sábado, 28 de diciembre de 2013

Genómica del cáncer


Cuando se empezaron a estudiar los primeros genomas, a principios de este siglo, secuenciar un tumor humano costaba unos cien mil dólares, ahora, cien veces menos. El gran abaratamiento de las técnicas de secuenciación de ADN ha permitido catalogar las mutaciones genéticas surgidas en las células corporales, no heredadas, que dirigen el crecimiento de los tumores. Unos artículos, publicados en 2013 en la revista Science, han resumido los últimos avances.

Unas pocas mutaciones genéticas -entre dos y ocho-, que se acumulan a lo largo de dos o tres decenios, desencadenan los principales cánceres humanos; con alguna puede nacerse, pero habitualmente surgen después y, en algunos, la causa es evidente: el humo del tabaco en el cáncer de pulmón, o la radiación solar ultravioleta en el de piel. Por desgracia, estas mutaciones críticas no son las mismas en todos los cánceres, sino específicas de cada tipo; por esta razón no hay ocho, sino ciento cuarenta genes conductores del cáncer (concretamente, ciento treinta y cinco en un melanoma, cuarenta y uno en el cáncer de próstata, treinta y tres en el de mama, u ocho en una leucemia). ¿Qué efecto tienen estas mutaciones? Aumentan el ritmo de división celular o reducen la cadencia de la muerte, y confieren así a la célula mutada una ventaja competitiva entre sus vecinas: su efecto acumulativo a lo largo de los años engendra un clon de células que si mutan otra vez, y otra, y otra… ¡Tranquilícese el aprensivo lector!, una peca ilustra el hecho de que una única mutación no suele ser maligna. Ciento cuarenta genes conductores del cáncer, aunque no son muchos, esconden una simplicidad subyacente: son componentes de sólo doce sistemas celulares, los que comunican el entorno de la célula -qué hormonas allí existen o qué hacen sus vecinas- con su núcleo, donde el genoma reside; ellos determinan su destino, si se debe convertir en célula muscular o renal, cuándo muere o a qué ritmo se divide, y ellos son la diana que los investigadores tratarán de regular.

Los oncólogos saben que el cáncer no es una enfermedad, sino doscientas distintas y que eso entraña una extraordinaria dificultad; afortunadamente curan la mitad y, mediante el diagnóstico precoz y la genómica, pretenden hacer lo mismo con la otra mitad. Los especialistas ya defienden que la mejor gestión del cáncer consistirá en un estudio genómico del paciente. ¿Es caro? Menos de ochocientos euros por persona puede resultar más barato que los gastos de la cirugía o la quimioterapia.

sábado, 21 de diciembre de 2013

Puentes de hidrógeno, inauditos puentes

Año 55 antes de la era cristiana. La guerra de las Galias. El Rin marca la frontera entre Germania y la Galia; en esta orilla los galos, protegidos por Julio César, en la otra los bárbaros que esperan la marcha del ejército romano para reanudar el hostigamiento. César quiere demostrarles su superioridad, y decide hacerlo de forma espectacular: cruza el Rin construyendo un puente. En diez días, los estupefactos germanos ven que un robusto puente de estacas fijo al fondo, una maravillosa obra de ingeniería, se extiende sobre uno de los ríos más anchos de Europa. Con su alarde de pericia César había mostrado a los germanos que Roma podría plantarse en su territorio cuando quisiera.

