sábado, 31 de diciembre de 2011

Recuperarse de una tragedia

El progreso espectacular logrado en las ciencias físicas y biológicas en el siglo XX no ha resuelto los problemas humanos. Tenemos cura para muchas enfermedades que, sin embargo, matan a millones de personas cada año, sabemos controlar la población, pero su aumento en los países africanos impide su desarrollo económico, y podemos producir más alimentos, aunque la desnutrición constituye un azote para los pobres. ¿Para qué vale el conocimiento si los agricultores lo soslayan, los humanos desechan los anticonceptivos o los enfermos buscan a un brujo para que los atienda? La tecnología sola no puede resolver los problemas; se necesita una comprensión de la conducta humana. Naturalmente hay otras razones para fomentar el interés por las ciencias psicológicas; nuestra capacidad para idear técnicas de destrucción (piense el lector bondadoso en los aparatos bélicos) ha superado con creces a nuestra capacidad para prevenir su uso. Para mejorar la calidad de la vida de toda la humanidad –deduzco- debemos comprender y predecir nuestra conducta.
El discurso anterior se debe a que el escritor ha sabido que el ejército de EE.UU. está ejecutando un programa multitudinario de entrenamiento de la resiliencia, la capacidad para sobreponerse a una tragedia. Cuando nos acontece la muerte de un familiar, un atentado terrorista o un desastre experimentamos una profunda conmoción; sin embargo, los neurólogos y psicólogos que investigan las consecuencias de un siniestro han descubierto algo sorprendente: la mayoría de las víctimas comienzan a recuperarse pronto y, con el paso del tiempo, con sus emociones casi intactas: la mayoría de nosotros posee una asombrosa habilidad natural para la resiliencia.
Ayudados de las imágenes cerebrales y de los datos genéticos, los investigadores tratan de entender los fundamentos biológicos de la fortaleza emocional para saber qué hacer cuando fallen los procesos curativos naturales. Ante una amenaza, en el cerebro se produce una cascada de sustancias que nos estimulan a enfrentarnos al peligro o a huir; al mismo tiempo se forman unos amortiguadores de dicha respuesta, que contribuyen a la resiliencia. Uno de los procesos estimulantes clave comienza cuando el hipotálamo expele una molécula mensajera que provoca la liberación de cortisol, sustancia que, si bien mejora nuestra capacidad para enfrentarnos a situaciones dramáticas, nos perturba su exceso; para mantener el proceso bajo control, otras sustancias (DHEA, neuropéptido Y) amortiguan la respuesta. Los estudiosos investigan cómo los fármacos o la psicoterapia podrían incentivar la producción de estos controladores del estrés.

Al escritor, como es lógico, le gustaría conocer la eficacia de estos programas militares.

sábado, 24 de diciembre de 2011

¿Es caro el LHC?

     Ningún economista sensato negará la necesidad de invertir en ciencia, ni dudará de que los recursos financieros dedicados a ella deben ser limitados; se deduce que todos los proyectos científicos no pueden hacerse: deben asignarse prioridades. Y éste es el quid de la cuestión. En los albores del siglo XXI los gestores del dinero público deben identificar los grandes problemas a las que se enfrenta la humanidad para asignarles recursos (sin que ello signifique prohibir que el investigador aislado indague lo que su libre albedrío estime conveniente).

     En 2010, el físico mexicano Gerardo Herrera comparó el coste (entre paréntesis, miles de millones de dólares) del gran colisionador de hadrones con otros proyectos científicos más caros: el Programa Apolo (135), la Estación Espacial Internacional (100), el Proyecto Manhattan (25), el Sistema de Posicionamiento Global –GPS- (14), el Reactor Termonuclear Experimental Internacional –ITER- (14), el Telescopio Espacial Hubble (6), el Gran Colisionador de Hadrones –LHC- (6) y el proyecto Genoma Humano (3).

     Hagamos la misma comparación con proyectos más baratos. Casi todos los conocimientos del espacio exterior al sistema solar se han adquirido detectando las radiaciones electromagnéticas, pero también nos llegan otras señales: el mayor observatorio de neutrinos -IceCube-, en la Antártida, costará doscientos setenta y nueve millones de dólares; el LIGO, detector de ondas gravitatorias, trescientos sesenta y cinco millones de dólares. Los detectores de rayos cósmicos son más interesantes si cabe, porque no sólo nos proporcionan información del cosmos, sino también nos permiten observar choques cuya energía es muy superior a la conseguida en el LHC: el Observatorio Auger de rayos cósmicos ultra-energéticos ha costado cincuenta y ocho millones de dólares; treinta y tres millones de dólares era el coste programado del detector de rayos cósmicos (AMS-2), instalado en la Estación Espacial Internacional, aunque, por circunstancias adversas, se convirtió en mil quinientos millones.

     Cierto que los físicos contribuyeron a la victoria de las democracias en la segunda guerra mundial con sus inventos -bomba atómica incluida-, pero ¿abusan del merecido prestigio ganado para obtener desmesurados recursos? En estos momentos, buscan financiación para construir otra máquina, el colisionador lineal internacional –ILC- de electrones, cuyo coste estimado en 2007 supera los cuatro mil millones de euros.

     Ahora pregunto al lector escéptico, ¿los colisionadores tienen prioridad, en el gasto de tanto dinero, sobre la erradicación de las enfermedades tropicales infecciosas, o la cartografía de los circuitos neuronales del cerebro, o la exploración del sistema solar, o la gestión sostenible del planeta, o…?

sábado, 17 de diciembre de 2011

Escualos en peligro


Muchas personas ignoran que, cada día, aproximadamente doscientos setenta mil tiburones mueren en el mundo sin una buena razón que justifique su deceso. La captura exhaustiva de estos animales, por deporte o para la alimentación, ha reducido drásticamente sus poblaciones hasta el setenta por ciento en medio siglo; y una de cada seis especies se halla en peligro de extinción. Estos animales, que han sobrevivido a las principales extinciones masivas de la biosfera, se enfrentan en la actualidad al mayor desafío de su historia: la sobrepesca, las capturas accidentales y el cercenamiento de aletas; pues el apetito de los chinos por la sopa de aleta de tiburón ha disparado las capturas. Me avergüenza declarar que, para conseguir que las poblaciones se mantengan, en el año 2011, la humanidad todavía no había limitado su comercio internacional. Y cabe señalar que los tiburones tienen un crecimiento lento, maduran tarde y tienen pocas crías, lo que los vuelve muy vulnerables. 
La mayoría no perjudiquen a las personas, de las más de trescientas cincuenta especies que existen, ocho de cada diez, aproximadamente, o son incapaces de lastimar a la gente o rara vez se encuentran con personas. Sólo siete especies, tiburón azul (tintorera), marrajo, tiburón martillo, tiburón oceánico, tiburón tigre, tiburón lamia, tiburón blanco, atacan a los seres humanos habitualmente. En el año 2000, hubo menos de cien ataques en todo el mundo, once mortales; desde entonces el número de víctimas y fallecimientos ha disminuido hasta menos de diez muertos anuales. 
El amante de la naturaleza apreciará a estos animales extraordinarios; la especie más pequeña, el tiburón linterna enano mide sólo dieciocho centímetros, minúsculo comparado con el tiburón ballena que sobrepasa los doce metros; y todos viven en el océano haciendo lo que pueden para sobrevivir, tarea que –hasta ahora- han desempeñado bastante bien, pues son predadores oportunistas que, a la hora de encontrar comida, no desdeñan comerse entre sí, si no encuentran otra manera de saciar su apetito. Supervivientes que han existido durante más de cuatrocientos cincuenta millones de años, este hecho ya los hace dignos de respeto; porque vivían antes de que las ranas, reptiles, aves y mamíferos poblaran los continentes; si bien los tiburones antiguos eran diferentes a los actuales, los mismos escualos que vemos hoy moraban en la Tierra hace cien millones de años; lo que significa que compartieron el planeta con los dinosaurios. ¡Y ya llovió desde entonces! 

sábado, 10 de diciembre de 2011

La luz que irradia el vacío

En el año 2011, los físicos han logrado convertir las partículas que existen en el vacío en fotones, o sea en las partículas componentes de la luz. ¿No se ha sorprendido el lector suspicaz? ¿Si el vacío está vacío cómo van a existir partículas en él? ¡Imposible! Querido y escéptico lector sigue leyendo y te enterarás cómo unos físicos suecos han obtenido luz de la nada. ¡Nada menos!

El experimento efectuado por un grupo de científicos de la Universidad de Chalmers (en Suecia) se fundamenta en uno de los más extraños postulados teóricos de la mecánica cuántica: el espacio vacío... no está vacío. La teoría cuántica predice que el vacío puede imaginarse como una espuma en la que multitud de partículas revolotean: surgen de la nada y en ella desaparecen. Su existencia es tan fugaz que se las describe como virtuales; sin embargo, pueden tener efectos tangibles. En 1940 el físico Hendrik Casimir aventuró que dos metales planos muy próximos, colocados en el vacío, se atraerían debido al empuje de las partículas virtuales. Un halo de misterio ha rodeado a este efecto, que pronostica la existencia una fuerza que aparece de la nada, hasta que, en 1997, Steven Lamoreaux acometió un experimento que convirtió la teoría en realidad: necesitó acercar las placas a milésimas de milímetro, pero consiguió medir la fuerza; y es tan habitual que, en la actualidad, los diseñadores deben tenerla en cuenta para que no altere el funcionamiento de las minúsculas nanomáquinas.

