Cuaderno de Cultura Científica

Margherita Beloch Piazzolla tuvo una larga vida con la geometría como eje de estudio e investigación. Desde la matemática teórica a la aplicación de esta disciplina a la resolución de problemas cartográficos o médicos, sus aportaciones fueron notables e ingeniosas.

Margherita Beloch Piazzolla. Fuente: Enciclopedia delle donne.

 

Margherita Beloch Piazzolla nació el 12 de julio de 1879 en Frascati, en la provincia de Roma. Su madre, Bella Bailey, era estadounidense. Su padre era el historiador alemán Karl Julius Beloch. Su hermana pequeña, Dorotea, fue una compositora centrada fundamentalmente en la ópera.

Supervisada por el matemático Guido Castelnuovo (el padre de Emma Castelnuovo), Margherita se graduó en la Universidad de Roma La Sapienza en 1908, presentando una tesis sobre transformaciones birracionales en el espacio (Sulle trasformazioni birazionali nello spazio). Por su calidad, fue publicada al año siguiente en la revista Annali di Matematica Pura ed Applicata.

Comenzó a trabajar como asistente voluntaria de Castelnuovo en la Cátedra de Geometría Analítica y Proyectiva. Fue nombrada asistente de geometría descriptiva en la Universidad de Pavía en 1919. Al año siguiente ocupó el mismo cargo en la Universidad de Palermo; allí trabajó junto al especialista en geometría algebraica Michele De Franchis. En 1927 ganó una plaza de catedrática en la Universidad de Ferrara, encargándose de la enseñanza de geometría descriptiva, geometría superior, matemática complementaria y matemática superior. Permaneció en esta institución hasta su jubilación en 1955.

Margherita y la geometría algebraica

Después de su tesis, Beloch trabajó en la clasificación de superficies algebraicas, estudiando las configuraciones de curvas racionales que se encuentran en estas superficies. Demostró un importante resultado: “Las superficies hiperelípticas de rango 2 se caracterizan por contener 16 curvas racionales”.

Realizó también algunas contribuciones a la teoría de curvas algebraicas asimétricas. Continuó trabajando en las propiedades topológicas de curvas algebraicas planas o soportadas por superficies regladas o cúbicas durante la mayor parte de su vida, escribiendo numerosos artículos sobre estos temas.

Contribuciones a la papiroflexia

El primer libro que apunta a la papiroflexia como herramienta para construir pruebas geométricas es el famoso Geometric Exercises in Paper Folding publicado en Madrás en 1893 por el matemático T. Sundara Row. Este manual fue conocido en Europa gracias a una observación del especialista en geometría Felix Klein en su libro Vorträge über ausgewählte Fragen der Elementargeometrie (Problemas seleccionados sobre geometría elemental, 1895). En ese texto, Row afirmaba que no es posible construir la raíz cúbica de 2 utilizando la técnica del plegado de papel.

Beloch fue, además de matemática teórica, una pionera en el estudio de la papiroflexia como herramienta de construcción geométrica. En 1936 descubrió que, mediante el doblado de papel, es posible encontrar las tangentes comunes a dos parábolas, lo que permitía a su vez resolver ecuaciones cúbicas generales. Margherita adaptó el método visual de Lill, un procedimiento visual para encontrar las raíces reales de un polinomio de una variable de cualquier grado, en su construcción mediante origami. De esta manera, Beloch refutó la afirmación de Row. Publicó su hallazgo en Sul metodo del ripiegamento della carta per la risoluzione dei problemi geometrici (Periodico di Mathematiche Ser. 4, 16 (1936) 104-108), donde señalaba también la posibilidad de resolver ecuaciones de cuarto grado mediante ese método, ya que se pueden reducir a la resolución de ecuaciones de segundo y de tercer grado.

Este procedimiento se conoce hoy en día, en su honor, como el “pliegue Beloch”: dados dos puntos y dos rectas, se trata de trazar un pliegue de manera que se sitúe un punto sobre cada recta.

Pliegue Beloch. Fuente: EMOZ.

 

Contribuciones a la fotogrametría

Beloch también se interesó por la fotogrametría (la técnica que estudia la forma, las dimensiones y la posición en el espacio de un objeto usando esencialmente medidas realizadas a partir de fotografías de dicho objeto)​ y la aplicación de las matemáticas, en particular la geometría algebraica, a esta disciplina.

Uno de los problemas a los que se dedicó fue el de la reconstrucción cartográfica a través de fotografías aéreas.

También investigó sobre la aplicación de métodos de fotogrametría terrestre a la radiología con fines médicos. La cuestión fundamental era realizar mediciones exactas de imágenes de partes internas del cuerpo humano obtenidas mediante rayos X para proceder después a su reconstrucción fotogramétrica.

En el caso de órganos con movimientos involuntarios (como el corazón) la cuestión se complicaba a la hora de realizar los radiogramas. Para salvar este problema, Beloch construyó un equipo, el “medidor de precisión”, compuesto por dos dispositivos (de toma y de retorno), que permitía realizar dos radiografías simultáneamente, evitando que la radiación destinada a una de las placas sensibles incidiera en la otra. Además, llevaba automáticamente las imágenes radiológicas a las medidas de las distancias de los puntos del objeto fotografiado, sin necesidad de complicados dibujos o cálculos.

Presentado en 1938 en la Exposición de Invenciones «Leonardo da Vinci» de Milán, en la sección médica, fue galardonado con la Copa de Plata del Ministerio de Educación Nacional.

Margherita falleció en Roma el 28 de septiembre de 1976, a los 97 años. Una larga vida dedicada, con notable éxito, a la geometría.

Referencias

• MassimoKofler, Margherita Beloch Piazzolla, Enciclopedia Delle Donne

• Paola Magrone and Valerio Talamanca, Folding cubic roots: Margherita Piazzolla Beloch’s contribution to elementary geometric constructions, 16th Conference on Applied Mathematics APLIMATH 21, 2017

• Beloch Piazzolla Margherita, Scienza a due voci dell’Università di Bologna

• Margherita Piazzolla Beloch, Wikipedia (italiano e inglés)

 

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 Margherita Beloch Piazzolla, geómetra se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Philipp Eduard Anton von Lénárd ganó el premio Nobel de física de 1905 por sus trabajos con los rayos catódicos, pero hoy día se le recuerda más por su actividad política que por su ciencia. Se afilió al Partido Nazi en 1924 y se convirtió en un rabioso portavoz contra la “ciencia judía” en general y contra Einstein en particular. Llegó a ser asesor de Hitler y cabeza visible de la “física aria”.

Philipp Lénárd en 1942. Foto: Bundesarchiv

Lénárd comenzó su carrera estudiando los rayos catódicos, haces de electrones que viajan por un tubo de vacío en el que hay dos electrodos metálicos entre los que hay una diferencia de potencial (se llaman catódicos porque son emitidos por el electrodo negativo, el cátodo). El electrón había sido descubierto experimentalmente en 1897 por J.J. Thomson, y mucha de la investigación de Lénárd se centraba en intentar comprender la naturaleza de la electricidad. En 1899 Lénárd probó que los rayos catódicos se creaban también cuando la luz incidía sobre superficies metálicas, y pudo comprobar que la presencia de campos eléctricos y magnéticos afectaba a los rayos. No estaba nada claro cómo la luz y el metal podían producir electrones, o por qué se ralentizaban o cambiaban de dirección por la acción de distintos campos. Los mecanismos no se comprendieron hasta 1905, cuando Einstein publicó su artículo sobre el efecto fotoeléctrico: el concepto de que los cuantos de luz arrancaban electrones individuales del metal. Por tanto, los primeros trabajos de Lénárd están indisolublemente asociados al nombre de Einstein.

Al principio esto unió a los dos científicos. Einstein y Lénárd se escribieron cartas para seguir sus respectivas investigaciones en las que mostraban gran admiración el uno por el otro. En una carta Einstein llamaba a Lénárd “gran maestro” y un “genio”. Lénárd, a su vez, hizo campaña para nombrar a Einstein profesor en Heidelberg y lo describió una vez como un “pensador profundo y trascendental”. Pero su relación cambió radicalmente en cinco años.

La creciente aversión (puede que odio) hacia Einstein parece que surgió de una combinación de factores. Por un lado, Lénárd despreciaba la teoría de la relatividad de Einstein. Se aferraba a la teoría del éter, la idea de que había una sustancia física que llenaba el vacío del espacio. Einstein pensaba que la teoría del éter había sido desacreditada hacía ya bastante tiempo. De hecho la teoría de la relatividad parte de la base de que no hay éter. Einstein, además, no era tímido a la hora de expresar sus opiniones: en 1919 Lénárd dio una conferencia defendiendo el éter que Einstein describió como “infantil”.

Lénárd antiEinstein

En 1917, Lénárd afirmó que aceptaba la teoría especial de la relatividad, pero solo una parte de la teoría general (en poco tiempo cambiaría de nuevo de opinión con respecto a la especial). Ambos físicos se enfrentaron en una serie de publicaciones: Lénárd atacando la relatividad general y Einstein defendiéndola. Estas publicaciones se volvieron cada vez más personales debido, muy probablemente, a dos razones: simples celos (Einstein se había hecho un nombre, entre otras cosas, mejorando de forma notable un trabajo comenzado por Lénárd) y antisemitismo.

Lénárd obtuvo oficialmente su carné del Partido Nacional Socialista Obrero Alemán (popularmente Partido Nazi) en 1924, mucho antes de que fuese políticamente necesario o popular, pero desde muchos años antes ya se identificaba con las posiciones antisemitas que defendía. Empezó a hablar en contra de los científicos judíos en general, y de Einstein y Max Born en particular. Sus afirmaciones eran del siguiente tenor: “el judío carece notablemente de comprensión de la verdad, a diferencia del investigador ario con su seria y cuidadosa voluntad de verdad”. Lénárd fundó un grupo llamado la Liga Antirrelatividad, que daba conferencias sobre el “fraude judío” que, según ellos, suponía la teoría de la relatividad [*].

A la conferencia impartida el 24 de agosto de 1919 por este grupo asistió el propio Einstein y se le vio riéndose silenciosamente en su asiento, a pesar de los calificativos iracundos que se le lanzaban. La aparente indiferencia era solo eso, apariencia: Einstein respondió al grupo en una carta abierta publicada en el periódico Berliner Tageblatt. La carta no fue precisamente el mejor texto de Einstein. De hecho, la carta da de él una imagen vulgar y de estar a la defensiva no solo cuando habla de su teoría, sino también cuando recurre al ad hominem al acusar a Lénárd de ser un físico teórico de segunda categoría y, por añadidura, superficial.

Que Einstein merecía el premio Nobel estaba claro, por lo menos, desde 1910. Lénárd tiene el dudoso honor de haber sido el que movió los hilos, a base de influencias, tergiversaciones, restando importancia y reclamando la falta de pruebas, para crear tal confusión que el comité Nobel no se decidió a conceder el premio hasta que las posiciones quedaron claramente definidas. Y aun así, no se atrevió a concederlo por la relatividad, sino por el efecto fotoeléctrico.

Nota:

[*] Cien años después no faltan seguidores de esta corriente que buscan errores continuamente en las ideas de Eisntein de forma anticientífica: poniendo primero el resultado, el prejuicio ideológico, y buscando formas de sostenerlo. De hecho, la inmensa mayoría de comentarios en este Cuaderno (no publicados, obviamente) a esta serie y a Teoría de la invariancia, en la que se explican los conceptos básicos de la relatividad, son de este tipo de comentaristas.

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

Una versión anterior de este artículo se publicó en Experientia Docet el 11 de octubre de 2009.

El artículo Einstein y Philipp Lénárd se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

David Barrado Navascués

El Telescopio James Webb ha observado estrellas en su primeras y rápida etapa de formación, en la nebulosa Carina. Para una estrella individual, este período solo dura entre 50.000 y 100.000 años. Fuente: NASA, ESA, CSA y STScI

NASA, en colaboración con ESA y CSA, han distribuido las primeras imágenes científicas tomadas con el nuevo telescopio espacial James Webb. Un éxito de la colaboración internacional.

Son cinco imágenes y espectros de diversos objetos astrofísicos que cubren las diferentes capacidades técnicas del telescopio y de sus instrumentos. Una muestra pequeña pero magnífica de la revolución científica que se aproxima.

Una lupa cósmica que permite ver lo que hay detrás

La primera imagen, “filtrada” por el presidente de EE UU en una ceremonia muy medida, esencialmente para el público norteamericano, muestra una lente gravitacional: un cúmulo de galaxias funciona como una lente que magnifica lo que hay detrás y que de hecho permite observar otras galaxias cuando eran extremadamente jóvenes, situadas a 13 100 millones de años luz. Así, observamos miles de galaxias en una imagen tridimensional. Se podría decir que en esta imagen el tiempo se hace visible. Pura poesía hecha retrato.