Casi todos los procesos químicos que suceden en la superficie de la Tierra y en los seres vivos, tanto naturales como artificiales, se producen entre sustancias disueltas en agua; poco más puedo añadir para resaltar la importancia del agua. La manera en que se unen sus moléculas -concretamente, los puentes de hidrógeno que se establecen entre ellas- es uno de los factores esenciales para explicar sus inusuales propiedades. ¿Cómo se forman tales puentes? Una molécula de agua consta de un trío de átomos -dos hidrógenos y un oxígeno-; cada hidrógeno se une al oxígeno porque ambos comparten electrones; y esa avidez mutua por quedarse con los electrones les impide separarse. Pero la avidez de ambos no es igual, la del oxígeno es muy superior a la del hidrógeno; eso significa que el oxígeno adquiere cierta carga negativa (los electrones son negativos) y el hidrógeno positiva. Ahora bien, en el agua líquida cada átomo de hidrógeno procura colocarse entre dos átomos de oxígeno (cada uno en una molécula), y la tendencia de ambos oxígenos a unirse al mismo hidrógeno produce la atracción entre las moléculas. Cierto, una de las distancias (cien billonésimas de metro) es casi el doble que la otra (ciento ochenta); pero también es verdad que, atrayendo a ambos oxígenos, el hidrógeno actúa como un puente de unión entre las dos moléculas. Una unión veinte veces más débil, aproximadamente, que las fuertes atracciones entre los átomos dentro de una molécula, pero veinte veces más fuerte que las débiles atracciones entre las moléculas.

Hasta hoy nos llegan los ecos del maravilloso puente mandado construir por Julio César, porque los puentes –prescinda de la guerra, el crítico lector- sirven para salvar obstáculos, comunicar pueblos, consolidar amistades, en otras palabras, para unir personas… o moléculas.

sábado, 14 de diciembre de 2013

Los componentes del vino


El inteligente lector sabrá que el vino se obtiene por fermentación de la uva; pero probablemente ignorará su compleja composición. Además de agua -entre el setenta y cinco y el noventa por ciento-, el vino contiene multitud de sustancias. Comenzamos con los alcoholes: el alcohol etílico, cuyo porcentaje nos indica los grados, procede de la transformación de los azúcares del fruto por la acción de las levaduras, los rastros del tóxico metanol son responsables de algunos síntomas de la resaca, y el glicerol no merece comentario. Los ácidos, como el tartárico, el málico, el láctico y el acético (que indica un vino picado), transmiten frescor al paladar. Los polifenoles coloreados -antocianinas y flavonoides- tiñen la bebida, y los incoloros –taninos- son amargos y precipitan a veces. En el vino también se detectan azúcares, como la fructosa, sacarosa y glucosa, el picante dióxido de carbono, aromáticos ésteres, pectinas –polisacáridos- que aportan viscosidad, compuestos que proceden de los aminoácidos de la uva y, por último, minerales, como el sodio, potasio, calcio o magnesio, que proporcionan un gusto salado.

Antes de proceder al embotellado, se añaden más productos. La lista de aditivos enológicos consta de tres docenas de sustancias, aproximadamente: azúcar de remolacha, carbono activo, gelatina, vejiga de pescado, proteínas animales, bentonita, taninos, enzimas, ácido tartárico, ácido ascórbico, sulfato de cobre (que elimina olores indeseados), ferrocianuro potásico, dióxido de carbono y nitrógeno. No me olvido de los agentes antimicrobianos: el dióxido de azufre, ácido sórbico, sorbatos, ácido benzoico y ácido fumárico. El dióxido de azufre (o sulfitos o productos similares) merece un comentario particular; porque puede desencadenar una crisis a las personas que padecen asma, irrita el tubo digestivo y tal vez provoca jaquecas; cierto que una pequeña concentración de sulfitos se encuentra de forma natural en el vino, pero desde hace siglos se suele añadir bastante más. ¿Por qué? Porque inhibe el crecimiento de bacterias y mohos, y conserva el vino. Un dato más, para el amante del licor de Baco: los vinos blancos y los rosados contienen más sulfitos que los tintos.