No se han detenido los esfuerzos de los físicos en este campo: los teóricos han predicho que podrían conseguir un efecto similar (aparece energía de la nada) con un único espejo. Si lograsen moverlo muy rápidamente -arguyen-, absorbería la energía de los fotones virtuales y los emitiría como fotones reales. Resulta muy difícil realizar el experimento pues se necesita que el espejo vibre en el vacío a velocidades cercanas a la de la luz (recuerde el lector perplejo que, en un segundo, la luz da algo más de siete vueltas alrededor de la Tierra); pero al final lo consiguieron. Utilizando como espejo un dispositivo superconductor (SQUID) obtuvieron un resultado maravilloso: una lluvia de fotones saltaba del vacío. El experimento se ha convertido en otra prueba de la bondad de la mecánica cuántica; otra más… que no logrará convencer a los partidarios del clásico sentido común.

sábado, 3 de diciembre de 2011

Clones

Por desgracia, los científicos emplean el término clonar -que significa hacer copias- con dos sentidos: uno indica la producción de duplicados de un trozo de ADN, que se ha insertado en una bacteria, el otro atañe a la producción de copias de animales completos, como la oveja Dolly o los gemelos idénticos. Aclaro, para evitar que se confunda el lector perplejo, que sólo me voy a referir al primero de ellos.

Durante el siglo XX los biólogos se limitaron a observar las células, igual que un naturalista contempla la sabana: aquí una leona devora a una cebra, ahí un cocodrilo mata a un ñu, allá una jirafa ramonea o un hipopótamo pasta; hasta que creyeron conocer lo suficiente de la maquinaria de la vida como para intervenir y manipular los seres vivos a su voluntad. En 1972, Herb Boyer y Stanley Cohen introdujeron información genética humana en el interior de una bacteria para que ésta fabricara proteínas humanas: habían hecho el primer experimento de ingeniería genética. La tecnología del ADN recombinante había proporcionado, por primera vez, moléculas de ADN que no existían en la naturaleza. La evolución por selección natural dejaba paso al diseño inteligente de seres vivos.

¿Cómo opera la ingeniería genética? Fijémonos en el mecanismo de producción de la insulina que necesitan los diabéticos. Se toma ADN humano procedente de las células de un páncreas sano, que contenga las instrucciones para que se fabrique la insulina; inmediatamente se trocea hasta que quede el pedazo que interesa clonar. Después se inserta el fragmento de ADN en un plásmido (una pequeña molécula de ADN, que vive en el interior de las bacterias y tiene capacidad para autorreplicarse). A continuación, se introduce el plásmido en la bacteria que se usará como factoría;  dentro de ella, el ADN recombinante, recién implantado, ordenará la fabricación de la insulina humana. Se procede, finalmente, al cultivo de las bacterias para multiplicar la producción de insulina; se recoge y ya está: lista para inyectar a los diabéticos. Mediante ingeniería genética se ha obtenido una proteína exactamente igual a las que fabrica nuestro organismo.

A la insulina humana, la primera proteína recombinante que se comercializó, le han seguido otras: el interferón, que se usa para el tratamiento de la esclerosis múltiple, o la hormona de crecimiento, útil para la terapia del enanismo; y estos productos no son más que el comienzo.

sábado, 26 de noviembre de 2011

Toba: la humanidad al borde de la extinción

Una erupción supervolcánica -cientos o miles de veces mayor que una habitual-es uno de los desastres más aniquiladores que la humanidad puede sufrir: equivale a la fuerza devastadora del choque de un asteroide contra la Tierra… que ocurre diez veces más a menudo. Afortunadamente, son sucesos raros: en los últimos dos millones de años, sólo en cuatro regiones se han emitido más de setecientos cincuenta kilómetros cúbicos de magma de una sola vez.

Sucedió hace setenta y cuatro mil años, en la isla Sumatra; el supervolcán Toba explotó con una furia inimaginable dejando como resto una caldera que ocupa el lago volcánico más grande del mundo (cien kilómetros por treinta de superficie y medio kilómetro de profundidad). La gigantesca erupción alteró el clima y provocó una catástrofe ecológica global; expulsó dos mil ochocientos kilómetros cúbicos de lava y cenizas, que dejaron una capa de ceniza de aproximadamente quince centímetros de espesor sobre el sur de Asia; además de la inmediata destrucción debido a las cenizas incandescentes, se inyectaron en la atmósfera gases y polvo, creando un fino velo alrededor del planeta que impidió el paso de la luz solar durante años: en pleno día habría la misma claridad que durante una noche de luna llena. Un invierno volcánico global, que pudo durar seis años, provocó una caída de la temperatura media entre cinco y quince grados; por si fuera poco, se habría abierto un agujero en la capa de ozono que aumentaría la radiación ultravioleta. El drástico cambio ambiental probablemente extinguió algunas especies.

Los genetistas han averiguado que todos los humanos actuales provenimos de una población muy pequeña, esta evidencia sirvió a Stanley Ambrose para proponer que la catástrofe de Toba habría reducido la población humana mundial a diez mil o incluso a mil parejas; en resumen, que la humanidad habría estado al borde de la extinción. Cuando el clima mejoró, nuestros antepasados nuevamente se expandieron desde África a todo el orbe; y las adaptaciones al ambiente de ese reducido colectivo -similar genética y físicamente a los actuales bosquimanos-, produjeron los diferentes rasgos y colores de la piel que hoy observamos en nuestros semejantes.

Apesadumbrado comunico una mala noticia al lector timorato: los geólogos son incapaces de predecir el momento de una supererupción; afortunadamente, también transmito una buena nueva: a pesar de todo, los vulcanólogos saben lo bastante de los lugares en los que podría producirse, como para pronosticar que no habrá ninguna pronto. ¡Menos mal!

sábado, 19 de noviembre de 2011

¿Es inevitable que existamos?

Los métodos de la física -predicciones minuciosas seguidas de comparaciones con experimentos reproducibles- son inaplicables en otras ciencias. Stephen Jay Gould expuso el problema en su libro Wonderful Life: en muchas ciencias sólo se pueden contar relatos porque los sucesos son contingentes, es decir, únicos e impredecibles. Los métodos de las ciencias históricas –cosmología, geología o evolución biológica- se encuadran en la narrativa; no hay experimentos porque no hay sucesos reproducibles, cualquier historia no es más que “una maldita cosa después de otra”. Puede explicarse lo que pasó, pero no predecir lo que sucederá.

Tradicionalmente, las ciencias se agrupan en dos categorías: las ciencias duras, en las que los sucesos pueden predecirse aplicando un formalismo matemático (las leyes naturales), y las ciencias blandas, en las que sólo es posible dar una explicación narrada de los acontecimientos. A la primera categoría pertenecen la física, la química y la biología molecular; la evolución biológica y la economía pertenecen a la segunda. Gould atribuye la variabilidad de los fenómenos históricos, y por tanto su complejidad, a la contingencia; los acontecimientos históricos dependen de casualidades, en consecuencia, si la historia se repitiese las pequeñas divergencias proporcionarían un resultado diferente: es imposible predecir a largo plazo. No sabemos si la supervivencia de una especie se debe al azar y tampoco tenemos pruebas de que los ganadores de la evolución gozaran de superioridad alguna. Los seres vivos contemporáneos son sólo un posible resultado entre otras posibilidades; si la evolución comenzase de nuevo probablemente tendría otro desenlace. En resumen, la teoría evolutiva es incapaz de predecir nuestra existencia.

Según Gould: “Si usted quiere formular la pregunta de todos los tiempos (¿por qué existen los humanos?), una parte principal de la respuesta… debe ser: Porque Pikaia [antecesor de los vertebrados hace quinientos millones de años] sobrevivió… Esta respuesta no menciona ni una sola ley de la naturaleza; no incorpora afirmación alguna sobre rutas evolutivas previsibles, ningún cálculo de probabilidades basado en reglas generales de anatomía o de ecología. La supervivencia de Pikaia fue una contingencia de la historia. No creo que se pueda dar una respuesta superior, y no puedo imaginar que ninguna resolución pueda ser más fascinante. Somos la progenie de la historia, y debemos establecer nuestros propios caminos en el más diverso e interesante de los universos concebibles: un universo indiferente a nuestro sufrimiento y que, por lo tanto, nos ofrece la máxima libertad para prosperar, o para fracasar, de la manera que nosotros mismos elijamos”.

sábado, 12 de noviembre de 2011

La maldita constante cosmológica

¿Qué contiene el universo? Humanos, seres vivos, planetas, estrellas, galaxias: en resumen, materia. ¿Nada más? Luz, o sea radiación, o dicho con otras palabras, energía. Eso es todo. Preguntémonos ahora por la cantidad: el fondo cósmico de microondas nos proporciona la densidad total de energía y materia del universo (su densidad crítica). Deberíamos obtener el mismo valor si efectuásemos el cómputo por partes: observemos el universo con telescopios y midamos la densidad de la materia (visible o potencialmente visible) que contiene; obtenemos el cinco por ciento de la densidad crítica; cinco milésimas del uno por ciento de la densidad crítica se debe a la radiación y el cero como tres por ciento a los neutrinos, las partículas más minúsculas de la materia. Fíjese el lector atento que ya hemos agotado todos los componentes del universo y aún queda el noventa y cinco por ciento de la materia y energía sin conocer. Los astrónomos observan que las galaxias se mueven como si tuvieran más materia que la visible; de ésta y otras pruebas deducen que existen partículas de materia desconocida a las que no les afecta la luz (son invisibles), pero sí la gravedad; esta materia, que llamaron materia oscura, representa el veinticinco por ciento de la densidad crítica. Hemos avanzado mucho, pero aún queda el setenta por ciento del cómputo global de materia y energía… y no sabemos en qué consiste.