La primera imagen presentada de James Webb apunta al cúmulo masivo de galaxias J SMACS, el punto más brillante en el centro. Fuente: NASA, ESA, CSA y STScILa huella de evidencia de agua, nubes y neblina en la atmósfera de un exoplaneta

Los datos correspondientes al exoplaneta WASP-96 b, uno de los ya más de 5 000 detectados en la Vía Láctea, contienen información esencial sobre su atmósfera con unos detalles sin precedentes. Es un espectro que nos permite detectar diferentes compuestos químicos y estudiar con detalle sus propiedades. Se ha detectado vapor de agua en una atmósfera extremadamente caliente en un planeta de masa similar a la de Júpiter pero situado a una distancia muy próxima a su estrella central. Un mundo exótico, una visión extremadamente sugestiva.

La firma distintiva del agua, junto con evidencia de nubes y neblina en el exoplaneta WASP-96 b. Fuente: NASA, ESA, CSA y STScIEl último aliento de una estrella moribunda en la nebulosa Anillo Sur

El Anillo Sur, o nebulosa de Ocho Ráfagas, es una nebulosa planetaria, una nube de gas en expansión expulsada por el astro, que rodea a una estrella moribunda. JWST ha observado el resultado de este óbito estelar: los restos de la muerte de un sistema de dos astros similares al Sol. Las nebulosas planetarias se encuentran posiblemente entre los objetos más bellos que pueden existir en el universo: los últimos suspiros al apagarse, una despedida fastuosa.

Dos imágenes de la Nebulosa del Anillo Sur y sus dos estrellas tomadas con distintos instrumentos del James Webb. NIRCam (L) y MIRI (R). La estrella moribunda, más tenue, está expulsando gas y polvo a través del cual Webb ve con un detalle sin precedentes. Fuente: NASA, ESA, CSA y STScIEl Quinteto de Stephan: galaxias atrapadas en la música de la gravedad

El Quinteto de Stephan es un conjunto de galaxias que están interactuando, posiblemente uno de los espectáculos más dramáticos de universo: una danza cosmológica que sigue la música de la gravedad, un lento vals que sigue sorprendiendo por la multiplicidad de los detalles que el telescopio James Webb está revelando. Además, el instrumento MIRI permite observar las proximidades de un agujero negro, el gas que podría ser devorado por él: Saturno devorando a sus hijos a escala extragaláctica.

Aunque se llama un ‘Quinteto de Stephan’, solo cuatro de las galaxias están realmente juntas y atrapadas en una danza cósmica. Fuente: NASA, ESA, CSA y STScIEl acantilado cósmico en el que nacen las estrellas

La gran finale la proporciona la nebulosa de Carina, una inmensa nube de polvo y gas donde se están formando miles de estrellas. Las más masivas emiten una sorprendente cantidad de energía que comprime el material en sus inmediaciones, creado una inmensa ola, un tsunami que barre los que se encuentra a su paso: caos y creación en el mismo proceso.

Este paisaje de ‘montañas’ y ‘valles’ es una joven región de formación de estrellas en la Nebulosa Carina. Capturada en luz infrarroja por el nuevo Telescopio Espacial James Webb de la NASA, esta imagen revela por primera vez áreas previamente invisibles de nacimiento de estrellas. Llamada Cosmic Cliffs, la imagen aparentemente tridimensional de Webb parece montañas escarpadas en una noche iluminada por la luna. Fuente: NASA, ESA, CSA y STScI

De este magnífico regalo que nos ha entregado el telescopio James Webb quiero destacar el espectro del planeta por la información tan detallada que nos proporciona de algo que en realidad es invisible, que queda oculto por la estrella del sistema. Solo una tecnología muy sofisticada y unas técnicas de análisis muy ingeniosas nos permiten inferir cómo es su atmósfera. Esta misma vía se usará eventualmente para observar planetas similares a la Tierra que se encuentren en sus zonas de habitabilidad. También quiero resaltar la belleza estética de la nebulosa de Carina, el drama galáctico y las respuestas que ya han dado estas imágenes a problemas que han estado presentes desde tiempos inmemoriales.

El Quinteto de Stephan, aunque también de magnífica belleza, tal vez podía haber sido mostrado aumentando la gama de colores para indicar las distintas poblaciones estelares, junto con el polvo y el gas. Aun así, maravilla la imagen por la complejidad de las interacciones que se aprecian.

El estupor del mundo

El telescopio James Webb es ya stupor mundi, el estupor del mundo. Las sorpresas no han hecho nada más que empezar.

Una vez más, y de forma espectacular, queda claro que la ciencia básica es una actividad que no solo produce conocimiento, sino también belleza y, mucho más importante, cooperación internacional. Más que nunca, y debido a los tremendos desafíos a los que la humanidad se enfrenta, ciencia, ciencia, ciencia.

Sobre el autor: David Barrado Navascués es Profesor de Investigación en el área de Astrofísica en el  Centro de Astrobiología (INTA-CSIC)

Para saber más:

El sucesor del Hubble: el telescopio espacial James Webb

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

El artículo Las cinco fotos del James Webb se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Es complicado que actualmente no nos inunden los bulos y las noticias falsas en redes sociales. Es tan común que, hay cuentas, colectivos y personas dedicadas a desmentirlos. Sin embargo, ¿es necesaria esa labor?

Hago esta pregunta mientras refresco por enésima vez cualquier red social cuya aplicación tenga en el teléfono móvil. ¿Cómo me voy a tragar yo un bulo por redes sociales? Tengo suficiente criterio como para comprobar si las fuentes son fiables y la información verídica. Además, mis contactos en redes sociales también tienen criterio como para no compartir noticias falsas. En cambio, sí pienso que otra gente puede creerse bulos con facilidad.

Entonces, ¿por qué otra gente sí, pero yo no? Vamos a preguntarle a la sociología.

Las personas creen poder diferenciar la información falsa de la veraz mejor de lo que podrían otros. Esta creencia es una forma de mantener un autoconcepto positivo de uno mismo. Y es también la hipótesis del “Efecto de la Tercera Persona”.

W. Phillips Davidson propuso esta hipótesis en 1983, haciendo referencia a los medios de comunicación tradicionales. En concreto, la hipótesis dice que ‘las personas tienden a pensar que los medios influencian más a otra gente que a sí mismos’.

El alcance de las noticias falsas en redes sociales influenciado por el Efecto de la Tercera Persona. Ilustració: Rosario García Hernández.

 

Conociendo el Efecto de la Tercera Persona (ETP, a partir de ahora) y el funcionamiento de las redes sociales, no sería descabellado pensar que el ETP ocurre con frecuencia entre los usuarios de las RRSS. Incluso, que las RRSS se aprovechan del ETP (viralización, cámaras de eco, polarización de opiniones, etc.)

También podría plantearse que, con un mayor ETP, las personas pudieran pedir un mayor control de la difusión y publicación de información en línea. Al igual que una mayor “alfabetización digital” de los usuarios de RRSS, es decir, la toma de medidas para enseñar a las personas a ser críticas con la información.

Algunas de estas suposiciones son las que se han planteado como hipótesis en el estudio realizado por S. Mo Jang y Joon K. Kim. El estudio se hizo para observar el ETP en las noticias falsas sobre política tras las elecciones de 2016 en EEUU.

Como resultados obtuvieron que sus dos primeras hipótesis se corroboraban: el ETP ocurre respecto a las noticias falsas, tanto en la percepción individual, como de grupo. Es decir, una persona pensará que ella y los miembros de su grupo se creen menos noticias falsas que los miembros del otro grupo.

Otro resultado interesante del estudio fue que los individuos con una mayor percepción del ETP no estaban a favor del control y la regularización de las noticias falsas. Sin embargo, la mayoría de los participantes del estudio estaban a favor de la educación para el análisis crítico de la información.

Otro estudio se centra más en la existencia del ETP sobre la información en línea. En este estudio se les preguntó a los participantes quién de entre ellos, sus amigos u otras personas se verían más influenciadas por la información en un sitio web. La mayoría de los participantes se consideraban a sí mismos como los que serían menos influenciados.

De estos dos estudios podemos concluir que, como habíamos planteado antes, el ETP se da entre los usuarios de las redes sociales y otros medios digitales. Por lo que, aparte de ser conscientes del ETP y plantearnos nuestro propio sesgo, quizás deberíamos aplicar la educación para el análisis crítico de la información como una forma de controlar la propagación y el daño de los bulos y las noticias falsas.

Referencias consultadas:

Antonopoulos, N., Veglis, A., Gardikiotis, A., Kotsakis, R., & Kalliris, G. (2015). Web third-person effect in structural aspects of the information on media websites. Computers in Human Behavior doi: 10.1016/j.chb.2014.11.022

Davison, W. P. (1983). The third person effect in communication. Public Opinion Quaterly, 47 (1), 1-15. doi:10.1086/268763.

Jan S. M., Kim J. K. (2017) Third person effects of fake news: Fake news regulation and media literacy interventions Computers in Human Behavior, doi:10.1016/j.chb.2017.11.034.

Para saber más:

Sócrates y el efecto Dunning-Kruger en redes sociales
Emociones al alza, racionalidad a la baja
Correcto es lo que hace la mayoría: el principio de la prueba social

 

Autore: Rosario García Hernández (@swallowdraws, IG: @rosiswallow), alumne del Postgrado de Ilustración Científica de la UPV/EHU – curso 2020/21

Artículo original: Fake news: the third-person effect. Martha Villabona, Mapping Ignorance, 16 de noviembre de 2020.

 

“Ilustrando ciencia” es uno de los proyectos integrados dentro de la asignatura Comunicación Científica del Postgrado de Ilustración Científica de la Universidad del País Vasco. Tomando como referencia un artículo de divulgación, los ilustradores confeccionan una nueva versión centrada en la propia ilustración

 

El artículo Redes sociales, noticias falsas y el Efecto de la Tercera Persona se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

¿Estamos realmente diseñados para conectar con los demás? Si es así, ¿por qué siguen existiendo los psicópatas? ¿Se pueden tratar trastornos delirantes como la paranoia desde el punto de vista de la evolución? O ¿cómo ha cambiado la atracción sexual desde la época de nuestros ‘abuelos’ homínidos hasta ahora?

A estas y otras cuestiones relativas a la evolución del comportamiento humano se trató de dar respuesta durante la IV Jornada Nacional de Evolución y Neurociencias, evento organizado por la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU y la Red de Salud Mental de Bizkaia, que tuvo lugar los días 28 y 29 de abril en el Bizkaia Aretoa – UPV/EHU de Bilbao.

Desde que en 2017 un grupo de psiquiatras de la Red de Salud Mental de Bizkaia organizara la primera edición de esta jornada, la cita se ha convertido en un punto de encuentro para profesionales de distintos ámbitos científicos como la psiquiatría, la psicología, la biología o la filosofía con un interés común: la conducta humana desde una perspectiva evolucionista y su divulgación científica en un formato accesible y ameno para todos los públicos, a la par que riguroso y actualizado.

Una de las principales funciones del encéfalo es controlar el cuerpo. Las funciones cognitivas son, evolutivamente, indisociables del movimiento. Sin embargo, los humanos las hemos intentado separar hasta domesticarnos a nosotros mismos. Marcos Vázquez nos explica cómo emplear el ejercicio para reconectar con nuestros «genes salvajes» y los beneficios que esto conlleva.



Para saber más:

IV Jornada Nacional de Evolución y Neurociencias: Fernando Valladares – Del ejercicio a la ecología y viceversa
Envejecer sanamente gracias al ejercicio físico

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

El artículo IV Jornada Nacional de Evolución y Neurociencias: Marcos Vázquez – Ejercicio para des-domesticarnos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Herrerillo común. Fuente: Wikimedia Commons

Un nuevo trabajo de investigación indica que el cambio climático estaría afectando a la coloración del plumaje del herrerillo común (Cyanistes caeruleus).

El trabajo, que se ha llevado a cabo durante 15 años (2005-2019) mediante una colaboración entre científicos de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) y el Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Évolutive de Montpellier (CEFE-CNRS), se centró en dos poblaciones de herrerillos del sur de Francia, una localizada en las cercanías de Montpellier y la otra en el noroeste de la isla de Córcega.

Cada año, entre 2005 y 2019, se capturaron los herrerillos reproductores de cada población. Como resultado se consiguieron más de 5.800 observaciones sobre la coloración y otras características de estas aves.

El herrerillo común se caracteriza por su llamativa coloración: posee una corona azul y el pecho es de color amarillo. Los resultados obtenidos en el estudio muestran una disminución en ambas poblaciones de la coloración azul y amarilla entre el 2005 y 2019. Esto es, a día de hoy, en estas dos poblaciones, las coronas azules y los pechos amarillos de los herrerillos son de media de colores menos intensos que en el momento en el que empezó la investigación.