Escribiendo en España, el país que tiene más viñedos y el tercer productor mundial de vino, casi es obligatorio recordar este alegato de Baltasar del Alcázar (1530-1606), espero que para solaz del lector sibarita:
Si es o no invención moderna,
vive Dios, que no lo sé;
pero delicada fue
la invención de la taberna.
Porque allí llego sediento,
pido vino de lo nuevo,
mídenlo, dánmelo, bebo,
págolo y voime contento.

sábado, 7 de diciembre de 2013

La Luna y el clima

La ausencia de cultura científica es tan grande que la mayoría de la población cree que la Luna influye en el momento del parto, y que durante la Luna llena aumenta el número de alumbramientos. Para comprobar la certeza de tal creencia, G. Abell y B. Greenspan analizaron, desde 1974 hasta 1978, casi doce mil nacimientos durante cincuenta y un ciclos lunares en un hospital de EE.UU: no hallaron correlación alguna. Sí, los científicos han comprobado que la Luna no interviene en los partos; pero probablemente influye en otro aspecto más importante. Tal vez sin el satélite los humanos no estaríamos aquí.

El reparto de la cantidad de calor procedente del Sol que llega a la Tierra depende de la inclinación (veintitrés grados y medio) del eje de rotación del planeta respecto al plano de su órbita; es uno de los elementos fundamentales del clima y las estaciones son consecuencia de ella. La inclinación, que los astrónomos llaman oblicuidad, no ha permanecido inmutable a lo largo de la historia terrestre, tanto ella como la excentricidad (el achatamiento) de la órbita que describe la Tierra han cambiado y con ellas el clima de nuestro planeta. En la primera mitad del siglo pasado, Milutin Milankovitch formuló una hipótesis: los períodos glaciales de los últimos dos millones y medio de años se habían debido a las variaciones en la insolación de las altas latitudes, inducidas por las variaciones de la oblicuidad y excentricidad; los datos han consolidado la teoría. Sí, estamos seguros que las pequeñas variaciones de la oblicuidad de la Tierra (un grado y tres décimas, en un millón de años) han mantenido el clima estable, pues los períodos glaciales, aún constituyendo cambios considerables, no han bastado para alterar el clima de una manera extrema.

Aparentemente la Luna no tenía influencia en el clima… hasta que Jacques Laskar construyó unos modelos que han sorprendido a la comunidad científica; los modelos muestran que, sin Luna, las variaciones de la oblicuidad terrestre a lo largo de su historia habrían sido extremas, de hasta ochenta y cinco grados: el clima se habría alterado radicalmente. Parece que la Luna estabiliza la oblicuidad y con ello nos garantiza una estabilidad climática a largo plazo; es más, de los cuatro planetas del sistema solar interiores sólo el clima ha permanecido estable en la Tierra. La Luna actúa como regulador climático y esa circunstancia permitió que apareciese la vida animal y vegetal sobre la Tierra: no hay otra conclusión.

sábado, 30 de noviembre de 2013

Neuroquímica del miedo


No hallo mejor manera de empezar un discurso sobre el miedo que con el inicio de esta epístola escrita por Francisco de Quevedo:

No he de callar, por más que con el dedo,
Ya tocando la boca, o ya la frente,
Silencio avises o amenaces miedo.
¿No ha de haber un espíritu valiente?
¿Siempre se ha de sentir lo que se dice?
¿Nunca se ha de decir lo que se siente?

El temor es una emoción humana provocada por la percepción de un peligro, que produce cambios fisiológicos inmediatos: aumenta el metabolismo, la presión arterial, la glucosa en la sangre, la actividad cerebral y la coagulación, el corazón bombea más sangre hacia los músculos, los ojos se agrandan, las pupilas se dilatan para mejorar la visión, el sistema inmunitario, en cambio, se detiene (igual que toda función no esencial); y resalto que se produce la misma reacción al daño físico que al dolor psíquico. El miedo se inicia en dos regiones de la cabeza: en el cerebro reptiliano, que regula acciones esenciales para la supervivencia como comer, beber o respirar, y en el sistema límbico, que controla las emociones; cuando se activa la amígdala, una glándula ubicada en el sistema límbico que recibe la información los sentidos, se desencadena el temor; la huida, el ataque o la paralización constituyen la respuesta. Sí, la extirpación de la amígdala parece que elimina la sensación en los animales; no sucede así en los humanos (que a lo sumo nos volvemos más calmados): deducimos del experimento que la corteza cerebral y otras partes del sistema límbico participan en la sensación.