En el año 1998 se descubrió -por observación de las supernovas- que el universo no sólo se expande, sino que lo hace aceleradamente. ¿A qué se debe? Los físicos idearon un fluido cósmico repulsivo –técnicamente apellidado energía oscura- que se contrapone a la gravedad. No saben en qué consiste, pero tienen sospechas; podría ser una peculiar forma de energía inherente al espacio vacío, que Einstein llamó constante cosmológica. De ser así se plantea un grave problema, porque, aunque matemáticamente equivalentes, la constante cosmológica y la energía del vacío divergen en su significado; aquélla constituye una propiedad del espacio y ésta la energía de las partículas virtuales que existen en el vacío. Y si sólo fuera eso… Al calcular teóricamente la densidad de energía del vacío -e indirectamente de la constante cosmológica- obtenemos un valor que resulta superior a la densidad crítica del universo en un número que contiene ciento veinte cifras. Jamás en la historia de la física hubo una diferencia tan gigantesca entre la teoría y la observación. Amigo lector quizá tú seas capaz de enderezar el entuerto. 

sábado, 5 de noviembre de 2011

Fábula sobre los lobos

     Los documentales del naturalista español Félix Rodríguez de la Fuente, pionero en la defensa de la naturaleza, me impresionaron profundamente. Recuerdo con cariño a aquellas hermosísimas imágenes y las ideas que las acompañaban: los lobos y las aves rapaces no eran alimañas para matar, sino compañeros con los que convivir. Los libros de Jack London, primero, y los de Miguel Delibes después contribuyeron a remachar la misma idea; que reverdeció en 1999, cuando devoré “Un viejo que leía novelas de amor” de Luis Sepúlveda. Y si el lector, además de erudito, es amante de la naturaleza consiga el discurso con el que Miguel Delibes entró en la Real Academia de la Lengua Española en 1975: le emocionará.

     Sí, tiene razón el amoscado lector, está en un escaparate de curiosidades científicas y no literarias; siga leyendo y se enterará de los argumentos científicos por los que debe respetar a los animales: el sermón inicial no iba descaminado. El impacto que la vuelta de los depredadores ha causado en el medio ambiente se puede observar en el Parque de Yellowstone, en EEUU, donde los lobos fueron reintroducidos a mediados de la última década del siglo pasado. Los biólogos comprobaron que la ausencia de lobos entre 1926 (fueron exterminados) y 1995 coincidió con una disminución en la población de castores. La investigación del doctor Doug Smith sugiere que los depredadores no influyen solamente en el número de animales que se alimentan de plantas, sino que -a través de una serie de complejas interacciones en el ecosistema- también ayudan a recuperar el bosque.

     Los lobos se comen a los alces, que se comen a los sauces, que necesitan los castores; pero desde que los lobos regresaron, los castores también lo hicieron... gracias a que aumentó el número de sauces. La pieza perdida del rompecabezas era el lobo, el depredador que encabeza la cadena. Ahora que los castores retornaron y han empezado a construir más presas, el nivel del agua en zonas deforestadas ha empezado a aumentar, restaurando las poblaciones de árboles que requieren de mucho líquido, como los sauces.

     El doctor Smith considera a los lobos como factores cruciales para evitar la destrucción ambiental. Sabemos que compiten con nosotros y que a veces nos matan; pero la recompensa de reintroducirlos supera los riesgos que entrañan. Los humanos debemos convivir con los depredadores y dejar de odiarlos: por nuestro propio interés.

sábado, 29 de octubre de 2011

El desorden: la ley que gobierna los cambios

   ¿A que se deben los cambios que suceden en la naturaleza? Esbozo los atinados argumentos que Peter Atkins revela en el libro “La creación”. Como en un proceso real, ya sea un rayo o la caída de una hoja, participa un número muy grande de partículas, cualquier cambio probablemente aumentará el desorden del conjunto, por la misma razón que, después de barajar, las cartas aparecen más desordenadas. El aumento de desorden, que ocurre continuamente en el cosmos, constituye un simple enunciado de probabilidades a escala molecular. Admitamos entonces que en la base de todo cambio se halla una aproximación al caos; esta tendencia explica entonces todos los sucesos del universo. El caos podrá retroceder y crear una sinfonía de Mozart o una bacteria: resplandecerá una pizca de orden durante un breve lapso de tiempo, pero resultan excepciones, dramas localizados que no impiden la degradación general.

   Si consideramos que la energía lleva asociada una calidad que mide su grado de desorden, afirmamos que la calidad de la energía decrece espontáneamente en las reacciones nucleares y en las reacciones químicas, durante la vida de las plantas y en las manifestaciones de la conciencia. La tendencia de la energía al caos se transforma en acciones humanas mediante reacciones químicas; el egoísmo y la cooperación, los pensamientos y movimientos son cadenas de reacciones; y cada una de ellas no es más que una reordenación de átomos. Una molécula, por casualidad, capta energía y se convierte en otra; las moléculas complejas se vuelven más complejas por pasos sucesivos, y en cada uno, recogen unos pocos átomos y ensayan nuevas configuraciones: las moléculas nunca quisieron reproducirse tropezaron con la reproducción. Si las uniones entre los átomos fuesen demasiado rígidas, la materia inicial hubiese quedado congelada y no se hubiese convertido en vida, si demasiado lasas fuesen, fenómenos como la conciencia no habrían tenido tiempo de madurar.

   ¿Por qué ocurren las reacciones? De nuevo porque la energía se degrada: nada más. Tanto el pensamiento como la acción gastan energía de alta calidad, pero si después de ver o de actuar no morimos, se debe a que repostamos, importamos moléculas del entorno que contienen energía de alta calidad, dicho con una única palabra, comemos. Nuestra vida consiste en una perpetua lucha por captar energía de alta calidad del ambiente y descargar energía de baja calidad. Degradamos el mundo para tener una vida interior. Dramático destino.

sábado, 22 de octubre de 2011

Aromas

     ¿Le gustan al lector sibarita los aromas? Si nunca se ha parado a disfrutar del olor de una rosa, de la fragancia de la lavanda o del aroma del jazmín ha desdeñado un placer exquisito. Y si lo ha hecho, ¿se ha preguntado alguna vez qué sustancias dan olor a las plantas? Se trata de terpenos, un grupo de moléculas, sintetizadas por los vegetales mediante la unión de un único precursor, un número variable de veces. Los químicos los extraen de las plantas en forma de complejas mezclas que llaman aceites esenciales, cuya característica principal, no podía ser otra, es la volatilidad; por ello, a nadie extrañará que se usen primordialmente en perfumería. Se conocen más de tres mil clases de aceites esenciales, muchos de ellos reconocibles por el lector culto: el de pino, ciprés, eucalipto, manzanilla, naranjo, anís, menta, jengibre, laurel; de todos ellos, además del de lavanda, tal vez el más usado, sólo unos trescientos presentan interés comercial.

     Perfumistas y herbolarios han empleado desde tiempos inmemoriales los aceites esenciales, inhalados o aplicados en la piel, para mejorar la salud. La comunidad médica rechaza la validez de esta práctica si se la califica como terapia (aromaterapia), porque -argumenta- no ha pasado los estudios clínicos que demuestren su eficacia. Un ejemplo, unos investigadores de la Universidad Estatal de Ohio han comprobado que el aroma del limón puede subir el estado de ánimo; pero que no influye en el sistema inmunitario. En cualquier caso, si el lector es aficionado a estos menesteres, recuerde que algunos aceites esenciales, sobre todo a dosis elevadas, son tóxicos y pueden ocasionar irritación cutánea o alergias: sea prudente.