“Nuestro trabajo sugiere que los cambios ambientales, y en concreto el cambio climático, podrían ser el motivo principal por el cual aves como el herrerillo están sufriendo un cambio en sus rasgos físicos, más concretamente en el brillo e intensidad de sus coloraciones”, señala David López-Idiáquez, investigador del departamento de Biología Vegetal y Ecología de la UPV/EHU.

Cambios en los patrones de emparejamiento del herrerillo

“Se ha podido observar como la tendencia en ambos sexos y poblaciones es negativa en cuanto a brillo e intensidad de la coloración de las plumas, aunque en Córcega este cambio está más asociado con el clima”, explica López. “El cambio del color del plumaje parece ser resultado de la combinación entre la subida de temperatura (de 1,23ºC) y la bajada de las precipitaciones (0,64 mm), por lo que el cambio climático sería el potencial causante de esta diferencia”, apunta.

Puede parecer que solo es un cambio puramente estético, pero es justo lo contrario, ya que este cambio en el plumaje puede tener efectos en los “patrones de emparejamiento” de la especie. “En estas aves rasgos como la coloración funcionan como señales para indicar a los otros individuos la calidad del espécimen, que son decisivos, por ejemplo, a la hora de reproducirse”, precisa David López.

Cambios en nuestro entorno

“Este estudio se pudo realizar gracias al seguimiento continuo de las dos poblaciones de herrerillo durante más de 15 años, lo que pone de relevancia la importancia de contar con estudios a largo plazo para comprender los efectos del cambio climático sobre los ecosistemas que nos rodean”, resalta.

Cuando se da una variación en el territorio, las poblaciones de animales tienen 4 opciones: La primera, sufrir un cambio genético; la segunda, sufrir un cambio plástico (modificación en las características físicas sin cambios genéticos); la tercera, emigrar; y, por último, desaparecer. “Es importante destacar que este cambio no es genético sino plástico, una de las formas de adaptarse a las nuevas condiciones ambientales”, revela.

Referencia:

David López-Idiáquez, Céline Teplitsky, Arnaud Grégoire, Amélie Fargevieille, María del Rey, Christophe de Franceschi, Anne Charmantier, and Claire Doutrelant (2022) Long-Term Decrease in Coloration: A Consequence of Climate Change? The American Naturalist DOI: doi: 10.1086/719655

Para saber más:

El rojo y los cambios climáticos
Los fantasmas de la evolución

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

El artículo El cambio climático y los colores del herrerillo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

El tono de un diapasón se puede ajustar con una simple lima. Si desgastas ligeramente la punta de sus brazos, la masa disminuye y el tono se vuelve más agudo. Si, por el contrario, lijas la base (el punto donde los dos brazos se unen al mango), o calientas un poco el metal, su elasticidad cambia y el tono se vuelve más grave.

John Shore, el inventor del instrumento, probablemente conocía estos principios, aunque fuese de forma puramente experimental. Un siglo después de que el trompetista presentase al mundo su nueva invención, el diapasón ya había ocupado su lugar en la historia de la música como afinador universal. Y, de la mano de su popularidad, llegó la necesidad de afinarlos con una gran precisión, de forma rápida y estandarizada.

Esto se proponía Jules Lissajous, cuando en 1854 desarrolló un nuevo método para comparar la afinación de los diapasones. Su idea era sencilla, elegante y, por qué no decirlo, de una gran belleza. Consistía en visualizar las vibraciones de los brazos del instrumento por métodos ópticos. Hasta el momento, los diapasones se habían afinado simplemente “de oído”. Cada nuevo instrumento se comparaba con uno de referencia, ya afinado, y se pulían sus brazos hasta que la frecuencia del sonido coincidiera. En cambio, Lissajous recurrió a la luz de una vela para poder detectar de manera directa cualquier mínima diferencia entre estas frecuencias.

«Estudio óptico de los movimientos vibratorios por el método de M. Lissajous», ilustración que aparece en el libro El mundo físico: gravedad, gravitación, luz, calor, electricidad, magnetismo, etc. de A. Guillemin. Barcelona, Montaner y Simón, 1882. Fuente: Fondo Antiguo de la Universidad de Sevilla /flickr

 

Él mismo describe su montaje en un artículo de 18571:

Primero operé con diapasones, siendo este pequeño aparato de todos los cuerpos vibrantes el más cómodo de manejar […]. Para hacer visible el movimiento vibratorio de un diapasón, fijo el extremo de una de las ramas sobre la cara convexa de un pequeño espejo plano de metal. La otra rama lleva un contrapeso, de modo que la sobrecarga es igual en las dos ramas.

Haciendo que la llama de una vela se reflejase en este pequeño espejo, Lissajous consiguió convertir el leve movimiento del diapasón en luz, en un fenómeno visible. A continuación, colocó un segundo diapasón, con su propio espejo, en dirección perpendicular al primero. Es decir, si el primer instrumento se movía en horizontal, el segundo lo hacía en vertical, y viceversa. Haciendo que la luz de la vela rebotase en cada uno de ellos de manera sucesiva, podía hacer que su movimiento se combinase para dar lugar a una única figura, hermosamente geométrica: las conocidas como figuras de Lissajous.

Ilustración original de «Memoria sobre el estudio óptico de los movimientos vibratorios» de M. (monsieur) Lissajous (1857). Fuente: Jeremy Norman Collection of Images – Creative Commons

 

Recuerdo la primera vez que vi una de estas figuras en el laboratorio de la facultad de física. Usábamos un osciloscopio para sintonizar dos señales eléctricas y debíamos observar los dibujos que aparecían en la pantalla para calcular la proporción entre sus frecuencias y el posible desfase entre ellas. Era un espectáculo verlas danzar. Pero lo realmente bonito es que las figuras de Lissajous solo se cierran (y, por tanto, en apariencia, solo se quedan “quietas”) cuando las frecuencias de las dos señales coinciden a la perfección, o bien guardan una proporción armónica exacta (esto es, una proporción definida por números enteros). Si las dos ondas son iguales, dibujan un círculo. Si mantienen una proporción de 2:1, trazan algo parecido a una mariposa, cuando el ratio es 3:2, el resultado recuerda a una doble espiral2. A medida que los armónicos aumentan, el dibujo se va volviendo más complejo. Pero la condición para congelar la imagen es siempre la misma: la figura solo se cierra si las frecuencias que le dan forma encajan a la perfección. Se requiere una afinación perfecta.

En la segunda mitad del siglo XIX, el mundo de la ciencia se esforzó por crear un sistema de unidades realmente universal. Es la época en la que se fundó Oficina Internacional de Pesas y Medidas, se definieron el metro y el kilogramo, y se construyeron patrones que se han seguido usando como referencia hasta hace muy poco. También, en el mundo de la música, se intentó definir un la universal3, y para capturarlo, Lissajous fabricó un diapasón estándar cuidadosamente afinado. Vibraba a 435 Hz a una temperatura ambiente de 15 °C. Estaba llamado a convertirse en el afinador de afinadores, medidor universal de toda la música. Con su movimiento daría forma a la música que se escucharía en adelante en las salas de conciertos de todo el planeta.

O ese era el plan. Como ya vimos, su reinado duró bien poco, en realidad. Hoy en día, el estándar de afinación está fijado en 440 Hz, y ni siquiera se respeta siempre. En Europa, es común afinar a 442 Hz. Las figuras de Lissajous en cambio, tuvieron su propio legado cultural. Su forma sinuosa, bella e hipnótica a partes iguales, las ha convertido en todo un referente visual. Han aparecido en el cine, asociadas a menudo a escenarios futuristas o de ciencia ficción, marearon a los espectadores en los títulos de crédito de Vértigo, y hasta se sospecha que dan forma a un conocido logo comercial. A mí, sin embargo, me gusta recordar su origen sonoro y musical. Todas esas figuras tienen su propia armonía de dos notas asociada, y es un intervalo consonante, perfectamente afinado.

Notas y referencias:

1Lissajous, Jules A. 1857. “Mémoire sur l’Etude optique des mouvements vibratoires.” Annales de chimie et de physique 3 (51): 147-232..

2Estas relaciones de frecuencia corresponden a los intervalos musicales de octava (2:1) y quinta justa respectivamente (3:2).

3En 1858 el gobierno francés creó una comisión encargada de establecer dicho estándar. Lissajous fue miembro de este comité, que también contó con grandes compositores como Héctor Berlioz o Gioachino Rossini.

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

El artículo Lissajous, afinador de afinadores se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Como ya hemos comentado en anteriores entradas del Cuaderno de Cultura Científica, la geometría plana está repleta de interesantes y atractivos teoremas, que suelen venir acompañados de diagramas con mucho encanto, como el teorema de Napoleón (véase la entrada Variaciones artísticas del teorema de Napoleón), el teorema de van Aubel (véase la entrada Una pequeña joya geométrica: el teorema de van Aubel), el teorema de Marion (véase la entrada El teorema de Marion (Walter)), el teorema de la bandera británica (véase la entrada El teorema de la ikurriña), el teorema de Pick (véase la entrada Calcular el área contando puntos) o el mismísimo teorema de Pitágoras (véase la entrada Pitágoras sin palabras).

Hexágono místico de Pascal (1965), del dibujante e ilustrador infantil estadounidense Crockett Johnson (1906-1975). Esta pintura recoge el esquema del conocido teorema (del hexágono místico) de Pascal. Imagen de la página web de The National Museum of American History

 

Estos resultados geométricos suelen tener diferentes tipos de demostraciones, en función de las técnicas utilizadas, la originalidad de las ideas contenidas, la complejidad de la misma o la extensión que ocupa. Lo más importante a la hora de demostrar un resultado matemático es obtener una demostración para el mismo, no importa lo larga, “poco elegante” o “aburrida” que nos pueda parecer, después ya podrán obtenerse demostraciones más originales, sugerentes, “hermosas”, simples o cortas. En esta búsqueda de la belleza en las demostraciones matemáticas también juegan un papel interesante las llamadas “demostraciones sin palabras”.

En 1973, el gran divulgador de las matemáticas Martin Gardner (1914-2010), se refirió a las demostraciones sin palabras como diagramas “en un vistazo” y señaló que “en muchos casos, una demostración farragosa puede ser suplida por una geométrica análoga, tan simple y bella que la veracidad de un teorema es casi vista en una ojeada”. Como comenta el matemático Roger B. Nelsen, una de las personas que más ha hecho por la difusión de las demostraciones sin palabras y autor de la serie de libros Proofs without Words (MAA), las demostraciones sin palabras no son realmente demostraciones matemáticas en sí mismas, son más bien diagramas, esquemas o dibujos que nos ayudan a comprender por qué un teorema es cierto o que encierran la idea de la verdadera demostración matemática. Son sugerentes, atractivas y todo un ejercicio de estímulo del pensamiento.

Demostración sin palabras de que la media geométrica de dos números es menor o igual que la media aritmética, y que es igual cuando ambos números son iguales, realizada por Charles Gallant, publicada en Mathematics Magazine en 1977 y recogida en el libro Proofs without words

 

Con esta entrada iniciamos una pequeña serie estival de demostraciones sin palabras de interesantes y hermosos teoremas geométricos. Esta primera entrada de la serie está dedicada a un teorema clásico de la geometría del plano sobre triángulos equiláteros, el conocido teorema de Viviani. Este resultado geométrico debe su nombre al matemático italiano Vincenzo Viviani (1622-1703), que fue discípulo de Galileo Galilei (1564-1642) y Evangelista Torricelli (1608-1647) y que muchos conocemos por la llamada curva de Viviani, que es la curva intersección de un cilindro y una esfera.

Curva de Viviani. Imagen de “Ag2gaeh” en Wikimedia Commons

 

Pero vayamos con el resultado geométrico anunciado, el teorema de Viviani.

Teorema de Viviani: La suma de las distancias de un punto cualquiera en el interior de un triángulo equilátero (o en alguno de sus lados) a cada uno de sus lados es igual a la altura del mismo.

Este es un resultado geométrico que es fácil de probar, sin más que utilizar que el área de un triángulo es la mitad del producto de la base por la altura: área triángulo = (base x altura ) / 2.
La demostración sería la siguiente: el triángulo equilátero ABC (de base BC y altura h) puede descomponerse como unión de los tres triángulos PBC (de base BC y altura x), PAB (de base AB y altura y) y PCA (de base CA y altura z). Tomando áreas para los cuatro triángulos,

área (ABC) = área (PBC) + área (PAB) + área (PCA),

y teniendo en cuenta que los lados del triángulo equilátero ABC son iguales AB = BC = CA (a cuya longitud llamaremos l), se tiene que

de donde se obtiene la igualdad deseada

En el libro Proofs without words, de Roger B. Nelsen, se recoge una primera demostración sin palabras del teorema de Viviani, publicada por Samuel Wolf en Mathematics Magazine, en 1989.