Los neuroquímicos han averiguado que la vasopresina -una neurohormona- interviene en el mecanismo detonante del miedo y que el etanol inhibe su producción, por lo que no es extraño que, antes de entrar en combate, el guerrero recurra a las bebidas alcohólicas. Hay más sustancias que intervienen en esta poderosa emoción; según un estudio hecho por el psiquiatra Andreas Heinz, la cantidad de dopamina, un neurotransmisor de la amígdala, probablemente muestra si una persona es tranquila o miedosa: pues las personas que presentan una concentración alta reaccionan con más miedo que aquéllas en las que es baja. El mismo investigador también observa menos temor cuanta más comunicación (más fibras nerviosas) existe entre la amígdala y otra región cerebral (el cíngulo anterior). El lector inteligente seguro que se pregunta, igual que el escritor, ¿disponemos ya de un baremo para elegir los mejores soldados?

sábado, 23 de noviembre de 2013

Indispensable refrigeración


En el delicioso libro “Las mil y una noches” puede leerse que caravanas de camellos transportaban hielo desde las montes del Líbano a los palacios de los califas en Damasco y Bagdad. Sí, puede refrigerarse con hielo; pero hoy, afortunadamente, los científicos han conseguido mejorar la técnica y en vez de hielo traído de las montañas usan las máquinas frigoríficas. ¿Cómo operan estos imprescindibles aparatos?

Un botijo es una vasija de barro que se utiliza para refrescar agua. Su funcionamiento es sencillo: el agua se filtra por los poros de la arcilla y en contacto con el ambiente se evapora, una acción que enfría el agua del botijo: la clave del enfriamiento está en la evaporación del agua. El proceso es simple; cuando el agua se evapora necesita energía para cambiar de estado; toma esa energía del agua líquida remanente, y, por lo tanto, disminuye su temperatura. El mismo efecto también se observa en otras situaciones: en verano, cuando se riegan las calles para refrescar el ambiente; o cuando nos ponemos un algodón empapado de alcohol para disminuir la fiebre; o cuando sudamos y la evaporación del agua refrigera el cuerpo. El fenómeno se repite de nuevo en las modernas máquinas frigoríficas. Un refrigerador sencillo utiliza un dispositivo para disminuir la presión de un líquido (el refrigerante), lo que produce su expansión y consiguiente evaporación: se consigue así que el líquido absorba calor del medio (que se enfría) al pasar al estado gaseoso. A continuación un compresor condensa el gas, que desprende calor al pasar al estado líquido: el aire o el agua se encargan de enfriarlo. Terminado el proceso, el ciclo puede repetirse; en resumen, la refrigeración consiste en efectuar un trabajo para extraer calor de un cuerpo frío –bajando su temperatura- y llevarlo al ambiente. Sin duda, el crítico lector ya se habrá preguntado por la composición del fluido refrigerante: se usaron clorofluorocarbonos hasta que se demostró que alteraban la capa de ozono, ahora se usan hidroclorofluorocarbonos e hidrofluorocarbonos: esperemos que su futuro sea más halagüeño.

Si necesitásemos más frío del que nos proporciona un frigorífico recurriríamos a otra técnica. Los físicos han comprobado que el aire (o el oxígeno o el nitrógeno) se enfría si se le deja expandir en un recipiente aislado; logran temperaturas muy bajas mediante este método, incluso pueden alcanzar doscientos setenta y dos grados bajo cero -no se consigue más- suficientes para obtener aire líquido y explotar la técnica de forma industrial.

sábado, 16 de noviembre de 2013

La velocidad del pensamiento

El lector aficionado a las carreras recuerda sin duda la rapidez de los atletas olímpicos (treinta y seis kilómetro por hora, el hombre más rápido); dudo que se percate de la velocidad del vuelo de un halcón (ciento ochenta), de un guepardo al galope (ciento cinco) o de un atún (setenta); y seguro que desconoce la rapidez con la que se desplaza la Tierra alrededor del Sol (ciento ocho mil kilómetros cada hora) o del Sol en su órbita galáctica (ochocientos treinta mil). Ignorantes de estos valores, muchos profanos no conciben nada más rápido que la velocidad del pensamiento: estimémosla.