     El escritor, contumaz escéptico, sabe que los beneficios de los aromas pueden atribuirse al efecto placebo; pero también ha averiguado que algunos vegetales de los que se extraen los aceites esenciales tienen acción antiséptica; recordemos el uso de las especias, no solo para dar sabor, sino también para conservar los alimentos. Por ello se atreve a escribir que ha notado que el olor del eucalipto (contiene eucaliptol, de reconocida acción antiinflamatoria y analgésica) le sienta bien a sus vías respiratorias; y que los delicados pulmones de un amigo agradecen el aroma de los pinos. Ignoro si en ambos casos actúa el efecto placebo o existe una base fisiológica; pero no me importa. Y por si alguien no ha entendido el discurso, me apresuro a recomendar que, en caso de enfermedad (no de anomalías subclínicas), acuda el lector despistado a un médico sin pérdida de tiempo.

sábado, 15 de octubre de 2011

Una débil fuerza

     Hace ya más de dos milenios, Empédocles aseguraba que el amor y el odio eran el lenguaje en el que se comunicaban los átomos; los físicos contemporáneos, menos poéticos, describen de otro modo las interacciones entre las partículas elementales: los componentes del mundo no se comunican de dos maneras, sino de cuatro, y no con amor u odio, sino mediante la gravedad, la interacción débil, el electromagnetismo y la interacción fuerte.

     Nada sencillo puedo decir sobre las interacciones electromagnéticas que ignore el lector erudito: forman los átomos, las moléculas e intervienen en las reacciones químicas, y no me olvido que la existencia de la vida o de las rocas es una consecuencia de las reacciones químicas. Las interacciones fuertes permiten que existan los núcleos de los átomos, porque mantiene ligados a sus componentes, ¡que no es poco! Las fuerzas de gravedad conforman las galaxias, las estrellas, los planetas y explican sus movimientos. Las interacciones débiles causan inestabilidad: las partículas pesadas se convierten en otras más ligeras. Las tres primeras interacciones resultan fáciles de entender: obligan a que las partículas de materia se atraigan o repelan; no sucede lo mismo con la débil, que no hace lo uno ni lo otro; sin embargo, se identifica con facilidad, porque siempre que interviene, tanto en la radiactividad terrestre como en las reacciones nucleares de las estrellas, aparecen neutrinos.

     Toda la materia del universo, tú amigo lector, igual que los planetas, estrellas y galaxias, está formada exclusivamente por cuatro partículas: los quarks u y d (que constituyen los núcleos de los átomos), y los leptones electrón y neutrino. ¿Por qué sólo dos quarks y dos leptones habiendo seis variedades de cada uno? Las interacciones débiles provocan la lenta desintegración (los físicos dirían cambio de sabor) de los quarks -y leptones- pesados para convertirse en ligeros; esa es la razón, los cuatro componentes de la materia que constituye del universo son las partículas más livianas. Sí, reconozco que me he olvidado de la materia oscura; valga como disculpa que nada se sabe de ella.

     Por último diré que la interacción débil es calificada –injustamente- como débil porque es diez billones de veces menor que la interacción fuerte; y digo injustamente porque, a distancias cortas, la gravitación gana en debilidad a todas las interacciones.

sábado, 8 de octubre de 2011

El detector de mentiras y el lenguaje corporal

El lector instruido conocerá el polígrafo -habitualmente llamado detector de mentiras-; se trata de un instrumento utilizado para registrar respuestas fisiológicas de un sujeto, como la presión arterial, el ritmo cardíaco, la frecuencia respiratoria y la resistencia eléctrica de la piel, ante determinadas preguntas. Se utiliza para determinar si el entrevistado miente, y se fundamenta en la hipótesis de que la fisiología cambia cuando la persona engaña. Sus defensores le atribuyen una fiabilidad entre el ochenta y el noventa y cinco por ciento, y –arguyen- se admite como prueba judicial en varios países. Sin embargo, muchos científicos niegan la validez del polígrafo como detector de mentiras: un informe de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos estimó que, de aplicarse el polígrafo a diez mil personas, de las cuales diez fueran espías, en el resultado más probable serían identificados ocho culpables… y también mil quinientos noventa y ocho inocentes.

A falta de un aparato fiable, plagio los consejos que un consultor en lenguaje corporal da a sus clientes para descubrir una mentira. Cuando su oyente repite la pregunta que le han hecho declara –sin pretenderlo- que necesita tiempo, ¿para inventar la respuesta? Si en algún momento su interlocutor acerca las manos a la boca o nariz, los psicólogos han comprobado que suele engañar. La sudoración de la frente es un indicio de que la persona está nerviosa, ¿quizá porque tiene que inventar una explicación? Cuando engañamos esperamos que nuestro interlocutor nos crea y para ello mantenemos los ojos fijos en él, escrutando su rostro;  mantener la mirada fija, pero también evadirla totalmente o mirar para abajo señala que esconde algo. Quien se justifica innecesariamente, probablemente se siente culpable, ¿de engañarle? Durante una conversación, si el volumen de voz disminuye casi a la mitad antes de recuperar el volumen normal, probablemente le han mentido en ese momento. Tragar saliva es un proceso automático y habitual, pero si estamos nerviosos -¿por la mentira?- lo hacemos casi deliberadamente, y se nota. Interrogue de manera inquisitiva (si es posible) hasta que su interlocutor se ponga a la defensiva (su cuerpo estará tenso); al acabar el interrogatorio sucederá que, o bien el interrogado contraataca y se defienda (inocente), o bien permanece callado y durante unas décimas de segundo relaja los hombros y suspira (el culpable se sentirá aliviado).

No son infalibles; pero algo es más que nada.

sábado, 1 de octubre de 2011

Degradación del ambiente: reto a la civilización

     Desde el comienzo de la agricultura, y ya han transcurrido unos diez mil años, el mundo nos ha parecido enormemente grande. Las tierras y océanos nos ofrecían ilimitados recursos. Los humanos contaminábamos con libertad porque resultaba fácil eludir el impacto ambiental: sencillamente, emigrábamos a otro lugar. Nuestra especie, usando su capacidad para explotar las que suponía riquezas inagotables, alzó imperios y civilizaciones sin comprender que tal privilegio tendría un fin. ¿Por qué nosotros, se preguntará el atribulado lector? En los últimos cincuenta años nos hemos más que duplicado –quizá ya hayamos alcanzado los siete mil millones de individuos-, el consumo mundial de alimentos y agua dulce se ha más que triplicado, y el de combustibles fósiles se ha multiplicado por cuatro. En la actualidad –sorpréndase el lector escéptico- gastamos entre la tercera parte y la mitad de toda la energía producida por la fotosíntesis en el planeta. Y el crecimiento humano desaforado ha generalizado la contaminación: las concentraciones de gases de efecto invernadero y la pérdida del ozono estratosférico constituyen pruebas evidentes, pero hay muchas más.

     Hoy, los recursos del planeta y su capacidad de absorción de desechos se han restringido; si no tomamos medidas provocaremos cambios cuyas consecuencias serán, probablemente, desastrosas para la humanidad. Un equipo de científicos, dirigido por Johan Rockström, identificó nueve procesos ambientales que podrían impedir que el planeta albergara vida humana; y ha tratado de calcular unos límites (con cierta incertidumbre) dentro de los cuales la humanidad podría vivir sin riesgo. Han establecido umbrales para siete de ellos: el cambio climático, la pérdida de biodiversidad, la contaminación por nitrógeno y fósforo, la reducción del ozono estratosférico, la acidificación de los océanos, el consumo de agua dulce y el uso del suelo; de los otros dos –la contaminación atmosférica por aerosoles y la contaminación química mundial- todavía no han obtenido datos.

     ¿El lector curioso quiere conocer los resultados? Los científicos han hallado que la pérdida de la biodiversidad, la contaminación por nitrógeno y el cambio climático han rebasado el umbral; los otros se acercan. Y espero que, por reproducir esta investigación, el lector displicente no me tache de agorero: el objetivo de entender las amenazas ambientales no consiste en atemorizar, sino en diseñar las posibles estrategias para hacerles frente.

sábado, 24 de septiembre de 2011

La piel, original envoltura

Seguro que al lector emotivo le gustan las caricias. Al escritor también: por eso aprecia sobremanera la enorme sensibilidad de la piel: medio millón de sensores del tacto nos lo demuestran. La piel contiene además cuatro millones de detectores del dolor, ciento cincuenta mil receptores del frío y dieciséis mil del calor; la enumeración nos indica que somos más sensibles al frío que al calor, y que podemos recibir múltiples avisos de daño (que esa es la función del dolor, aunque nos cueste creerlo).

La función primordial de la piel consiste en proporcionar una barrera impermeable para que los tejidos corporales, que requieren un ambiente húmedo para mantenerse vivos, sean protegidos de la evaporación del agua. La experiencia diaria nos demuestra su eficacia: podemos bañarnos y puede llovernos encima sin que se agregue agua al cuerpo. Sin embargo, la impermeabilidad no es perfecta: algunas sustancias pueden atravesarla: hacia dentro -las pomadas- o hacia afuera, medio litro de agua diario, aproximadamente, se difunde al exterior y se pierde. Además, créalo o no el lector escéptico, por la piel se respira: capta ciento cincuenta mililitros de oxígeno cada hora (apenas la mitad del uno por ciento del total); y no es desdeñable que muchos gases puedan franquearla, proceso que no reviste importancia, excepto cuando los productos son tóxicos. Aunque la piel es aislante, desempeña un papel fundamental en el mantenimiento del equilibrio térmico, porque puede transpirar; las glándulas sudoríparas se encargan de esta importante función, pues evaporan agua (el sudor) y con ella se pierde calor.