 

Expliquemos el motivo por el cual este esquema explicaría el teorema de Viviani. Para dar la explicación hemos llamado PA, PB y PC a las proyecciones (ortogonales) del punto P sobre los lados BC, CA y AB (es decir, PPA = x, PPB = z, PPC = y, de forma que el teorema establece que la altura h es igual a PPA + PPB + PPC), como se muestra en la imagen siguiente. En primer lugar, se realiza una copia desplazada A’B’C’ del triángulo equilátero ABC, de forma que el punto P quede en el lado A’C’, y denotamos por Q la proyección (ortogonal) de A’ sobre la recta RP, paralela a BC, y L a la proyección (ortogonal) de P sobre la recta A’B’.

 

Entonces, tenemos las siguientes igualdades:

Luego el diagrama anterior es una demostración sin palabras del teorema de Viviani.

La segunda demostración sin palabras del teorema de Viviani la descubrí en el hermoso libro Charming Proofs, A Journey Into Elegant Mathematics de Claudi Alsina y Roger B. Nelsen. Es una demostración sin palabras de una gran sencillez y belleza, que publicó el matemático japonés Ken-ichiroh Kawasaki en Mathematics Magazine, en 2005.

Es una hermosa demostración que se explica por sí sola.

Para terminar esta entrada estival del Cuaderno de Cultura Científica os dejo un problema que puede resolverse con una sencilla prueba sin palabras.

Problema (El cuadrado dentro del cuadrado): Demuéstrese que si se trazan rectas que unen los vértices del cuadrado con los puntos medios de uno de los lados opuestos, como se muestra en la siguiente imagen, entonces el área del cuadrado central es un quinto del área del cuadrado original.

Bibliografía:

1.- David Wells, The Penguin Dictionary of Curious and Interesting Geometry, Penguin Books, 1991.

2.- Roger B. Nelsen, Proofs without Words: Exercises in Visual Thinking, Mathematical Association of America, 1997.

3.- Roger B. Nelsen, Proofs Without Words II: More Exercises in Visual Thinking, Mathematical Association of America, 2001.

4.- Tim Doyle, Lauren Kutler, Robin Miller, Albert Schueller, Proofs Without Words and Beyond, Convergence, MAA, 2014.

5.- Claudi Alsina y Roger B. Nelsen, Charming Proofs, A Journey Into Elegant Mathematics, Mathematical Association of America, 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 Teoremas geométricos sin palabras: Viviani se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

A Julius Robert Oppenheimer se le recuerda como al padre de la bomba atómica. Un físico brillante a la par que excelente tecnócrata, Oppenheimer organizó la parte científico-técnica del Proyecto Manhattan. Antes de eso, ya era conocido por sus trabajos en mecánica cuántica y astrofísica, aplicando las ecuaciones de Einstein a la evolución de las estrellas. Su última etapa profesional la pasó en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, en un despacho justo encima del de Einstein.

Fuente: US Govt. Defense Threat Reduction Agency

Einstein y Oppenheimer se cruzaron en multitud de ocasiones a lo largo de sus vidas, encontrándose en varias conferencias científicas, pero Oppenheimer era de una generación más joven de físicos (era 25 años menor que Einstein), una que ya fue educada después de la revolución de las teorías de la relatividad y la mecánica cuántica. Oppenheimer usó como si tal cosa ambas en su estudio del interior de las estrellas. No fue parte de los esfuerzos para descubrir las matemáticas tras las ideas como lo fue Einstein, por lo que, desde el punto de vista de Oppenheimer, Einstein era más una persona digna del mayor respeto, reconocimiento y consideración que alguien que pudiese contribuir activamente a la ciencia.

Oppenheimer nació en los Estados Unidos pero, tras estudiar en Harvard, se decidió por marcharse a Europa a completar su formación, primero a Cambridge y después a Gotinga, donde consiguió su doctorado bajo la dirección de Max Born. Regresó a Estados Unidos para ser profesor en la Universidad de California en Berkeley. Cuando comenzó la Segunda Guerra Mundial fue reclutado para dirigir el desarrollo de la bomba atómica, convirtiéndose en el director del Proyecto Manhattan. Después de la guerra, aterrizó en Princeton como director del Instituto de Estudios Avanzados, donde una guardia militar vigilaba permanentemente la caja fuerte de su despacho.

Cuando llegó de visita a Princeton en 1935, Oppenheimer, al igual que Einstein en su momento, se burló de la estirada ciudad universitaria y sus “lumbreras solipsistas brillando en una desolación separada e impotente”. Einstein, en el Instituto desde 1933, no escapó a las críticas: “Einstein está completamente chiflado”. En esa época, la comunidad de físicos se mostraba abiertamente desdeñosa con la obsesión de Einstein por encontrar una alternativa a la teoría cuántica, y Oppenheimer estaba de acuerdo. Einstein, por su parte, encontró que Oppenheimer era un “hombre de inusual capacidad con una educación amplísima”.

Oppenheimer, comunista

Durante la Segunda Guerra Mundial los dos físicos no habían tenido contacto entre sí, ya que Einstein no había formado parte del proyecto de construcción de la bomba; el F.B.I. había decidido que era un riesgo para la seguridad por sus posibles vínculos comunistas. Einstein nunca fue miembro del Partido Comunista, pero, irónicamente, Oppenheimer sí. En 2002, 35 años después de la muerte de Oppenheimer, se tuvo acceso a cartas que muestran que perteneció al Partido Comunista Americano a finales de los años 30 y hasta principios de los 40.

Su mujer también había sido abiertamente miembro del Partido Comunista y había suficientes dudas sobre Oppenheimer durante la Guerra Fría como para hacerle sujeto de los infames juicios de la caza de brujas. El senador McCarthy convocó al físico ante el comité del senado en 1954. Cuando Einstein oyó la noticia, se rió diciendo que lo único que Oppenheimer tenía que hacer era llegar a Washington, decirles a todos que eran idiotas y volverse. Obviamente, este era un consejo que no se podía seguir, y Einstein fue de los que unió su voz a la de otros científicos relevantes defendiendo la honorabilidad de Oppenheimer. A pesar del apoyo recibido, Oppenheimer perdió su autorización de seguridad de máximo nivel. De repente, no tenía permitido leer documentos sobre la bomba atómica que él mismo había redactado.

Su paso por el comité de McCarthy no afectó a su trabajo y continuó siendo director del Instituto donde, a pesar de sus continuas desavenencias en cuestiones de física moderna, Einstein y Oppenheimer mostraban el uno por el otro un profundo respeto. Diez años después de la muerte de Einstein, Oppenheimer escribió un texto en recuerdo suyo que publicaría la UNESCO en una colección de ensayos titulada “Ciencia y síntesis”. En este ensayo Oppenheimer destacaba tanto la contribución de Einstein a la ciencia como al desarrollo de la bomba y a su lucha contra ella:

“Su papel fue el de crear una revolución intelectual y descubrir más que cualquier otro científico de nuestro tiempo […] la suya fue una voz alzada con gran peso en contra de la violencia y la crueldad dondequiera que las viese y, tras la guerra, habló con profunda emoción, y yo creo que con gran influencia, acerca de la suprema violencia de estas armas atómicas”.

Para saber más:

Cómo la bomba atómica condicionó nuestra comprensión de la ciencia
La ciencia al servicio de la guerra

 

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

Una versión anterior de este artículo se publicó en Experientia Docet el 8 de noviembre de 2009.

 

El artículo Einstein y Julius Robert Oppenheimer se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Cuando miramos a nuestro único satélite natural, la Luna, a través de un telescopio -aunque sea uno modesto- saltan dos cosas a la vista y que son evidentes incluso con ese nivel de detalle: por un lado tenemos los mares lunares, esas grandes llanuras volcánicas de color gris oscuro que cubren una gran parte de la superficie de su cara visible y, por otro,  la cantidad de cráteres de todos los tamaños que podemos ver salpicando la superficie.

Recreación digital de la cara visible de la Luna que nos permite ver algunos de sus cráteres, especialmente cerca del límite entre el lado diurno y nocturno o terminador. También se aprecia perfectamente el contraste con los mares y como estos aparentan tener muchos menos cráteres que las zonas más claras. Cortesía del Scientific Visualization Studio de la NASA.

Tanto es así que podemos encontrar cráteres que van desde los 2500 kilómetros de diámetro, como es la cuenca de Aitken, situada en el polo sur lunar, como cráteres de tamaño microscópico formados sobre las rocas por el continuo impacto de partículas de pequeño tamaño a lo largo de 4500 millones de años de historia.

Cráteres a pequeña escala. En la imagen de la izquierda vemos una pequeña partícula de vidrio lunar con un cráter en su superficie y a la derecha una roca lunar, vista al microscopio electrónico, donde también se puede apreciar la marca de un pequeño impacto (el cráter tiene en torno a las 10 micras) e incluso la fracturación de la roca como consecuencia de este. Imágenes cortesía de la NASA.

En los primeros momentos de la formación de nuestro sistema planetario, especialmente entre hace 4400 y 3800 millones de años, los planetas sufrieron un elevado número de grandes impactos porque todavía existían muchos embriones planetarios que vagaban por el espacio sin llegar a formar cuerpos más grandes. Sin una órbita estable, cruzaban la trayectoria de los planetas, hasta que, poco a poco, debido a las colisiones, esta población fue reduciéndose notablemente y las colisiones se hicieron menos frecuentes.

Eso no quiere decir que hayamos dejado de recibir los impactos de otros cuerpos, solo que con el paso del tiempo la magnitud en tamaño y en cantidad de impactos, por lo general, ha ido disminuyendo gradualmente. En nuestro planeta cuesta mucho ver estas etapas tan convulsas, ya que tanto la tectónica de placas como los agentes externos (el agua, el viento o el hielo, entre otros) han conseguido borrar esa parte de nuestra historia.

Por eso la Luna es un laboratorio tan importante de cara a poder comprender mejor esas primeras etapas de formación del Sistema Solar, puesto que las ha preservado mucho mejor que la Tierra. Aunque no podemos olvidar que incluso la Luna, que nos parece un cuerpo que ha cambiado tan poco, ha seguido sufriendo tanto impactos, que han seguido alterando su superficie, como la formación de sus mares que, si bien a menor ritmo, ha continuado hasta hace unos 1500 millones de años.

a) Porosidad actual de la corteza lunar. b) Modelo de porosidad de la corteza lunar alrededor del momento de formación de la cuenca de impacto del Polo Sur-Aitken. Se aprecia claramente como los círculos negros, que corresponden con las cuencas de impacto más antiguas, muestran una correlación importante con la porosidad observada y modelada. Cortesía de Huei et al. (2022).La porosidad de la corteza lunar

Para poder conocer mejor esta turbulenta historia de colisiones, los científicos han empezado a estudiar la porosidad de la corteza lunar, es decir, la relación entre el volumen de la roca y los huecos o espacios que ocupan los poros… ¿pero qué tienen que ver estos poros con las colisiones?

Pues parece que las grandes colisiones afectaron tanto a la corteza lunar que la convirtieron en una zona altamente porosa y que probablemente esa porosidad se extendía decenas de kilómetros hacia las profundidades de la Luna y no se limitaba a las zonas más superficiales, casi transformándola en una esponja de roca a escala planetaria, llegando a alcanzar valores de porosidad del 20%.

Anteriormente, los científicos pensaban que la porosidad observada en la Luna se había desarrollado de una manera gradual a lo largo de toda su historia, pero ahora empezamos a ver detalles que nos hacen pensar que realmente ha ocurrido de otra manera. La porosidad que observamos fue generada a partir de los impactos más grandes, que eran capaces de afectar a grandes zonas de la Luna, pero los impactos cada vez más pequeños y el propio peso de las capas superiores fue compactando de nuevo la corteza lunar y reduciendo esa porosidad.

¿Para qué puede servir este descubrimiento? Este cambio en la porosidad puede ayudarnos a reconstruir la historia de los impactos, ya que sobre la superficie lunar se superponen impactos -algunos de los cuales ya no son apreciables- y quizás la única manera de reconocer sus efectos sea a través de como han afectado a la propia estructura de la corteza.

También pone de manifiesto que, si este modelo lunar es acertado, probablemente los planetas experimentaron una gran porosidad en sus cortezas durante su “infancia” planetaria, lo que nos puede ayudar a construir modelos geodinámicos que tengan en cuento este punto partida.

E, incluso, desde el punto de vista de la astrobiología puede resultar muy interesante, ya que las fracturas pueden permitir, por un lado, que el agua llegue a mayores profundidades, generando zonas de alteración y de intercambio de sustancias que puedan ser beneficiosas para el desarrollo y sustento de la vida, pero también por crear zonas donde la vida pueda protegerse de un ambiente externo más hostil.

Finalmente, también nos puede ayudar a encontrar las zonas más antiguas de la corteza de los planetas, abriéndonos una ventana a la búsqueda de rocas donde apoyarnos para seguir estudiando el origen del Sistema Solar.