Trataré de admirar al escéptico lector con un dato sobre su cerebro: consta de una red de neuronas que sobrepasa los ciento cincuenta mil kilómetros de extensión y no alcanza los ciento ochenta mil; el tamaño de cada una -de cinco a ciento treinta y cinco milésimas de milímetro- no guarda relación con la longitud de su fibra nerviosa - algo más de un metro-. La transmisión de señales –los impulsos nerviosos- constituye la característica fundamental de las neuronas; cabe pensar que midiendo su velocidad adquiriremos una idea de la velocidad del pensamiento.

La corriente eléctrica a través de los cables metálicos se debe a un flujo de electrones; no sucede así en las células nerviosas, conducen la corriente de una manera parecida al agua salada: un flujo de iones (átomos cargados) de sodio y potasio que entra y sale de la neurona constituye la corriente. La membrana de la célula, actuando como una barrera discriminadora de iones, permite que en su interior se acumulen los negativos y escaseen los positivos. Un flujo de iones, debido a un cambio en la membrana, invierte su polaridad eléctrica; esta mudanza (de un centenar aproximado de milivoltios y un milisegundo de duración) que se propaga por toda la neurona, constituye el impulso nervioso. La señal camina a saltos, porque las fibras nerviosas se hallan forradas con una sustancia aislante (la mielina) que se interrumpe cada poco.

Los neurólogos ya han medido la velocidad de la transmisión nerviosa: hallaron que puede oscilar entre ciento veinte metros cada segundo y medio metro; compare, el lector diligente, esta velocidad – en el mejor de los casos un impulso nerviosos atraviesa un estadio de fútbol en un segundo-, con la velocidad de la luz -en un segundo da más de siete vueltas a la Tierra-, y reflexione: ¿pecamos de soberbia los humanos cuando rivalizamos con la naturaleza?

sábado, 9 de noviembre de 2013

Fuego de San Telmo: el circuito eléctrico terrestre


Una tormenta. El navío, alternativamente, se remonta en la cresta de las olas y se abisma como si le faltase el mar bajo la quilla. Una mueca de temor demuda la cara del piloto. De los mástiles surge un resplandor brillante, blanco azulado, con aspecto de fuego, a menudo en varios chorros. ¿Se imagina el lector escéptico el desasosiego de la tripulación? Después de todo, la tormenta puede ser el preludio de un naufragio. ¿Entiende por qué los marinos creían que la aparición del fuego de San Telmo era de mal agüero? Durante las tormentas eléctricas, tanto en el mar como en la tierra, en las estructuras altas y puntiagudas, como los mástiles, campanarios, árboles y chimeneas, puede observarse el mismo fuego. ¿Su causa? La tormenta crea un enorme campo eléctrico de tres millones de voltios cada metro, que ioniza el aire (forma un plasma a baja temperatura que se percibe como un fuego visible) y provoca la descarga eléctrica. En la alta montaña se produce el mismo fenómeno (que los físicos llaman efecto corona); chasquidos, chispas en los bastones, incluso los pelos de punta avisan al intrépido montañero que se acerca la tormenta: tiene entre media hora y dos horas para buscar refugio; si no lo encuentra, tírese al suelo, aunque llueva o granice: se juega la vida. ¿Qué el lector sabiondo no le da importancia al fenómeno? Mueren más españoles por descargas eléctricas que ahogados por inundaciones: unas diez víctimas al año.