La piel, el mayor órgano del cuerpo, es una envoltura de tres kilos de peso y un milímetro y medio de espesor medio; está formada por dos capas: la epidermis, la capa externa, delgada como el papel de fumar, excepto en manos y pies, y la dermis, la capa interna con la que puede hacerse el cuero. Nos protege contra los pequeños accidentes cotidianos, pues su elasticidad permite que la presión de un golpe se distribuya por una zona amplia, actúa como barrera mecánica que evita infecciones, y funciona como una cubierta resistente a la mayoría de las agresiones químicas que le infligimos: bien con contaminantes atmosférico, bien con productos higiénicos -jabones y detergentes- o con artículos de belleza –polvos y cosméticos-.

Por último, y para alabar a este bello órgano, reproduzco la evocación de un poeta:
Ni nardos ni caracolas
tienen un cutis tan fino,
ni los cristales con luna
relumbran con ese brillo.

sábado, 17 de septiembre de 2011

Sonámbulos

Nuestros contemporáneos usan los transportes, los medios de comunicación y la medicina sin considerar que son el resultado de una manera de adquirir conocimientos que hemos acordado en llamar ciencia. Pero ni siempre ha sido así, ni podemos asegurar que la ciencia perdurará en el futuro. Arthur Koestler nos alecciona sobre ello en un magnífico libro “Los sonámbulos. El origen y desarrollo de la cosmología”. El ensayo tiene tres protagonistas un canónigo tímido, un genio buscador de la belleza y un profesor extraordinariamente soberbio; con Copérnico, Kepler y Galileo, el autor monta una trama cuyo objetivo es mostrarnos el camino que siguió el conocimiento humano del cosmos; desde variopintas creencias hasta llegar a la comprensión de la realidad. Y –argumenta- no fue inevitable que hubiera sucedido. Conseguir que Copérnico publicase “De las revoluciones de los cuerpos celestes”, en el que afirmaba que la Tierra gira alrededor del Sol, resultó una tarea de titanes. Kepler y Galileo convirtieron la astronomía en ciencia: emociona la ciclópea lucha que mantuvo el primero con Tycho Brahe para le prestase sus datos astronómicos; y apabulla la soberbia del segundo en sus apasionados debates con sus colegas. Antes de estos lances Koestler dedica el prólogo a los sabios griegos que descubrieron que la razón y no el mito era el instrumento para indagar en la naturaleza; y consagra el epílogo al genio de Newton: su teoría del cosmos se asemeja a la nuestra.

Desde el 1600 la ciencia ha progresado continuamente, eso nos tienta a creer que el avance del conocimiento ha sido un proceso ininterrumpido desde el inicio de la civilización hasta nosotros. No sucedió así; y debería maravillarnos la cortedad de los tramos en los que prevaleció el pensamiento racional. En el siglo sexto antes de Cristo los sabios sabían que la Tierra era una esfera y habían medido su tamaño, sin embargo en el siglo sexto después de Cristo afirmaban que la Tierra era un disco o que tenía la forma de un tabernáculo: el conocimiento ni había avanzado, ni se había estancado: había retrocedido.

Desde la aparición de la humanidad hasta el siglo sexto antes de Cristo, la senda del conocimiento atravesó un oscuro túnel lleno de mitos; a continuación, durante unos pocos siglos, quizá tres, una luz intensa –la razón- iluminó la ruta, seguidamente nos sumergimos de nuevo en la oscuridad repleta de sueños distintos, de la que no salimos hasta el siglo XVI, cuando apareció la ciencia. Ella nos alumbra… por ahora.

sábado, 10 de septiembre de 2011

Pulmones del planeta

Las selvas ecuatoriales, mal llamadas tropicales, son lugares muy cálidos y húmedos, en los que caen lluvias abundantes. Se trata de bosques complejos que presentan varios pisos de exuberante vegetación; los árboles, enormes, de hasta sesenta metros de altura y hoja perenne, tienen los troncos rectos; las lianas y las plantas que crecen sobre otras alcanzan gran desarrollo; la densidad del follaje, que impide que penetre la luz, y la rapidez con la que se descompone la hojarasca dejan el suelo relativamente abierto: la impenetrable maleza que la imaginación popular atribuye a la selva no se corresponde con la realidad.

Aunque ocupan menos del siete por ciento de la superficie terrestre, las selvas contienen más del cincuenta por ciento de las especies animales y vegetales del planeta (algunos biólogos elevan el porcentaje al noventa). Estos magníficos vergeles, auténticos pulmones verdes de la Tierra, se hayan amenazados por la acción humana: por las talas realizadas por la industria maderera y por las quemas efectuadas para hacer cultivos. Sin embargo, el suelo de la selva es muy pobre, no apto para la agricultura, porque en tres o cuatro cosechas pierde sus nutrientes; y, por si fuera poco, una vez destruido, su recuperación resulta imposible, porque se vuelve duro y adquiere costra. No sólo los agricultores, madereros y gobernantes de lugares lejanos son culpables de la deforestación, nosotros no somos inocentes: España es el décimo importador mundial de madera tropical. El lector menesteroso conocerá, y tal vez haya usado, muebles de iroko, sapelli, palisandro, elondo o ébano africanos, o quizá de caoba americana o acaso de teca indonesia o birmana; debe saber que la pérdida de biodiversidad se correlaciona con la tala de árboles cuya madera usa.

Hace diez mil años, los bosques ocupaban la mitad de la superficie terrestre, hoy sólo la tercera parte, cuatro mil millones de hectáreas. La deforestación, un proceso que afectó en el pasado a la zona templada del planeta, aqueja, en el presente, a la zona intertropical y, además, a un ritmo mucho mayor. Las cuencas del Amazonas y del Congo y algunas regiones intertropicales de Asia pierden masa forestal a una velocidad alarmante: cada año, entre el 2000 y el 2005, en África, desaparecieron cuatro millones de hectáreas de bosques, y en Suramérica y Centroamérica, cuatro millones y medio; no puede extrañarnos que Brasil, Congo e Indonesia encabecen, en el año 2000, la ignominiosa lista de los países que presentan mayor deforestación. ¡Reflexione el despreocupado lector!

sábado, 3 de septiembre de 2011

El significado de la energía

     Si le pregunto al lector erudito por el significado de la energía probablemente menospreciará la cuestión por sencilla. ¿Cómo no voy a conocer algo tan simple? Preguntará, amoscado. Y disertará sobre la energía eléctrica, la nuclear, la eólica…pero le resultará difícil definirla, hasta que otro, más versado en el tema, apunte que energía consiste en la capacidad para producir trabajo. Aparentemente la capacidad para realizar tareas es una concepción intuitiva que encaja bien con las nociones previas; sin embargo, presenta problemas, porque si un objeto pierda capacidad de producir trabajo, lógicamente deduciremos que disminuyó su energía -sin que nadie la gane-, lo que contradice la observación que la energía ni se crea ni destruye. Entender el significado de la energía no es tarea fácil. Según el afamado físico Richard Feynman no sabemos qué es; ni tenemos un modelo de energía que podamos imaginar: un modelo formado por pequeñas gotas de tamaño definido; no es así; sin embargo, -argumenta- hay fórmulas para calcular cierta cantidad numérica y cuando las sumamos todas, siempre encontramos el mismo número. ¡Qué ya es casualidad!

   No existen, como tal vez crea el incauto lector, muchas variedades de energía; para el físico todas se reducen, en último término, a dos o acaso tres: la debida al movimiento (que llama cinética), la debida a su localización (apellidada potencial gravitatoria, o potencial eléctrica o…), quizá añada otra y bautice como energía interna a la suma de la energía cinética y potencial de las partículas constituyentes de un cuerpo. Nada más; se equivocará quien crea que el calor es otra forma de la energía, el calor (igual que el trabajo) es una manera de transferir energía de un cuerpo a otro. En cualquier caso, lo más curioso de todo esto es que, de una manera que me atrevo a decir casi milagrosa, la cantidad de energía siempre se mantiene invariable, si un objeto la pierde, otro, en algún lugar, la gana.

     Todo esto ya se sabía en el 1905; por si no fuera suficientemente complicado, en ese año Einstein demostró que la masa constituía otra de las formas que toma la energía para manifestarse. Y la prueba de que su teoría era acertada resultó contundente: una bomba atómica arrasó la ciudad de Hiroshima y otra destruyó Nagasaki.

sábado, 27 de agosto de 2011

Piña: medicina inesperada

     La comida de los europeos no sería la misma sin la patata o el tomate americanos; la piña (por otro nombre ananás), un cultivo tropical de idéntico origen, también reclama un lugar entre los alimentos privilegiados. Pedro Simón escribió en el año 1627: “Llamáronle los españoles piñas por lo mucho que por de fuera se parecen a las piñas de los piñones, aunque en todo lo demás no se parecen en nada.” La exquisita piña es refrescante (un ochenta y cinco por ciento es agua) y dulce (debido a los carbohidratos) con un toque ácido; además, contiene fibra, vitaminas B y C, potasio, magnesio, yodo y una sustancia de propiedades sorprendentes: la bromelina.