Referencias

Huang, Y.H., Soderblom, J.M., Minton, D.A. et al. (2022) Bombardment history of the Moon constrained by crustal porosity. Nat. Geosci. (2022).  doi: 10.1038/s41561-022-00969-4

Para saber más:

¿Por qué las caras de la Luna son tan diferentes?

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

El artículo La porosidad de la corteza lunar se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Javier Fernández Panadero, autor

Fuente: Wikimedia Commons

 

“Q era un qbit que vivía en un subespacio de las afueras”

Así comienza esta novela corta de ciencia ficción, donde acompañaremos a Q en sus aventuras por el mundo microscópico.

Como toda la ciencia ficción, la historia de Q nos lleva a un mundo extraño para hablarnos de nosotros mismos pero, por la particular naturaleza del mundo al que nos lleva, seguro que aquellos con alguna experiencia o interés en los ordenadores, la inteligencia artificial o la filosofía, la disfrutarán en más profundidad.

Pero no crean que es un texto a leer con el ceño fruncido, confiamos en que se lea con la sonrisa con que se hizo: “Es bueno que nos riamos, no sé si querría llegar a una Verdad que no incluyese el humor… o los pedos” —dice un personaje, en cierto momento.

En otras ocasiones el humor viene derivado por las particularidades del mundo de Q.

“—No es fácil mantener la coherencia cuando interaccionas con otros… ¡Ni cuando tienes hijos!” dice el padre de Q en otro momento.

“Q subió al datagrama y pidió que le pusieran cerca de la cabecera, para poder mirar el paisaje (…) En ese momento pasó el revisor contando bits. Cuando llegó al final de la cadena dijo: «CRC listo. ¡Váaaamonos!»

Aunque tampoco se trata de una sucesión de “chistes de gremio”, como reflexión no escatima la profundidad de la indagación y me atrevería a decir que esconde alguna perla de uso macroscópico.

“Pero el Sistema es el Sistema por más que cada nueva generación de qbits haya querido derrocarlo. Te mide y te cambia.”

“—Mamá, ¿aprender duele?

—Solo si te resistes.“

Q se pregunta qué es la realidad, quién es él, si hay alguna diferencia entre ser y parecer, si es la conciencia algo más que una ilusión o cómo poder acceder a todas esas respuestas con garantías… Como veis, las mismas preguntas que nos hacemos desde que nos reuníamos en torno a una hoguera, o las mismas que nos devuelve la investigación sobre la inteligencia artificial o las prospecciones filosóficas.

La multitud de referencias, bromas, easter eggs, relacionados con la física y la computación, no son imprescindibles para seguir la trama pero le dan otros niveles de lectura que podéis disfrutar

Para ayudar a quien quiera acercarse a esos otros niveles y para aprovechar y divulgar un poco sobre esas cuestiones, el autor irá colgado en su canal de Youtube una suerte de “video apéndice” en el que se desgranan estos aspectos más técnicos.

En este enlace tenéis un par de capítulos libres para que conozcáis el mundo de Q antes de sumergiros en él, valiente acto este último, de cuyas consecuencias para vuestra mente seréis los únicos responsables…

Os animamos a que nos acompañéis, en la aventura de siempre, en la única aventura… vivida por este pequeño qbit, en su curioso mundo.

El libro se puede descargar en este enlace

Ficha:

Autor: Javier Fernández Panadero

Título: Q, un cuento cuántico

Año: 2022

Editorial: Autopublicado

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

El artículo Q, un cuento cuántico se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Foto: Duy Pham / Unsplash

Las relaciones de amistad son mutables; se fortalecen y debilitan con más facilidad de lo que suponemos. De hecho, no es difícil que se desvanezca la relación intensa que une a dos personas para pasar a ser meras conocidas. Aunque hay, no obstante, algunas excepciones a esa regla: las dos o tres amistades que surgen en la juventud temprana y que resisten los estragos que causa el paso del tiempo y la distancia.

Un estudio relativamente reciente, liderado por el británico Robin Dunbar, ha desentrañado algunos aspectos de las relaciones sociales de chicos y chicas, y los avatares que sufren durante un periodo de 18 meses que comprende el final de los estudios de bachillerato y el comienzo de los universitarios. El estudio reveló, por ejemplo, que el 40% de las personas de la red social de los y las estudiantes se renovó durante el tiempo en que se prolongó; ese porcentaje refleja la fluidez de las relaciones sociales en ese segmento de edad. Lo que sorprendió al equipo de investigación es que normalmente las nuevas relaciones venían a ocupar el lugar de las que se perdían dentro de la red social. Esto es, mantenían con las nuevas amistades la misma frecuencia de contactos que con las que habían sido sustituidas. Cada persona tenía, en ese sentido, una huella social característica.

Para la amistad, conversaciones y actividades

Por otro lado, lo que más contribuía a que las chicas mantuviesen las amistades anteriores a la universidad eran las conversaciones, cara a cara o por teléfono. En los chicos, sin embargo, las conversaciones no afectaban en medida alguna a la probabilidad de mantener una amistad. Lo que influía eran las actividades que se hacían con las otras personas, como ir de bares, practicar algún deporte, ir al monte u otras. No es que la práctica de estas actividades no ayudase también a las chicas a mantener sus relaciones; lo hacía, pero afectaban en menor medida. Otra diferencia entre chicos y chicas era el tiempo que duraban las llamadas de teléfono y su distribución a lo largo de las horas. Las de las chicas, en promedio, duraban 150 s por la mañana, pero llegaban a los 500 s hacia el final del día. Las de los chicos, sin embargo, eran del orden de 100 s y no había diferencia entre la mañana y la noche.

Aunque en el estudio observaron grandes diferencias en los hábitos horarios de las personas monitorizadas, resultó que esos hábitos no se modificaron durante los 18 meses del estudio. Quienes madrugaban al comienzo lo siguieron haciendo al final, y lo mismo ocurrió con quienes trasnochaban.  En un estudio diferente, hecho con 1000 estudiantes universitarios daneses, comprobaron que un 20% madrugaban, otro 20% trasnochaban y todos los demás no tenían una tendencia horaria marcada. También descubrieron que quienes madrugaban no tenían preferencia por amistades con sus mismos hábitos, aunque quienes trasnochaban sí tendían a tenerlas. Los trasnochadores tenían redes sociales más amplias que los madrugadores (35 vs. 28), aunque, quizás lógicamente, estos dedicaban más tiempo a cada llamada telefónica (112 s vs. 94s.). Las redes de los madrugadores eran más sólidas, de hecho, más estables.

A juicio de Dunbar, el dato más inesperado y revelador de la naturaleza de nuestras relaciones sociales fue el de la constancia en su estructura, a despecho, incluso, de la identidad concreta de quienes la conforman. Queremos que nuestras amistades sean personas agradables, en quienes poder confiar; queremos congeniar con ellas. Pero lo que de verdad importa no es tanto quiénes forman nuestro grupo de amigos, cuanto el simple hecho de tenerlos.

Fuente: Robin Dunbar (2021): Friendship-ology. New Scientist 249 (3324): 36-40.

Para saber más:

Nos relacionamos con ciento cincuenta personas
Familiares, amigos, amigas y personas conocidas

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

El artículo En la amistad no importa tanto quien sino que lo sea se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

¿Estamos realmente diseñados para conectar con los demás? Si es así, ¿por qué siguen existiendo los psicópatas? ¿Se pueden tratar trastornos delirantes como la paranoia desde el punto de vista de la evolución? O ¿cómo ha cambiado la atracción sexual desde la época de nuestros ‘abuelos’ homínidos hasta ahora?

A estas y otras cuestiones relativas a la evolución del comportamiento humano se trató de dar respuesta durante la IV Jornada Nacional de Evolución y Neurociencias, evento organizado por la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU y la Red de Salud Mental de Bizkaia, que tuvo lugar los días 28 y 29 de abril en el Bizkaia Aretoa – UPV/EHU de Bilbao.

Desde que en 2017 un grupo de psiquiatras de la Red de Salud Mental de Bizkaia organizara la primera edición de esta jornada, la cita se ha convertido en un punto de encuentro para profesionales de distintos ámbitos científicos como la psiquiatría, la psicología, la biología o la filosofía con un interés común: la conducta humana desde una perspectiva evolucionista y su divulgación científica en un formato accesible y ameno para todos los públicos, a la par que riguroso y actualizado.

La interrelación entre ejercicio, biología, encéfalo y ecología es un bucle que se retroalimenta. Fernando Valladares, biólogo y profesor de investigación del CSIC, donde dirige el grupo de Ecologia y Cambio Global en el Museo Nacional de Ciencias Naturales, nos lo explica magníficamente en esta charla. Muy recomendable su web.



Para saber más:

Envejecer sanamente gracias al ejercicio físico
Memoria y envejecimiento: los efectos beneficiosos del ejercicio físico son tremendamente volátiles
Respuesta de los sistemas respiratorio y cardiovascular al ejercicio físico

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

El artículo IV Jornada Nacional de Evolución y Neurociencias: Fernando Valladares – Del ejercicio a la ecología y viceversa se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Imagen de microscopia electrónica de transmisión de una bacteria magnetotáctica, Magnetovibrio blakemorei, con los nanoimanes que sintetiza en su interior. Foto: Grupo de Magnetismo y Materiales Magnéticos de la UPV/EHU

Imaginemos un vehículo diminuto, un nanocoche (de dimensiones un millón de veces inferiores al milímetro), dotado de una estructura magnética que permita controlarlo y dirigirlo mediante campos magnéticos. Imaginemos que introducimos ese coche en el cuerpo humano y lo llevamos hasta el lugar preciso en el que se necesite liberar un medicamento o eliminar células cancerosas. En esta audaz idea trabajan numerosos científicos repartidos por todo el mundo, entre ellos el grupo multidisciplinar Magnetismo y Materiales Magnéticos (GMMM) de la Universidad del País Vasco. Este equipo participa en una investigación para conseguir materializarla.

En concreto, este grupo, liderado por la profesora de la Facultad de Ciencia y Tecnología Maria Luisa Fernández-Gubieda, explora el uso de bacterias magnéticas, conocidas como bacterias magnetotácticas, en la lucha contra el cáncer. Estos microorganismos tienen la sorprendente habilidad de formar nanopartículas magnéticas de óxido de hierro dentro de sus células. Las partículas, con diámetros de unos 50 nanómetros (100 veces más pequeñas que las células de la sangre), se organizan, dentro de la bacteria, en forma de cadena, que actúa como una brújula magnética y orienta la bacteria en su conjunto en la dirección definida por un campo magnético. La idea sería utilizarlas para tratar el cáncer mediante hipertermia magnética o transporte de medicamentos: dirigirían las bacterias al lugar donde se localiza el tumor, y se calentarían por campos externos para conseguir quemar las células cancerosas y/o liberar fármacos mediante calor u otro estímulo externo.

“La bacteria es un excelente modelo magnético que nos ayuda a entender el comportamiento de las nanopartículas magnéticas y desarrollar modelos que transcienden a otros sistemas”, explica Mª Luisa Fernández-Gubieda.

Propiedades de las bacterias magnéticas

Ahora, en colaboración con un equipo del Helmholtz Zentrum Berlin, liderado por Sergio Valencia, han podido explorar más al detalle las propiedades magnéticas de estas bacterias. El grado de éxito de todas las posibles aplicaciones depende de las propiedades magnéticas de estas bacterias, y en concreto de cada uno de los nanoimanes que conforman sus cadenas. Sin embargo, la señal magnética de una única partícula es tan débil que, hasta ahora, era necesario estudiar la respuesta de promedios de cientos o miles de nanopartículas para obtener resultados significativos.

Contar solo con esos valores promediados restringía el diseño de aplicaciones personalizadas de nanoimanes. Y esto es lo que ahora ha cambiado. La física Lourdes Marcano, miembro de GMMMT, ha desarrollado un nuevo método. “Ahora podemos obtener información precisa sobre las propiedades magnéticas de varios nanoimanes individuales de manera simultánea», dice.

Anisotropía magnética

Efectivamente, el nuevo método permite medir las propiedades magnéticas de las nanoestructuras magnéticas individuales, incluso cuando están en el interior de entidades biológicas. En concreto, gracias a las imágenes magnéticas obtenidas en el microscopio de transmisión de rayos X del sincrotrón BESSY II (Helmholtz Zentrum Berlin), y con la ayuda de simulaciones teóricas, han conseguido información precisa sobre la anisotropía magnética de cada nanopartícula dentro del campo de visión del microscopio. La anisotropía magnética describe cómo reacciona una nanopartícula magnética a los campos magnéticos externos aplicados en una dirección arbitraria. Es, por tanto, un parámetro importante para controlar y dirigir las nanopartículas magnéticas.