Rayos, relámpagos, corriente que salta desde árboles, edificios y montañas hacia las nubes: en la Tierra existe un enorme circuito eléctrico global. La atmósfera aislante se encuentra entre dos capas conductoras, la ionosfera positiva y el suelo negativo. Se trata de un gigantesco condensador al que cargan potentes baterías: las nubes de tormenta (una pequeña almacena cientos de megavatios). Las nubes de las cuarenta y cuatro tormentas diarias cargan la ionosfera con electricidad positiva, porque desde la cima de cada una de ellas escapa un amperio de corriente positiva hacia arriba; y cargan al suelo con electricidad negativa: cuatro millones de rayos diarios, transportan veinte kiloamperios, cada uno, de corriente hacia abajo. No, los rayos no siempre portan la misma carga, noventa de cada cien llevan cargas negativas, diez de cada cien positivas y menos del uno por ciento transportan ambas. Cierra el circuito terrestre la corriente positiva de buen tiempo: dos millonésimas de amperio cada metro cuadrado, desde la ionosfera al suelo, descargan el gigantesco condensador.

sábado, 2 de noviembre de 2013

Los virus, el lujo y draco, el dragón


El lector informado sabe que los virus constituyen una de las amenazas sanitarias mundiales. Hay casi treinta y cuatro millones de infectados por el virus VIH (a él se debe la muerte de más de un millón de personas, en 2011); hay más de dos millones de infectados por el virus de la hepatitis B (que causa, aproximadamente, seiscientas mil muertos cada año); y el cuarenta por ciento de la población mundial corre el riesgo de contraer el dengue, según la Organización Mundial de la Salud (y no hay tratamiento contra el virus). ¿Se ha alarmado el lector aprensivo? Siga leyendo para preocuparse primero y tranquilizarse después.

En las últimas décadas los microbiólogos han descubierto nuevos y letales virus: el VIH (virus de la inmunodeficiencia humana), el que produce el SARS (síndrome respiratorio agudo severo), o los de la fiebre porcina y la gripe aviar. No hace mucho, en África, en el año 2009, identificaron uno de los peores; bautizado como Lujo, por las iniciales de Lusaka y Johannesburgo, ciudades donde se descubrió, pertenece al grupo de los que provoca las temibles fiebres hemorrágicas virales, cuyos síntomas son fiebre elevada, dolores musculares, erupciones cutáneas, diarrea y hemorragias. Ian Lipkin, que lo identificó, cree que los roedores constituyen la reserva natural de estos virus, que se propagan, probablemente, al contacto con el sudor, lágrimas, saliva o sangre de las personas infectadas. Debido a su enorme agresividad -mueren ocho personas de cada diez infectadas-, los expertos consideran que constituye una amenaza potencial para la humanidad.

Hasta ahora, las terapias antivíricas se han enfocado hacia el propio virus; desgraciadamente, estos entes han desarrollado una gran capacidad para resistir cualquier intento de destrucción: por ello resulta difícil combatirlos, los medicamentos, a la larga, tienden a favorecer la aparición de mutaciones, que los vuelven más resistentes. Un equipo de científicos encabezado por Todd Rider ha descubierto un medicamento -bautizada como DRACO- que, en teoría, debería funcionar contra todos los virus. DRACO emplea una nueva estrategia antivírica basada en dos elementos: la detección y la inducción al suicidio celular. El fármaco detecta y destruye las células infectadas, sin dañar a las próximas, elimina rápidamente la infección y minimiza el impacto sobre el paciente. Los resultados obtenidos en el laboratorio son prometedores: DRACO ha curado a ratones infectados. Sin embargo, seamos prudentes: todavía no se han hecho pruebas en los seres humanos.

sábado, 26 de octubre de 2013

Johannes van der Waals ¿por qué las salamanquesas no caen del techo?


El sorprendido turista ve a las salamanquesas -unos lagartos tropicales- trepar por los árboles, incluso las observa caminar por el techo de la habitación de su hotel; quizá en ese momento se pregunte por qué se adhiere el reptil a las paredes. ¿Tendrá ventosas en las patas? ¿Alguna sustancia pegajosa? Nada de eso.