     Muchas personas toman la deliciosa piña después de una comida copiosa porque creen que ayuda a digerirla; no se equivocan; la bromelina es una enzima que deshace las proteínas -de igual manera que la pepsina del jugo gástrico-. Y no espere el resabiado lector que esta enzima sea digerida con el resto de los alimentos, el cuarenta por ciento se absorbe intacta en el intestino. Además, los investigadores han comprobado que la bromelina es un eficaz agente antiinflamatorio en contusiones, edemas, hematomas, lesiones, traumatismos y en todos los procesos que afectan a los músculos y al esqueleto; también ayuda a reducir la inflamación post-operatoria e incluso auxilia en el tratamiento de la artritis reumatoide. Aclaro al lector curioso que aún no se han logrado identificar el mecanismo por el que actúa, pero existen sospechas; inhibe las prostaglandinas que causan inflamación; estimula la formación de la enzima que degrada la proteína que envuelve el área inflamada; y también reduce la síntesis de bradicinina, responsable local de los síntomas típicos de la inflamación en los tejidos, tales como el hinchazón, el enrojecimiento, el calor y el dolor. Se necesita más investigación para demostrar otros efectos; pero no es desdeñable que ya se haya comprobado que mejora la absorción, y por tanto la eficacia, de los antibióticos por vía oral.

     Acabo este comentario invocando la opinión del capitán Gonzalo Fernández de Oviedo, fallecido en 1557, que espero comparta el lector goloso: “Esta es una de las más hermosas fructas que yo he visto en todo lo que el mundo he andado… ni pienso que en el mundo la hay que se le iguale en estas cosas juntas que agora diré… hermosura de vista, suavidad de olor, gusto de excelente sabor”.

sábado, 20 de agosto de 2011

Diez experimentos hermosos

Robert P. Crease preguntó a los lectores de la revista Physics World cuál era el experimento físico más hermoso. Cinco de los diez más populares no aportan ninguna novedad, sólo confirman que una teoría científica no es conocimiento especulativo; y esa es la diferencia entre la ciencia y otras formas de conocimiento. ¡No es poco! Voy a comentarlos.

Los científicos griegos del primer milenio antes de Cristo tenían pruebas para suponer que la Tierra era esférica; pero había que demostrarlo y medir su tamaño. Hace dos mil trescientos años Eratóstenes observó que, durante el solsticio de verano al mediodía, en un lugar del trópico (Siena, la actual Asuán), un palo no proyectaba sombra; pero sí la daba, un palo idéntico, en Alejandría, en el mismo momento: la única explicación posible consistía en que la Tierra fuera una esfera. Un ayudante contó los pasos que separaban ambas ciudades: con ese dato y el tamaño de la sombra (siete grados) calculó la longitud de la circunferencia terrestre.

Newton había ideado una teoría de la gravedad, según la cual dos objetos cualesquiera, astronómicos o terrestres, se atraían. ¿Sería cierto? Cavendish lo comprobó en 1798: en su laboratorio midió la fuerza con que se atraían dos bloques.

Louis de Broglie sugirió que los constituyentes de la materia, los electrones, protones y neutrones, no sólo eran partículas, o sea, minúsculas bolitas,  sino también ondas. Jönsson, en 1961, hizo pasar un haz de electrones por dos rendijas paralelas y observó en la sombra, no dos rayas, sino un conjunto de rayas claras y oscuras: los electrones mostraban la conducta de las ondas.

La electricidad que circula por un cable metálico consiste en un flujo de partículas elementales de electricidad que hemos llamado electrones. Millikan lo demostró en 1909: midió la carga de cada uno de los electrones que portaban unas gotitas de aceite.

Un observador iletrado afirma que el Sol gira alrededor de la Tierra y así lo creyeron los humanos por milenios, hasta que Aristarco primero y después Copérnico, Kepler y Galileo aseguraron que la Tierra, y no el Sol, giraba: había que comprobarlo. Bernard Foucault, en 1851, colgó una enorme esfera metálica de la cúpula del Panteón de París y la hizo oscilar; si la Tierra permaneciese quieta no notaríamos cambio alguno, pero si el planeta girase, el plano de oscilación del péndulo también lo haría. Reconozco que siempre que contemplo un péndulo de Foucault (el del planetario de La Coruña es precioso) quedo maravillado.

sábado, 13 de agosto de 2011

Derecho a la vida

Sostengo que todos los animales tienen derecho a la vida y que los humanos no debemos atribuirnos el poder de decidir sobre la supervivencia o extinción de una especie; fíjese bien el lector meticuloso que no me refiero a la vida o muerte de un individuo concreto, sino a una especie. Ya he declarado mis escrúpulos, ahora debo reconocer mis filias y fobias entomológicas.
Vayamos con las primeras. Los insectos pueden encontrarse en casi todos los ambientes terrestres, tal vez por eso, desde hace millones de años  las plantas con flores y los insectos han iniciado una asociación sumamente estrecha. Para que pueda ocurrir la polinización y, por ende, la generación de nuevos descendientes, es necesario que los granos de polen sean transportados de una planta a otra; el viento, en unos vegetales, y los insectos, en otros, son los agentes encargados del transporte. Sin insectos, probablemente más de un centenar de miles de especies vegetales se extinguirían. Declaro mi admiración hacia estos beneficiosos animalitos.
Aunque se estima que quedan por descubrir entre seis y diez millones de nuevas especies, en estos momentos, los insectos constituyen el grupo animal más diverso de la Tierra, hay, aproximadamente, un millón especies (compárese con las cuatro mil quinientas de mamíferos) de mariposas y polillas, moscas y mosquitos, escarabajos y mariquitas, abejas, avispas y hormigas, chinches, pulgones y cigarras, saltamontes y grillos, libélulas y caballitos del diablo; más que todos los demás grupos juntos. Resulta fácil reconocerlos; debe contarse el número de patas: seis, mientras que los escorpiones, garrapatas y arañas tienen ocho, y muchas, los ciempiés y milpiés. Añadiré otros datos, para demostrar que los insectos son inusitadamente abundantes: por cada persona hay doscientos millones de ellos; la Tierra alberga mil billones de hormigas; en una hectárea de la selva amazónica viven trescientos millones de individuos. ¿Increíble? ¡Cierto!
Y ahora las fobias: varias especies de insectos nos transmiten graves enfermedades infecciosas: el paludismo (los mosquitos Anopheles), la enfermedad de Chagas (los chinches), la enfermedad del sueño (la mosca tse-tse), la fiebre amarilla y el dengue (el mosquito Aedes aegypti), el tifus (los piojos y unas pulgas), la peste bubónica (otras pulgas), la leishmaniasis (las moscas de arena o jejenes), las filariasis y elefantiasis (las moscas y mosquitos Anopheles, Culex, Aedes y Mansonia). Estoy abierto a nuevos argumentos, pero, por ahora, no hallo la manera de convencerme de que la extinción de alguno de estos insectos no presente más ventajas que inconvenientes.

sábado, 6 de agosto de 2011

¿Es el universo analógico o digital?

Desde la primera mitad del siglo XX se necesitan dos teorías físicas para explicar el mundo, la teoría cuántica y la teoría de la relatividad; sus fundamentos no pueden ser más diferentes, aquélla se basa en el discontinuo, ésta en el continuo. Los físicos, incómodos con esta dicotomía, han buscado una única teoría que proporcione la explicación de todos los fenómenos naturales. Einstein inició el camino tomando como premisa el continuo: comenzó en el año 1922 y acabo con su muerte 1955; el fracaso de su heroico intento desalentó a los físicos, quienes, durante todo el siglo XX, se fundamentaron en el discontinuo. En el nuevo siglo, y comprobado que una de las predicciones de la teoría cuántica, la energía del espacio vacío, difiere en un número de ciento veinte cifras del valor observado por los astrónomos, quizá proceda reverdecer los ajados laureles del camino iniciado por Einstein.

Para expresar las leyes de la naturaleza en ecuaciones matemáticas, los científicos, desde Newton, utilizan el método diferencial: descomponen un objeto en sus partes más simples para, tras su suma (integración), suministrar las propiedades globales. Pero el método pierde eficacia si las partes del objeto, en vez de más simples, se vuelven más complejas o diferentes de las iniciales. Así sucede cuando se observa la naturaleza con un acelerador de partículas (que, a escalas minúsculas, reemplaza al microscopio); aparecen estructuras nuevas (moléculas, átomos, partículas) a medida que crecen los aumentos. La teoría de la relatividad, fundamentada en el método diferencial, es incapaz de explicar estos efectos -basados en la no diferenciabilidad- que explica la mecánica cuántica. Pues bien, Garnet Ord y Laurent Nottale pretenden deducir la mecánica cuántica de una extensión del principio de la relatividad, el principio de la relatividad de escala: las leyes de la naturaleza deben ser idénticas sea cual sea el movimiento del observador y también sea cual sea la escala a la que se observa. Para ello magnitudes como la velocidad y la longitud deben depender de la resolución de las observaciones; las propiedades cuánticas (discontinuas) de la naturaleza serían entonces el resultado de la naturaleza fractal del espacio-tiempo. Y el calificativo fractal -aplicado a una figura- significa que permanece invariante aunque se amplifique o reduzca (indica que no es diferenciable); como el perfil de la costa gallega: que no exhibe ninguna regularidad cuando se la estudia a escalas cada vez más pequeñas.