De momento, obtener imágenes magnéticas de nanopartículas magnéticas dentro de una célula biológica con suficiente resolución solo es posible en grandes instalaciones de radiación sincrotrón, como la de del Helmholtz Zentrum Berlin. “Sin embargo, en el futuro, con el desarrollo de fuentes compactas de rayos X de plasma, este método podría convertirse en una técnica estándar de laboratorio», afirma Sergio Valencia.

Referencia:

Lourdes Marcano, Iñaki Orue, David Gandia, Lucía Gandarias, Markus Weigand, Radu Marius Abrudan, Ana García-Prieto, Alfredo García-Arribas, Alicia Muela, M. Luisa Fdez-Gubieda & Sergio Valencia (2022) Magnetic Anisotropy of Individual Nanomagnets Embedded in Biological Systems Determined by Axi-asymmetric X-ray Transmission Microscopy ACS Nano doi: 10.1021/acsnano.1c09559

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

El artículo Bacterias magnéticas para luchar contra los tumores se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Ya estamos en verano y, para todas aquellas personas que amamos la música en vivo, por fin regresan los conciertos y festivales. Podremos volver a relajarnos, o a soltar adrenalina, dependiendo del estilo de música que escuchemos, mientras vemos tocar a nuestros grupos favoritos. Pero, ¿podremos también aprender algo de Geología a la vez que disfrutamos de los conciertos? Pues la respuesta, como no podía ser de otra manera, es sí.

Existen muchísimos grupos musicales que apelan a las Ciencias de la Tierra, de una manera u otra, en las letras de sus canciones. Y aquí os voy a citar solo algunos ejemplos del estilo musical que más me gusta, el heavy metal. Como se suele decir, para gustos los colores y, en este caso, si me permitís la broma, a mí me gusta el negro.

A veces los detalles geológicos son muy sutiles y se esconden como una simple frase dentro de una estrofa en la que parece que no viene a cuento, como en la canción “Hard as Iron” de Judas Priest, donde dicen, de repente:

“Terremoto, rompe la escala de Richter”

Creo que nunca una frase de una canción ha dado para tantas acaloradas discusiones geológicas como esta mención a una escala de medida sísmica ya obsoleta.

En otras ocasiones hay que leer un poco entre líneas para detectar la información geológica contenida en una canción. Un ejemplo lo encontramos en una estrofa de la canción “Ice Queen” del grupo Within Temptation:

“Con sus alas frías ella se acerca

Será mejor que sigas corriendo

Por calor, pronto estarás rogando

Vamos, solo siéntelo

Ella cubre la tierra con su letal manto”

Sí, están hablando, de manera metafórica, de glaciaciones.

Aunque lo habitual es que los grupos y cantantes nos suelten la información geológica directamente, sin que tengamos que pararnos a pensar mucho en lo que nos están diciendo. Así, Marko Hietala tiene una canción titulada “Stones” en la que, lógicamente, habla de piedras. Fijaos en lo que dice el estribillo:

“¡Piedras! Cayendo del cielo

¡Más piedras! Creciendo en el suelo

¡Piedras! Viajando por las estrellas

¡Más piedras! Aburridas, ingratas, sin vida

Piedras…”

O como olvidar al grupo Siniestro Total con su mítico tema “Pueblos del mundo extinguíos”, que inician la primera estrofa con fuerza:

“Ya no hay trilobites en el mar

En Siberia no queda ni un mamut”

Por si nos habíamos quedado con ganas de más, en la segunda estrofa nos dejan claro que el patrimonio fósil debe conservarse y exponerse en los museos, aunque emplean su propio toque satírico:

“Sonríe cuando te vayas a fosilizar

Que no piensen luego que lo has pasado mal

Procura extinguirte con clase y dignidad

Piensa en el Museo de Historia Natural”

Si todavía no os he terminado de convencer del enorme papel didáctico en Ciencias de la Tierra del heavy metal, no os preocupéis, porque he dejado los platos fuertes para el final.

Versión más actualizada de la tabla cronoestratigráfica internacional con todas las divisiones de la escala de tiempos geológicos y las edades de sus límites. Imagen tomada de International Comission on Stratigraphy

Seguro que, si este artículo lo lee el profesorado o alumnado de Geología de cualquier nivel educativo y cito la tabla cronoestratigráfica, sabrán lo que es, ya que se la habrán tenido que aprender en algún momento. Para quien no se haya tenido que enfrentar con ella, la tabla cronoestratigráfica es la escala de tiempos geológicos que recoge toda la historia de nuestro planeta. Tiene como unidad básica el millón de años y presenta, de manera ordenada de más antiguo a más moderno, todos los eventos geológicos acontecidos en la Tierra. Tiene diferentes niveles y subdivisiones, siendo los más grandes los Eones, que incluyen varias Eras que se dividen, a su vez, en Periodos y así sucesivamente.

Portadas de los discos del grupo The Ocean “Precambrian”, “Phanerozoic I: Palaeozoic” y “Phanerozoic II: Mesozoic/Cenozoic”, este último con el material promocional asociado al mismo. Imágenes tomadas de Metalblade

Pues si queréis un truco para memorizarla, únicamente tenéis que aprenderos el título y el orden de las canciones de los álbumes “Precambrian”, “Phanerozoic I: Palaeozoic” y “Phanerozoic II: Mesozoic/Cenozoic” del grupo The Ocean, ya que se llaman como los Periodos geológicos en los que se subdividen estos Eones. Reconozco que las letras son demasiado crípticas y cuesta relacionarlas directamente con los eventos acontecidos en dichos Periodos, pero a veces son muy poco sutiles. Como ocurre en la canción titulada “Permian: The Great Dying”, en donde aluden a conceptos tales como Laurasia o Gondwana, citan al aumento del nivel del mar como comienzo de la Gran Mortandad, se preguntan si estaremos entre el 5% superviviente y ya avisan de que harán falta 30 millones de años para recuperarse.

Si os interesa más la Geología Planetaria y queréis saber las principales características definitorias de los planetas de nuestro Sistema Solar, el grupo Nanowar of Steel nos hace un fantástico resumen en su tema “Uranus”. Tendría que transcribiros la letra entera para hacerles justicia, porque es una delicia geológica que, además, mezclan con la historia del descubrimiento de este planeta, así que os animo a ver el videoclip oficial. Eso sí, os aviso de que este grupo es del estilo “heavy metal de broma”, por lo que os echaréis unas buenas risas.

Portada del disco “Endless forms most beautiful” del grupo Nightwish y parte de su material promocional. Imágenes tomadas de Nightwish

Pero si un grupo musical merece una atención especial, ese es Nightwish. En 2015 sacaron un disco titulado “Endless forms most beautiful” en homenaje a una frase escrita por Charles Darwin en su libro “On the Origin of Species”. Todas y cada de las canciones es pura geología, aunque algunas la tienen escondida detrás de metáforas y símiles. Pero aquí solo voy a aludir a dos de ellas.

La canción que da título al disco, “Endless forms most beautiful”, hace un pequeño recorrido por algunos de los eventos evolutivos más importantes de la historia de nuestro planeta, incluyendo palabras tales como Panthalassa, Tiktaalik o eucariota. Pero si la letra es una delicia geológica, el videoclip oficial es una fantástica metáfora alusiva al motor que mueve la evolución biológica desde el origen de la vida en la Tierra. Pero… tiene una pequeña licencia artística y es que hace pequeños saltos en el tiempo, no continúa la historia de manera lineal desde más antiguo a más moderno.

Aunque este problemilla lo solventan en la canción “The Greatest Show on Earth”. Se trata de un tema de más de 20 minutos de duración que recoge los 4600 millones de años de historia de nuestro planeta dividida en tres actos, con dos partes adicionales en las que el biólogo evolutivo Richard Dawkins cita un pasaje de su libro “The Greatest Show on Earth: The Evidence for Evolution” y el párrafo de “On the Origin of Species” que da título al álbum. Aquí viajamos a un horizonte arcaico, vemos aparecer a LUCA, pasan los Eones hasta que todo termina, dando lugar a un nuevo comienzo en donde Lucy empieza un viaje fuera de África. En esta ocasión, lo que tenéis que ver es el videoclip del concierto que dieron en Wembley en 2015 y fijaros en toda la puesta en escena: asientos, pies de los micrófonos, carteles y vídeos de fondo, además de la letra, claro.

Espero que ahora escuchéis música de otra manera, prestando atención a estos pequeños detalles que nos llenan de cultura geológica sin darnos cuenta. Y también espero que miréis al hard rock y al heavy metal con otros ojos, concretamente con los ojos de la Geología. Obviamente no podía faltar esta analogía en dos estos estilos que, literalmente, se llaman “roca dura” y “metal pesado”, ¿verdad?

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

En la misma línea:

¡Música, matemática!

El artículo Heavy metal muy geológico se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

 

Desempeñó un papel notablemente modesto pero eficiente como esposa de un gran matemático que llevó a cabo múltiples actividades políticas y sociales, por lo que sus propios logros tendieron a verse eclipsados ​​por su enorme talento matemático. Pero su papel pionero en el campo de la geometría analítica está ahora bien establecido.

Yvette Kosmann-Schwarzbach

Las anteriores palabras de la matemática Yvette Kosmann-Schwarzbach (1941) aluden a la también matemática Marie-Hélène Schwartz, quien fue hija y pareja de dos conocidos matemáticos: el experto en teoría de la probabilidad Paul Lévy (1886-1971) y el especialista en teoría de distribuciones y Medalla Fields en 1950 Laurent Schwartz (1915-2002).

Marie-Hélène Schwartz. Imagen : Images des Mathématiques.

 

Marie-Hélène Lévy nació el 27 de octubre de 1913 en París. Era hija del matemático Paul Lévy y de Suzanne Lévy (1892-1973) —hija del comerciante Paul Lévy (¡su padre y su marido tenían el mismo apellido!) y Berthe Weil, y nieta del filólogo Henri Weil (1817-1913)—. Marie-Hélène era la mayor de la prole del matrimonio Lévy: Denise y Jean Claude eran su hermana y hermano.

Marie-Hélène se educó en París y pasó sus últimos años de estudios de secundaria en el prestigioso lycée Janson de Sailly; allí disfrutaba de las matemáticas y conoció a un estudiante de un curso inferior al suyo, Laurent Schwartz.

Lévy obtuvo buenos resultados en los exámenes de ingreso a las Grandes Écoles y, en 1934, comenzó sus estudios de matemáticas en la École Normale Supérieure de París; era la única mujer en su clase. En abril de 1935, Marie-Hélène y Laurent se comprometieron y planearon casarse en diciembre de ese mismo año.

Una enfermedad cambia sus planes

Los planes de la joven pareja fracasaron: en octubre de 1935 Marie-Hélène enfermó de una tuberculosis pulmonar. Por la gravedad de su dolencia, fue enviada al sanatorio Mont-Blanc en Passy, ​​un centro especializado en enfermedades pulmonares infecciosas crónicas. Allí le auguraron una larga permanencia en el centro, alejada de sus seres queridos. Aunque mejoró poco a poco, los médicos le anunciaron que probablemente no podría casarse y, de hacerlo, debía evitar quedar embarazada porque podría provocarle una recaída.

El 2 de mayo de 1938, nada más abandonar el sanatorio, Marie-Hélène se casó con Laurent Schwartz; aunque, en realidad, ambos se consideraban esposos desde el año 1935 en el que ella fue recluida en el sanatorio.

Marie-Hélène y Laurent Schwartz. Imagen : Images des Mathématiques.

 

El matrimonio se instaló en Laón, ciudad en el departamento de Aisne. Tras graduarse de la École Normale Supérieure de París, Laurent Schwartz había realizado el servicio militar obligatorio y había sido nombrado segundo teniente asignado a Laón. Aunque deseaban tener descendencia, los médicos recomendaron a la pareja esperar cuatro años para evitar una recaída de Marie-Hélène. En el otoño de 1938 se trasladaron a Châtillon-sous-Bagneux cuando Laurent fue destinado a la guarnición de Mont Valérien.

En septiembre de 1939 Laurent terminó su servicio militar y se movilizó inmediatamente cuando estalló la Segunda Guerra Mundial. El 22 de junio de 1940 Francia capituló ante Alemania y, por su seguridad, Marie-Hélène y Laurent —ambos de ascendencia judía— fueron evacuados a Aire-sur-l’Adour antes de que llegaran las tropas nazis a Biscarrosse, donde residía el matrimonio.

Reiniciando los estudios

Laurent fue desmovilizado el 15 de agosto de 1940. El matrimonio viajó brevemente a Toulouse para reunirse con los padres de Laurent; allí conocieron al prestigioso matemático y cofundador del grupo Bourbaki Henri Cartan (1904-2008). Marie-Hélène le pidió consejo sobre cómo podría intentar reiniciar sus estudios académicos; Cartan le recomendó que se mudaran a Clermont-Ferrand, ciudad a la que se había trasladado la Universidad de Estrasburgo tras la invasión alemana. Era una oportunidad tanto para ella como para Laurent. Marie-Hélène comenzó a investigar y publicó su primer artículo en 1941.