Hago un inciso para recordar al olvidadizo lector cómo observar la polarización eléctrica de la materia: frote un bolígrafo de plástico con un trapo de lana, acérquelo a unos trocitos de papel y mire. El bolígrafo adquiere carga negativa al arrancar electrones de la lana; al aproximarlo al papel, éste acumula carga positiva en la zona cercana al bolígrafo –siendo atraído por él- y carga negativa en la opuesta: el papel se polariza. El físico Johannes van der Waals postuló que entre las moléculas, aunque no tengan carga eléctrica, operan ciertas fuerzas que se deben a la polarización; unas, las moléculas asimétricas, porque tienen una acumulación de carga eléctrica en alguna región (se les llama moléculas polares), y otras, las moléculas simétricas, porque, si bien no tienen polaridad, sí tienen capacidad para tenerla (son polarizables): sus electrones, en perpetuo movimiento, crean regiones cargadas al tratar de evitarse. Estas fuerzas, nombradas de Van der Waals en honor a su descubridor, son poco intensas, de corto alcance, atractivas siempre y proporcionales al área de la superficie de contacto entre los objetos.

Retomo el hilo del discurso. La naturaleza ha diseñado las extremidades de la salamanquesa de una manera muy ingeniosa. Los dedos de la pata del animal están cubiertos de láminas, cada lámina cuenta con púas, hasta medio millón en cada pata, y cada púa contiene mil filamentos hechos con moléculas: con esta estructura, la superficie de contacto entre el lagarto y la pared es enorme, y con ello la adherencia debida a las fuerzas de Van der Waals; tanto es así que las patas podrían aguantar el peso de un objeto de cuatro kilos… cuando el reptil apenas llega a sesenta gramos.

Estas inéditas fuerzas no solamente se manifiestan en las salamanquesas, sino también en las motas de polvo que se pegan a los muebles o en dos placas de vidrio pulido que, colocadas juntas, nos cuesta separar. Como habrás adivinado ya, astuto lector, los ingenieros se prestan a imitar a la naturaleza y están diseñando un robot con patas que sea capaz de desplazarse por las paredes. 

sábado, 19 de octubre de 2013

Sangre azul


Quizá la soberbia sea la clave del la actitud española ante la vida; el tremendo orgullo del pueblo español que tanto impresiona al forastero se debe a la jerarquía de valores que la España del siglo XVI ha proyectado sobre nuestros días. Leamos a Baltasar Gracián (1601-1658): “La soberbia, como primera en todo lo malo, cogió la delantera… Topó con España… Pareciole tan de su genio que se perpetuó en ella. Allí vive y allí reina con todas sus aliadas: la estimación propia, el desprecio ajeno, el querer mandarlo todo y servir a nadie, el lucir, el campear, el alabarse, el hablar mucho, alto y hueco, la gravedad, el fausto, el brío con todo género de presunción y todo esto desde el más noble hasta el más plebeyo”. Con estos antecedentes no debe extrañarnos que la expresión sangre azul sea de origen español. Que este giro lingüístico indique noble cuna probablemente se debe a que los aristócratas -no realizaban trabajos físicos ni sufrían las inclemencias del tiempo- tenían la piel pálida, mientras que los campesinos y artesanos, habitualmente a la intemperie, tenían una piel curtida; y sólo en las pieles blancas las venas muestran un aspecto azulado, como el advertido lector ya habrá adivinado. Los científicos, como tantas veces, se han encargado de demostrar la falsedad del aserto: el color de la sangre es el mismo en todos los humanos y no es azul sino rojo. Nosotros, y casi todos los animales vertebrados, debemos el color de nuestra sangre a la hemoglobina, una proteína que contiene un pigmento rojo que transporta el oxígeno desde los pulmones a todas las células corporales. Sin embargo, a veces, la naturaleza nos depara sorpresas inauditas: hay animales cuya sangre –o más bien líquido corporal- es azul; aunque creo que compararse a caracoles y pulpos, escorpiones o nécoras no es algo que infle de orgullo a los príncipes azules.

Después de la hemoglobina, la hemocianina (presente en los crustáceos, arácnidos, gasterópodos y cefalópodos) es el pigmento respiratorio más frecuente en el reino animal; su función, como adivinará el astuto lector, es equivalente a la de la hemoglobina, aunque transporta el oxígeno con menor eficiencia; y debe su color azul a que contiene dos átomos de cobre donde la hemoglobina sólo tiene uno de hierro.