Ignoramos si ambos físicos han tomado el rumbo correcto, pero les deseamos suerte.

sábado, 30 de julio de 2011

Medicamentos habituales


Quizá pueda interesar, al lector curioso, la lista de los medicamentos más recomendados a sus pacientes por un médico amigo.

Los antibióticos no matan virus, sino bacterias, que no es poco; y ni siquiera todas, cada antibiótico afecta a unas y no a otras; aún así, que nadie los minusvalore: son los fármacos que más vidas han salvado.

Los analgésicos calman el dolor. ¿El mejor analgésico? El que menos efectos colaterales produzca, quizá el paracetamol.

La mayoría de las personas ignora que la inflamación es un proceso para defenderse de una agresión. Cuando un agente agresivo actúa, las células afectadas liberan prostaglandinas, que producen la inflamación. Los antiinflamatorios -la aspirina (el ácido acetilsalicílico) es el más famoso- impiden la hinchazón de la parte afectada, el enrojecimiento y el dolor, porque inhiben la liberación de las prostaglandinas.

El polen del aire o la ingestión de un fármaco o de un alimento puede desencadenar, en el sujeto sensible, una reacción alérgica, cuyos síntomas van desde las ronchas o manchas en la piel, los estornudos y el ardor de ojos, hasta los vómitos y las diarreas. Un antihistamínico logra que desaparezcan los síntomas, porque impide que actúe la histamina, el mensajero químico que interviene en las reacciones de respuesta del sistema inmunitario.

La ansiedad, un frecuente estado psicológico desencadenado por el estrés o la frustración, se debe a una alteración de los circuitos de neuronas, acompañada de un desequilibrio químico de los mensajeros neuronales. Los ansiolíticos controlan sus síntomas que, como bien sabe el paciente, abarcan varios órganos.

Los antiespasmódicos relajan los músculos lisos y aminoran el dolor de los cólicos (retortijones). El dolor se origina en las vísceras huecas -intestino, estómago, vejiga, uréteres, trompas de Falopio o vesícula biliar- cuando se irritan: por toxinas de alimentos mal conservados, por el paso de un cálculo renal o debido a un cuerpo extraño.

Los corticoides (o corticosteroides) actúan, simultáneamente, como un inmunosupresor y un antiinflamatorio; también son hormonas por lo que su uso puede disminuir la producción interna, con el riesgo consiguiente para la salud; además, abolir los mecanismos inflamatorios normales es peligroso, pues los virus se desarrollan más rápidamente.

El paciente siempre deberá tener presente que cualquier fármaco, también el que acaba de salvarle la vida, presenta efectos colaterales perniciosos. Y no debe olvidar que la mayoría de los medicamentos son expulsados a través del hígado y riñón, por lo que pueden alterar el funcionamiento de ambos órganos. Lector aprensivo, toma solamente los medicamentos imprescindibles.

sábado, 23 de julio de 2011

La relatividad y mi automóvil


Leía con tranquilidad los mensajes electrónicos diarios cuando, al abrir uno, un emocionado compañero me comunicaba:
- La teoría de la relatividad explica algunos aspectos del funcionamiento de tu coche, -ya sé que no me lo vas a creer-, ve al Physical Review Letters y compruébalo.

Normalmente suelo desdeñar quién tan disparatadas recomendaciones me hace; pero, como se trataba de alguien fiable, acepté la sugerencia: fui, leí y apenas creí lo que descubrí. Porque, efectivamente, en el año 2011, el científico Rajeev Ahuja hizo unas simulaciones en ordenador que demostraban que la teoría de la relatividad afecta a algo tan cotidiano como un automóvil.

Es dudoso que un culto lector sepa que muchos de los efectos que predice la teoría de la relatividad sólo se manifiestan cuando las velocidades se aproximan a la velocidad de la luz; sin embargo, es más probable que el mismo lector no ignore que los electrones se mueven en los átomos; y no le costará creer que a velocidades muy inferiores a los trescientos mil kilómetros por segundo (la velocidad de la luz en el vacío). Hay excepciones a esta regla, y una de ellas se da en el plomo, el átomo estable más pesado que existe. En él, los electrones, para contrarrestar la fuerte atracción eléctrica de un gran núcleo, se mueven a velocidades cercanas a la de la luz; lo que significa –así lo establece la teoría de la relatividad- que su masa aumenta. ¿Tiene eso alguna importancia? Sí, porque obligatoriamente debe disminuir el radio de sus órbitas (para que se mantenga inmutable su momento angular, requisito ineludible en estos movimientos). Esta contracción altera las propiedades de los átomos y explica que sean inusitadas. El lector culto estará de acuerdo conmigo en que la batería de ácido sulfúrico y plomo de un automóvil es la aplicación más común de la química del plomo; pues bien, las simulaciones efectuadas por los autores del estudio indican que el ochenta por ciento del voltaje total de la batería (un voltio y siete décimas, de los dos voltios y una décima que hay entre cada dos placas) procede de efectos relativistas. ¿Alguien podría imaginar que en el arranque de un automóvil intervenga el mismo fenómeno –la conversión de masa en energía- que ocurre en una bomba atómica? ¡Vivir para ver!

sábado, 16 de julio de 2011

¿Bacterias con arsénico?


Desde las bacterias a los delfines y desde las hierbas a los humanos, cada criatura viviente está construida con seis elementos: el oxígeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno, fósforo y azufre; además, su química es tan delicada que cualquier alteración en la receta original afecta al conjunto, hasta el punto de hacer la vida imposible. Por eso comprendemos la conmoción de los bioquímicos por el hallazgo de una excepción a la regla, considerada hasta ahora como universal: en el año 2010, unos investigadores han encontrado bacterias que sustituyen en sus moléculas a uno de los seis componentes fundamentales.
Desde hace años, Felisa Wolfe-Simon, Ariel Anbar y Paul Davies se hacían preguntas como ésta: "La vida como la conocemos requiere unos elementos químicos concretos y excluye otros. Pero ¿son esas las únicas opciones? ¿Cómo de diferente puede ser la vida?" El arsénico tiene propiedades químicas muy similares a las del fósforo, unos de los seis componentes fundamentales, sin embargo su gran toxicidad impide su uso por la mayoría de los seres vivos. A pesar de ello, Wolfe-Simon especulaba con la posibilidad de que alguna clase de bacterias hubiera conseguido adaptarse al uso del arsénico, después de todo sabía que algunas podían respirarlo. Para comprobar su idea, tomó barro de un lago californiano (el Mono), que contiene una elevada concentración de arsénico, cultivó las bacterias que allí había y redujo paulatinamente la concentración de fósforo a cero, de forma que las bacterias deberían utilizar el arsénico, si querían sobrevivir. Wolfe-Simons confesó que no esperaba encontrar algo vivo al concluir el experimento; cuál no sería su sorpresa cuando observó, a través del microscopio, bacterias moviéndose en el medio tóxico.
¿Las bacterias utilizan el arsénico para sobrevivir? La conclusión era tan sorprendente que había que confirmarla. El análisis del ADN no dejó lugar a dudas: las bacterias habían sustituido el fósforo por el arsénico en sus biomoléculas. Lo explicaba la autora: “Encontramos un microbio que hace algo completamente distinto: construye partes de sí mismo con el arsénico". Y añadía: "Nuestros hallazgos son un recordatorio de que la vida tal y como la conocemos podría ser mucho más flexible de lo que asumimos o podemos imaginar". "Si algo aquí en la Tierra puede hacer algo tan inesperado, ¿qué más puede hacer la vida que aún no hemos visto?".
Sin duda alguna, las condiciones para la existencia de vida fuera de nuestro planeta deben ser reevaluadas.

sábado, 9 de julio de 2011

¿Cómo se inician los rayos?


Los sucesos que generan rayos gamma de alta energía ocurren en el remoto espacio exterior, tal vez en los agujeros negros o en otros lugares igual de exóticos; por eso los científicos se sorprendieron -como habrá adivinado el lector perspicaz- cuando encontraron, en la última década del siglo XX, rayos gamma en la Tierra, en el cielo encima de nuestras cabezas. Se los bautizó como Destellos de Rayos Gamma Terrestres (DRGT), y muy poco se conoce de ellos. ¿Guardan relación con los relámpagos? ¿Podrían generar partículas que dañasen a los satélites? ¿Afectarán a la salud de los pasajeros aeronáuticos?