En 1942 se cumplían los cuatro años desde que Marie-Hélène había abandonado el sanatorio; la pareja decidió intentar tener esa descendencia tan deseada sin esperar al final de la guerra. Pensaban que la situación en la Francia de Vichy era relativamente estable. Sin embargo, en noviembre de 1942, Alemania ocupó Francia; Marie-Hélène —ya embarazada— y Laurent estaban en peligro extremo, no solo por ser judíos, sino también por ser trotskistas activos. Tuvieron que adoptar identidades falsas —como Marie-Hélène Lengé y Laurent-Marie Sélimartin— y moverse continuamente. Su hijo Marc-André nació el 17 de marzo de 1943.

Tras la invasión aliada de Francia en junio de 1944, Marie-Hélène y su esposo regresaron a París. Después de un año en Grenoble, la familia se mudó a Nancy donde Laurent fue contratado en el otoño de 1945. El 30 de julio de 1947, Marie-Hélène tuvo a su hija Claudine.

La investigación se activa

En el ámbito de las matemáticas Marie-Hélène realizó una investigación sobre un problema propuesto por el especialista en análisis matemático Georges Valiron (1884-1955); recibió útiles sugerencias del geómetra diferencial André Lichnerowicz (1915-1998). Tras algunas publicaciones, presentó su tesis Formules apparentées à celles de Gauss-Bonnet et de Nevanlinna-Ahlfors pour certaines applications d’une variété à n dimensions dans une autre en mayo de 1953, bajo la supervisión de Lichnerowicz.

Tras su doctorado, Marie-Hélène trabajó como asistente en varias universidades hasta que en 1964 fue nombrada profesora en la Universidad de Lille, donde permaneció hasta su jubilación en 1981. Durante esos años escribió numerosos textos y continuó con sus investigaciones. Jean-Paul Brasselet, alumno de Marie-Hélène resumía los logros de su directora de tesis con estas palabras:

Desde el estudio de las funciones de una variable compleja hasta las clases características de variedades singulares, el viaje matemático de Marie-Hélène Schwartz ha seguido un recorrido bien definido, superando todas las dificultades encontradas en el camino. […] Podemos distinguir en su recorrido matemático cuatro períodos cuyos temas abarcan sucesivamente las funciones de variable compleja, la teoría de Ahlfors, el teorema de Poincaré-Hopf para variedades singulares y campos radiales y, finalmente, las clases características de variedades singulares. Un punto común de estos trabajos es que eran de actualidad para la época, o, como veremos, muy adelantados a su tiempo.

A pesar de su delicada salud Marie-Hélène vivió casi hasta los cien años. Durante su larga vida le acompañaron sus incesantes dolores de cabeza, vivió tiempos muy duros durante la Segunda Guerra Mundial y sufrió la pérdida de su hijo Marc-André quien se suicidó en 1971.

Referencias

• Jean-Paul Brasselet, Marie-Hélène Schwartz et les champs radiaux, un parcours mathématique, Comptes Rendus. Mathématique 359 (3) (2021), 329-354.

• Yvette Kosmann-Schwarzbach, Women mathematicians in France in the mid-twentieth century, BSHM Bulletin: Journal of the British Society for the History of Mathematics 30 (3) (2015), 227-242.

• John J. O’Connor, Edmund F. Robertson, Marie-Hélène Schwartz, MacTutor History of Mathematics archive, University of St Andrews.

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 Marie-Hélène Schwartz: el coraje de una matemática judía y trotskista se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

En la respuesta a una carta de una niña de doce años en 1943 Einstein escribió: “Querida Barbara: No te preocupes por tus dificultades con las matemáticas; te puedo asegurar que las mías son todavía mayores”. El que Einstein suspendiese matemáticas es solo un mito. Pero es cierto que no era un matemático particularmente creativo. Su fuerza estaba en la física, y veía las matemáticas meramente como un medio para un fin. En más de una ocasión tuvo que apoyarse en otros para que le ayudaran con algunos obstáculos matemáticos o basarse en trabajos, como los de Minkowski, que abrían nuevas perspectivas al propio.

Fotografía de Hermann Minkowski que ilustraba la publicación en 1909 de Jahresberichte der Deutschen Mathematiker- Vereinigung (Informes anuales de la asociación de matemáticos alemanes) donde se recogía su presentación del 21 de septiembre de 1908 en el 80º Congreso de Científicos Alemanes titulada Raum und Zeit (Espacio y tiempo).

Einstein se enseñó a sí mismo matemáticas y física a una edad bastante temprana. En 1949, en sus Notas autobiográficas, escribe que descubrió las maravillas de un libro “santo” de geometría (Elementos, de Euclides) a la edad de doce años. Atribuía al estudio tan temprano de las pruebas geométricas el haberle enseñado el disfrute de usar el pensamiento para resolver problemas. Basándose en libros fuera del programa de estudios Einstein siempre estuvo más adelantado que el resto de su clase. Sin embargo, las matemáticas no le emocionaban. Más adelante en su autobiografía escribe: “Mi interés en el conocimiento de la naturaleza era […] absolutamente más fuerte, y aún no estaba claro para mí como estudiante que el acceso a un conocimiento más profundo de los principios básicos de la física está unido a los métodos matemáticos más complejos”.

Esta parece una descripción bastante adecuada de la evolución de las matemáticas en las teorías de Einstein sobre la relatividad: al principio no le importó demasiado el aspecto matemático para descubrir más tarde lo importante que podía ser. Tras la publicación de la teoría especial de la relatividad en 1905, su profesor de matemáticas en el Politécnico de Zúrich Hermann Minkowski expresó su sorpresa, ya que no podía creer que ese joven que se había saltado tantas clases podía tener la capacidad de producir una teoría tan revolucionaria.

Y Minkowski aportó la elegancia

Después de un examen más detallado Minkowski descubrió que las matemáticas eran ciertamente menos elegantes de lo que él consideraba que debían ser. En esa época, había un grupo de élite de matemáticos alemanes y suizos que estaba convencido de que la física teórica era realmente demasiado difícil para los físicos y que, por lo tanto, debía ser dejada en manos de los que estaban mejor preparados para abordarla. Minkowski se dispuso a acudir al rescate. Sus resultados se presentaron en 1908.

Dado que la teoría especial de la relatividad implicaba cambiar el tiempo y el espacio, Minkowski creó una serie de herramientas para describir el espaciotiempo mismo. La primera reacción de Einstein fue negativa, porque pensaba que hacía su sencilla teoría infinitamente más complicada, pero rápidamente cambió de opinión. Las matemáticas de Minkowski le daban a la teoría especial de la relatividad tanto una base como un vocabulario, que abría la puerta para que otros pudiesen trabajar mejor con la nueva teoría. Y cuando Einstein puso su atención en el desarrollo de una extensión de su teoría de la relatividad para describir la gravitación, las matemáticas de Minkowski probaron ser muy útiles.

Einstein también recibió ayuda matemática para la teoría general de la relatividad. Publicó una versión de la teoría general de la relatividad en 1911 pero sabía que todavía quedaba trabajo por hacer. Recurrió a su amigo Marcel Grossmann, diciéndole que se volvería loco si no le ayudaba. Grossmann sugirió que una oscura rama de las matemáticas llamada geometría de Riemann podría ser aplicable, aunque, según la biografía de Einstein de Abraham Pais, Subtle is the Lord, Grossmann también le dijo a Einstein que era “un lío terrible en el que los físicos no deberían meterse”. A pesar de ello, Einstein se metió, y resultó que la geometría de Riemann era la pieza que faltaba para desarrollar sus ecuaciones de la teoría general de la relatividad, cuya versión final se publicaría en 1916.

Einstein, efectivamente, necesitó la ayuda de los matemáticos pero, como David Hilbert, un profesor de matemáticas de la Universidad de Gotinga, dijese:

“Cualquier niño de las calles de Gotinga comprende más de geometría de cuatro dimensiones que Einstein. Sin embargo, a pesar de ello, Einstein hizo el trabajo y no los matemáticos. ¿Sabes por qué Einstein dijo las cosas más originales y profundas acerca del espacio y el tiempo de nuestra generación? Porque no había aprendido nada sobre las matemáticas y la filosofía del espacio y el tiempo”.

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

Una versión anterior de este artículo se publicó en Experientia Docet el 6 de diciembre de 2009.

 

El artículo Einstein y las matemáticas de la relatividad se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Lepisma. Insecto tisanuro nocturno, originario de América, de unos nueve milímetros de largo, con antenas prolongadas, cuerpo cilíndrico cubierto de escamas plateadas muy tenues, abdomen terminado por tres cerdillas articuladas, y pies cortos con dos artejos y una uña en cada tarso, que roe el cuero, el papel y el azúcar.

Diccionario de la Real Academia Española .

Trataremos de un invasor, según el DRAE, que, en realidad, no invade, pues parece que es de aquí, de nuestro entorno, y que, en todo caso, a quienes invade es a otros.

Lepisma saccharina. Fuente: Wikimedia Commons

Los pececillos de plata se conocen como lepismas, del griego escama, y que Linneo utilizó para dar el nombre al género que los define. La especie más común para referirse al pececillo de plata es Lepisma saccharina, aunque es un nombre común que a menudo se generaliza a otras especies parecidas. También es conocida como cordón de plata, lepisma de la harina, lepisma del azúcar, traza, comesantos, cucaracha de agua y sardineta chiripa.

Como las escamas que recubren su cuerpo brillan y reflejan la luz, su aspecto recuerda al brillo de metales como la plata. Y cuando se mueven, contornean el cuerpo y recuerdan a un pez y de ello su nombre popular de pececillo de plata.

Son insectos tisanuros, muy primitivos, con unas 400 especies, sin alas y sin crecimiento por metamorfosis y, por tanto, crecimiento continuo. Miden alrededor de un centímetro. Es posible que sus antecesores aparecieran hace 400 millones de años. Ahora, los taxónomos han dividido a los tisanuros y, con ellos a los pececillos de plata, y pertenecen al orden Zygantoma. En cada puesta ponen unos 60 huevos que necesitan de 19 a 43 días para eclosionar.

Viven en la hojarasca y bajo la corteza de árboles y se alimentan de restos vegetales. Abundan en las casas, sobre todo en las bibliotecas, y atacan y destruyen libros pues se alimentan de papel. También gustan de cuadros y tejidos. Necesitan una humedad alta en el entorno que habitan, entre el 75% y el 95%, y buscan la oscuridad pues son fototáxicos negativos, es decir, huyen de la luz.

Los lepismas más conocidos son las especies Lepisma saccharina y Thermobia domestica. La primera es el más conocido y, como escribe, José Luis Yela, del INIA de Madrid, se alimenta de celulosa y colas y adhesivos de papel. Es una especie cosmopolita, a pesar del no demostrado origen americano que indica el Diccionario y, antes Linneo. Puede ser numeroso en entornos umbríos, recogidos y húmedos. Recientemente, el grupo de Yiheng Zhou, de la Universidad Tongji de Shanghai, han secuenciado el ADN de esta especie.

La segunda especie, Thermobia domestica, es el insecto del fuego o termobia de las tahonas y, si bien sus preferencias, los daños que provoca y su biología se parece a lo descrito para el pececillo de plata, busca entornos temperatura alta y humedad. Su color también es plateado pero con un dibujo oscuro en el dorso. Para poner los huevos necesita de 32ºC a 41ºC. Se le encuentra cerca de los hornos de las panaderías, de calentadores de agua y de calderas de calefacción. Tienen distribución cosmopolita, en interior y exterior, y se debate su posible origen asiático. Se alimentan de carbohidratos y almidón, como harina y encuadernaciones de libros.

En resumen, se alimentan de carbohidratos, almidón y compuestos parecidos de libros, carpetas, ropa, café, caspa, pegamentos, pelo, pinturas, fotos, yeso, azúcar, papel pintado, tapicerías, algodón, cadáveres de insectos, lino, seda, migas de pan, cuero, … Puede vivir hasta un año sin comida mientras no falte agua. Y son presa de tijeretas y arañas.

Pueden digerir celulosa, el componente principal de las plantas, pues sintetizan la enzima celulasa que la degrada. Es una enzima que solo se conoce en otra especie animal, el molusco bivalvo Teredo navalis, que se alimenta y taladra madera. Los animales herbívoros, para digerir la celulosa de los vegetales que son su alimento, tienen microorganismos simbiontes que lo hacen en su tubo digestivo.