En la atmósfera, encima de las nubes de tormenta, se forman poderosos campos eléctricos que se extienden varios kilómetros hacia arriba; se trata de los aceleradores naturales de partículas más energéticos de nuestro planeta. Estos campos eléctricos aceleran a los electrones libres que se producen en las nubes, hasta velocidades cercanas a la velocidad de la luz; cuando los electrones chocan con las moléculas del aire no se libera luz visible, como sucede durante la formación de los rayos, sino invisibles rayos gamma de alta energía y también más electrones (que se producen durante la cascada de colisiones).

Un viejo misterio concierne a los rayos: los físicos saben cómo se cargan las nubes de tormenta, pero ignoran cómo se descargan. Saben que las turbulencias dentro de las nubes separan las cargas eléctricas (que se forman debido al rozamiento entre las partículas de hielo y agua), y generan una enorme diferencia de potencial eléctrico… diez veces menor, aproximadamente, que el necesario para ionizar el aire y originar la chispa iniciadora de un rayo; por ello sospechan que el repentino flujo de electrones que se produce durante los DRGT podría proporcionar la chispa primordial. Si esta explicación fuese correcta, debería haber más DRGT de los que se detectan: porque cada día se producen millones de rayos en el mundo, pero se observan menos de cien DRGT diarios. La escasez quizá se deba -argumentan los expertos- a que los telescopios espaciales no los han buscado directamente; por ello esperan a que un satélite los observe y les proporcione nuevos datos.

Mientras tanto, cuando viajemos a Grecia podremos murmurar mirando al Olimpo: Zeus, todavía ignoramos la causa de tu divina cólera; pero ya falta poco.

sábado, 2 de julio de 2011

Un modelo de cerebro humano

     En el libro Los dragones del Edén, Carl Sagan describe un ingenioso modelo de cerebro humano: el cerebro equivale a un bloque de tres ordenadores interconectados. La parte más primitiva, que comprende la médula espinal, el cerebro posterior y el medio, alberga los mecanismos básicos de reproducción y autoconservación; en un pez o un anfibio poco más hay. Envolviendo al cerebro medio se halla la parte más antigua del cerebro anterior, que forma el complejo R - así lo llama porque aparece en los reptiles por primera vez-. Rodeándolo, se halla el sistema límbico, muy desarrollado en los mamíferos. La corteza, la incorporación más moderna, remata la estructura; los primates, las ballenas y delfines la poseen proporcionalmente grande, pero en los humanos su desarrollo fue vertiginoso. Una ingeniosa alegoría que aparece en un diálogo de Platón, nos ayuda a comprender este modelo del cerebro: en Fedro, el filósofo compara al alma humana con un carro tirado por un caballo blanco y uno negro, que empujan en distintas direcciones, y que el auriga debe dominar; los dos caballos representan al complejo R y al sistema límbico, mientras que la corteza ejerce de auriga.

     El complejo R desempeña un cometido importante en la conducta humana ritual, en la territorialidad y en las jerarquías; probablemente no fue él quien concibió la declaración de los derechos humanos. El sistema límbico se encarga de las emociones: el miedo y la ira, la tristeza y el altruismo. En la corteza reside la percepción, la regulación de los movimientos y, en los humanos, el lenguaje simbólico. A pesar de que este modelo de cerebro humano localiza las funciones, no hay que simplificar exageradamente, pues la separación no es estricta: el comportamiento ritual, el emotivo y el racional se influyen. Aún así, tal vez los humanos nos comprendamos mejor, si consideramos que los comportamientos jerárquicos los compartimos con nuestros antepasados reptiles, y si entendemos que las conductas emocionales las compartimos con otros mamíferos.

     Si bien la conducta ritual y las emociones forman parte de la naturaleza humana, la capacidad de razonar y formular abstracciones, la curiosidad y el afán de resolver problemas son nuestro rasgo más específico. Actividades genuinamente humanas como las matemáticas, la ciencia, la técnica, la música o las artes son las que mejor nos identifican; y la esperanza de la humanidad se fundamenta en que la corteza, el órgano que las ejecuta, ocupa el ochenta y cinco por ciento del volumen cerebral. Podemos ser prudentemente optimistas.

sábado, 25 de junio de 2011

Fenómenos aparentemente imposibles


El lector aficionado a la tecnología conocerá las pantallas ultraplanas de televisión -de cristal líquido o de plasma-, habrá visto las de dos centímetros y medio de espesor, y quizá haya oído hablar de las de tres milímetros que recientemente han salido al mercado; pero probablemente ignorará que las pantallas de emisión de campo proporcionan mejores prestaciones que las construidas con otras tecnologías. A pesar del interés que tienen para el público estos productos, no son ellos los protagonistas de esta digresión, sino el increíble fenómeno físico que permite la existencia de tales pantallas.

Tal vez el estudioso lector sepa que la física cuántica explica fenómenos que la física clásica considera imposibles, fenómenos, eso sí, que suceden casi siempre en el mundo atómico. En cualquier caso, hagamos un experimento mental: diseñemos un vidrio que sólo permita el paso de balas cuya energía (entiéndase energía como sinónimo de velocidad) sea superior a doscientas unidades y detenga a todas las de energía menor. Un físico clásico aseguraría, sin temor a equivocarse, que, si lanza balas lentas cuya energía sea ciento cincuenta contra el vidrio, ninguna pasará; también aseveraría, sin mostrar ninguna duda, que si disparase balas rápidas, con una energía de doscientos cincuenta cada una, pasarían todas. ¿Está el lector de acuerdo? Seguro que sí. Pero si un físico cuántico efectuase la prueba esperaría unos resultados distintos: porque alguna de las balas rápidas es, inexplicablemente, detenida, y alguna de las lentas atraviesa, no se sabe cómo, el vidrio. Los resultados que predice el físico clásico los obtiene el cuántico… la mayoría de las veces. La lógica cuántica no coincide con la clásica. ¡Qué le vamos a hacer! Y no se trata de teorías más o menos creíbles, tales fenómenos suceden a menudo en la naturaleza, aunque la mayor parte de las veces en los niveles microscópicos. La penetración de una barrera de energía potencial –que así se llama el fenómeno de atravesar una barrera de una forma que, a priori, parece imposible- se observa en algunas situaciones; concretamente, cuando ciertos metales, a los que se les aplica un campo eléctrico, emiten electrones; un proceso que tiene una amplísima aplicación industrial en la fabricación de dispositivos usados en la microelectrónica de vacío… y en la vanguardista pantalla ultraplana que ponderábamos al principio de este comentario. 

sábado, 18 de junio de 2011

Calamares gigantes


Mientras degustábamos unos deliciosos calamares a la romana, un amigo biólogo rememoraba las características del animal que deleitaba nuestras papilas gustativas.

-Se trata de un octópodo, tiene ocho patas -argumentó él-. Y el número de patas no es un asunto baladí pues existen animales bípedos, -recuerda los monos y las aves-, o tetrápodos como un elefante; resulta fácil ver hexápodos –siguió su discurso-: todos los insectos tienen seis patas, y comer decápodos: las nécoras, los langostinos o las centollas son manjares exquisitos; y aún me faltan los ciempiés y milpiés para aludir a los animales que tienen un número par de patas.

-Sin embargo, no hay animales con un número impar -añadí yo-. ¿Por qué no existen bichos de tres, cinco o siete patas? Y no se jacte el tortuoso lector que haya pensado en las estrellas de mar, porque los cinco brazos no son patas.

Incapaz de darme una respuesta, mi amigo abandonó el tema y mencionó una característica de los calamares gigantes que logró sorprenderme: no son comestibles. A pesar de sus inauditas dimensiones, un máximo de quince metros para los machos y dieciocho para las hembras, estos poco conocidos titanes poseen una flotabilidad neutra en el agua. Han leído bien: los calamares gigantes -un par de centenares de kilos- pueden mantenerse en una profundidad concreta sin nadar. ¿La explicación? Sus músculos contienen una alta concentración de cloruro de amonio, más ligero que el cloruro de sodio del agua marina; el calamar, de una forma aún desconocida para nosotros, acumula amonio, tóxico para la mayoría de los animales, sin ser dañado. Como habrá deducido ya el lector inteligente la carne con amonio es tóxica para nosotros… pero no para los cachalotes: el cetáceo desciende hasta más de mil metros de profundidad, el hábitat habitual de los gigantescos cefalópodos, para cazarlos, pues ellos constituyen su bocado predilecto. Ninguna cámara ha rodado todavía la titánica lucha entre ambas bestias, pero auguro que debe ser fantástica.

Los calamares gigantes son animales difíciles de observar; la mayoría de los ejemplares conocidos se han encontrado en la costa debido a varamientos en masa; un fenómeno periódico -sospecha el zoólogo Frederick Aldrich-, que sucede aproximadamente cada noventa años; como ya ocurrió entre 1870 y 1880, y también entre 1964 y 1966; si su predicción se confirma, debemos esperar a la década de 2050 a 2060 para hallar más calamares gigantes. El observador de estos bichos, sin duda, debe ejercitar la virtud de la paciencia.