Hay estudios para eliminar la presencia de pececillos de plata en las casas, a menudo con poco éxito por su habilidad para escapar y esconderse. Una de las investigaciones quizá con futuro es el ensayo con aceites de las hojas del cedro japonés Cryptomeria japonica publicado por Sheg-Yang Wang y sus colegas de la Universidad Nacional de Taiwan en Taipei. Una concentración de estos aceites no muy alta en papel repele al 80% de los lepismas. Y los vapores durante 10 horas alcanzan una tasa de mortalidad del 100%. Todavía sin confirmar parece que los vapores de eucalipto consiguen un efecto parecido.

El origen del pececillo de plata, que nuestro Diccionario sitúa en América, veremos que es tema de debate. Es posible que la propuesta llegó al Diccionario desde el Systema Naturae de Linneo, en la edición de 1758, que afirma que vive en América pero, añade, que es habitual en Europa. Para Rafael Molero Baltanás y sus colegas, de la Universidad de Córdoba, Lepisma saccharina no tiene su origen en América, y los muestreos en la región mediterránea y, en concreto, en la Península Ibérica y Marruecos, indican que aparece en entornos exteriores y naturales. Las citas anteriores al estudio de Molero Baltanás encuentran el pececillo de plata en la Península, además de Baleares y Canarias. Y las nuevas citas que publican en 2014 demuestran su presencia tanto en entornos doméstico como en hábitats naturales y en casi todas las regiones de la Península.

En Europa central y del norte y en América es una especie vinculada a la especie humana por dónde vive y, quizá, fue introducida en viajes y exploraciones. Es curioso y poco conocido que el pececillo de plata y otras especies cercanas del orden Zygentoma también se han encontrado habitando en hormigueros. Incluso imitan el sistema de reconocimiento entre hormigas por la secreción de compuestos orgánicos en la cutícula. En un estudio reciente, Ruben Claus y sus colegas, de la Universidad de Gante, en Bélgica, en el que participa Rafael Molero Baltanás, recuerda que el pececillo de plata, Lepisma saccharina, no es habitual que se asocie con hormigas en Europa. Sin embargo se ha encontrado en hormigueros de la hormiga Formica rufa en España, Portugal, Alemania y Bélgica.

En resumen, en nuestro entorno más cercano no es una especie invasora y es posible que lo sea en otros lugares. Su distribución y conducta recuerda a las cucarachas y su distribución actual. Hay que actualizar la descripción que aparece en el Diccionario.

Y, para terminar, un texto escrito para una periódico de gran tirada, El País, por un autor conocido, Juan José Millás, y que trata del pececillo de plata, y que reproducen Rafael Molero Baltanás y sus colegas, en 2014, en el Boletín de la Sociedad Entomológica Aragonesa. Se titula Oración y apareció en la contraportada del diario:

Hay un insecto microscópico, el lepisma, también llamado por su aspecto pececillo de plata, que vive en los libros igual que un delfín en las profundidades del océano, surcando las páginas como si fueran láminas de agua sucesivas. Puede alojarse indistintamente en un volumen de Kafka o Flaubert, de Melville o Poe, sin que el grado de salinidad de escrituras tan diferentes afecte a su organismo. El lepisma navega, pues, en el interior de la masa de papel recorriendo títulos, textos y texturas, aunque lo normal es que si nace en Moby Dick muera en esta novela sin cruzarse jamás, curiosamente, con la ballena blanca, su pariente lejano.

El lepisma ignora también la existencia del lector, tampoco nosotros nos damos cuenta de que junto al argumento imaginario que forman las palabras, en cada hoja está sucediendo un drama real protagonizado por una familia de pececillos de plata que se alimentan de las comas de nuestros textos preferidos. Nos acompañan en la travesía lectora como los delfines a los navegantes, saltando fuera de la página y zambulléndose en ella a través de un adverbio, que atraviesan sin romperlo ni machacarlo.

Cuánta gente vive de la literatura, pues. Es increíble. Estos lectores sin alfabetizar que se alimentan paradójicamente de nuestras publicaciones son los más ingenuos sin duda, pero conviene tenerlos en cuenta. Quizá el universo no sea más que un gigantesco libro que alguien lee con pasión mientras nosotros, sus lepismas, navegamos por él pese a ignorar su sintaxis. A ese lector gigante le dedico este artículo con el ruego de que, cuando se canse de leer, cierre el libro sin violencia, para no hacernos daño.

Referencias:

Claus, R. et al. 2022. Established populations of the indoor silverfish Lepisma saccharinum (Insecta: Zygentoma) in red wood and nests. Belgian Journal of Zoology 152: 45-53.

Guerrero C. & F. Rueda. 1988. Los insectos y el hombre. Penthalon Ed. Madrid. 169 pp.

Joshi, M.J. et al. 2020. Silverfish (Lepisma saccharina): An overview and their management. Agriculture & Foods: e-Newsletter 2: March 23155.

Molero Baltanás, R. et al. 2014. Lepismas y libros: Actualización del conocimiento sobre Lepisma saccharina (Zygentoma: Lepismatidae) en España. Boletín SEA 54: 351-357.

Wang, S.-Y. et al. 2006. Essential oil from the leaves of Cryptomeria japonica acts as a silverfish (Lepisma saccharina) repellent and insecticide. Journal of Wood Science 52: 522-526.

Wikipedia. 2021. Thermobia domestica. 3 mayo.

Wikipedia. 2022. Lepisma saccharina. 29 enero.

Wikipedia. 2022. Silverfish. 30 May.

Yela, J.L. 1997. Insectos causantes de daños al patrimonio histórico y cultural: caracterización, tipos de daño y métodos de lucha (Arthropoda: Insecta). Boletín SEA 20: 111-122.

Zhou, Y. et al. 2022. Profiles of telomeric repeats in Insecta reveal diverse forms of telomeric motifs in Hymenopterans. Life Science Alliance doi: 26508/lsa.202101163.

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

Para saber más:

Los invasores: Invasiones biológicas
Especies exóticas invasoras

El artículo Los invasores: Pececillos de plata se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Un nuevo estudio realizado en Atapuerca ha llegado a la conclusión de que los homínidos que vivieron allí hace entre 1,2 y 0,4 millones de años llegaban a la madurez antes que los seres humanos modernos. A esta conclusión se llega tras analizar y comparar las coronas de sus dientes.

Diferencias en la maduración de los homínidos. Comparación de la maduración de los homínidos de Atapuerca y de los humanos actuales tomando como referencia las estrías largas y cortas de las coronas de sus dientes. Ilustración: Nerea Goikoetxea Zabala.

La corona de los dientes crece de manera circular, formando anillos concéntricos a intervalos regulares, al igual que los troncos de los árboles, las cebollas o el pelo. Este crecimiento crea líneas que aparecen en la superficie del esmalte de los dientes. Podemos diferenciar dos tipos de estrías: largas y cortas.

Estas últimas (también llamadas estrías transversales) tienen un crecimiento circadiano, es decir, se generan cada veinticuatro horas. Los ameloblastos, aquellas células encargadas de la formación del esmalte, detienen su actividad durante un corto período de tiempo de manera periódica, dando lugar a las estrías largas, estrías de Retzius o perikymata (plural de perikyma). El número de estrías cortas entre dos estrías largas sucesivas varía entre seis y once, es constante para el mismo individuo y diferente en cada especie de homínidos. Gracias al conteo de estas líneas, puede conocerse con gran precisión el tiempo de desarrollo del esmalte de los dientes.

Para este estudio, un equipo de científicos del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH) analizó una amplia muestra de dientes de diferentes homínidos del Pleistoceno Inferior y Pleistoceno Medio de Europa, concretamente de la sierra de Atapuerca.

El desarrollo dentario de estos homínidos se estudió desde dos puntos de vista complementarios. El primero trata de la evaluación del momento absoluto de la formación de la corona utilizando las marcas de crecimiento presentes en la microestructura del esmalte. El segundo evalúa el tiempo relativo de formación de todos los dientes en un espécimen específico en comparación con los humanos modernos.

Para ello se utilizaron diferentes herramientas: el número de perikymata, la distribución de perikymata (medido como el número de perikymata por decil de altura) y la periodicidad de perikymata (que es la cantidad de estrías cortas entre dos estrías largas).

Por un lado, se examinaron el número y la distribución de perikymata de 286 piezas dentales: 96 del yacimiento de la Sima de los Huesos (430 000 años), 22 de Homo antecessor y 68 dientes no desgastados de una muestra de diferentes poblaciones de Homo sapiens. Por otro, se calculó la periodicidad de perikymata de 14 dientes (fracturados de manera natural) de homínidos de los tres yacimientos: el nivel TE9 de la Sima del Elefante (1,2 millones de años), el nivel TD6.2 de Gran Dolina (850 000 años) y la Sima de los Huesos.

Una novedad de esta investigación, a diferencia de los estudios anteriores, es que se han analizado dientes molares y premolares cuando antes solo se habían utilizado incisivos y caninos. Además, los métodos usados para reconstruir los dientes desgastados son ahora mucho más precisos. Estos estudios previos carecen de observaciones directas sobre el incremento del crecimiento en el esmalte de período corto (estrías transversales) en individuos, así como de los números observados entre estrías adyacentes de período largo de Retzius, la denominada periodicidad.

El principal problema al que se enfrentaron los científicos es el desgaste dental, efecto de la masticación. Las alturas de sus coronas originales se estimaron empleando un nuevo método de reconstrucción, una técnica estadística basada en regresiones polinomiales que permite estimar el porcentaje de esmalte perdido.

Los resultados indican que el crecimiento del esmalte de los homínidos de Atapuerca podría ser hasta un 25 % más rápido que en el Homo sapiens. Lo que significa que estos homínidos llegaban a la edad adulta varios años antes que nosotros.

Referencias consultadas:

Modesto-Mata, M., Dean, M.C., Lacruz, R.S. et al. (2020, marzo 13). Short and long period growth markers of enamel formation distinguish European Pleistocene hominins. Scientific Reports, 10. doi: 10.1038/s41598-020-61659-y

SINC. (2020, marzo 13). El esmalte de los homínidos de Atapuerca crecía más rápido que el de los humanos modernos. Agencia SINC.

Smith, T.M. et al. (2010, diciembre 7). Dental evidence for ontogenetic differences between modern humans and Neanderthals. Proceedings of the National Academy of Sciences. doi: 10.1073/pnas.1010906107

Ramírez, F.V., (1996). Líneas de crecimiento en el esmalte dentario. Aplicación a los homínidos del Plio-Pleistoceno. Revista Argentina de Antropología Biológica, 1 (1), 182-197.

 

Autora: Nerea Goikoetxea Zabala (@goikoilustra). Graduada en arte. Especialista en Ilustración Científica, UPV/EHU. Curso 20/21.

“Ilustrando ciencia” es uno de los proyectos integrados dentro de la asignatura Comunicación Científica del Postgrado de Ilustración Científica de la Universidad del País Vasco. Tomando como referencia un artículo de divulgación, los ilustradores confeccionan una nueva versión centrada en la propia ilustración

El artículo Los homínidos de Atapuerca maduraban antes que nosotros se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

¿Estamos realmente diseñados para conectar con los demás? Si es así, ¿por qué siguen existiendo los psicópatas? ¿Se pueden tratar trastornos delirantes como la paranoia desde el punto de vista de la evolución? O ¿cómo ha cambiado la atracción sexual desde la época de nuestros ‘abuelos’ homínidos hasta ahora?

A estas y otras cuestiones relativas a la evolución del comportamiento humano se trató de dar respuesta durante la IV Jornada Nacional de Evolución y Neurociencias, evento organizado por la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU y la Red de Salud Mental de Bizkaia, que tuvo lugar los días 28 y 29 de abril en el Bizkaia Aretoa – UPV/EHU de Bilbao.

Desde que en 2017 un grupo de psiquiatras de la Red de Salud Mental de Bizkaia organizara la primera edición de esta jornada, la cita se ha convertido en un punto de encuentro para profesionales de distintos ámbitos científicos como la psiquiatría, la psicología, la biología o la filosofía con un interés común: la conducta humana desde una perspectiva evolucionista y su divulgación científica en un formato accesible y ameno para todos los públicos, a la par que riguroso y actualizado.

La enfermedad mental, como el resto de enfermedades, tiene un sustrato biológico. Las paranoias, las ideas delirantes, tienen estabilidad en el tiempo porque, a pesar de su aparente heterogeneidad, responden a alteraciones en determinadas estructuras cerebrales. La posibilidad de estas alteraciones es consecuencia directa de la evolución. Luis Caballero, jefe de la Sección de Psiquiatría en el Hospital Universitario Puerta de Hierro y profesor asociado del Departamento de Psiquiatría de la Universidad Autónoma de Madrid, expone el caso.



Para saber más:

El gran encéfalo humano es un “encéfalo social”
Nuestro cerebro no piensa (y el de usted, tampoco)

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

El artículo IV Jornada Nacional de Evolución y Neurociencias: Luis Caballero – Trastornos delirantes desde una perspectiva evolucionista se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.