Sí, no son los aristócratas, sino bichos como los caracoles, pulpos y calamares quienes tienen la única sangre azul que realmente existe.

sábado, 12 de octubre de 2013

Rayos en bola y ovnis


Una esfera luminosa, del tamaño de un balón, se desliza a lo largo del pasillo de un avión. Los pasajeros, estupefactos, oyen un ruido sibilante, huelen un olor desagradable, sus ojos, dilatados de asombro, la ven moverse, flotar en el aire: el tiempo se detiene. ¿Un ovni? ¿Una presencia diabólica? Tranquilícese el supersticioso lector, el rayo globular, centella o rayo en bola es un fenómeno natural; estrictamente hablando ni siquiera es un rayo. Cierto, son raros, las descripciones de los testigos varían y algunas de las propiedades observadas son incompatibles, por lo que es posible que varios fenómenos diferentes se estén agrupando incorrectamente bajo un mismo nombre; sin embargo, se trata de un fenómeno real, no es una invención psicológica ni un mito: miles testigos oculares los han observado y han sido fotografiados varias veces; más aun, durante la Segunda Guerra Mundial algunos pilotos de bombarderos aliados observaron, en muchas ocasiones, que un rayo globular, volando cerca de la punta de sus alas, los escoltaba.

No existe una explicación del fenómeno que sea unánimemente aceptada por todos los físicos: la hipótesis más popular propone que el rayo globular consiste en un plasma de cationes y aniones. A falta de una explicación concluyente me contentaré con describirlo. Se trata de una bola de luz, de color rojo o amarillo y brillo continuo o intermitente, que a veces emite sonido, y a veces es silencioso. ¿Su tamaño? Entre unos centímetros y un metro. Aparece de forma instantánea durante algunas tormentas eléctricas: a veces, parece caer desde la nube, a veces surge del suelo después de la caída del rayo, otras, de repente, se materializa en interiores o al aire libre o entra en una habitación a través de una ventana cerrada, o a través de paredes finas o penetra por la chimenea. Flota estacionario o se desliza en el aire, quizá lenta, quizá rápidamente, moviéndose de forma aleatoria o siendo atraído por un objeto. Puede durar entre unos segundos y varios minutos; algunos se desvanecen poco a poco, otros desaparecen abruptamente: en silencio unos, explotan otros. Y emiten olores desagradables: huevos podridos, azufre, ozono, óxido nítrico, dióxido de nitrógeno y ácido sulfúrico, lo que probablemente haya contribuido a relacionarlos con manifestaciones diabólicas.

Se han hecho numerosos intentos para crear rayos globulares en el laboratorio y se han logrado fenómenos similares, pero no hay una demostración convincente de que se haya conseguido reproducir el fenómeno; quizá sean el mayor enigma del electromagnetismo atmosférico… por ahora.

sábado, 5 de octubre de 2013

Genética y ambiente: eterno dilema


No hay dos individuos que muestren las mismas manifestaciones inteligentes. ¿A qué se debe tamaña disparidad? Parece razonable atribuir al entorno el origen de las diferencias: somos lo que aprendemos. Nadie nace con un vocabulario incorporado: todos hemos de aprender palabras. Las diferencias en la experiencia vivida y en la educación  recibida, tienen que ser las responsables. ¿O no?

Durante gran parte del siglo XX la mayoría de psicólogos atribuían al ambiente la diversidad de habilidades cognitivas; en el siglo XXI, sabemos que la herencia influye y que se requiere una interpretación más equilibrada; no se trata de negar la participación de factores ambientales, se sugiere que las diferencias genéticas de los individuos condicionan la facilidad del aprendizaje. Dicho con otras palabras, unos individuos probablemente tienen una gran capacidad de aprendizaje y otros poseen una capacidad pequeña. Cierto que un individuo del segundo grupo sobrepasará en habilidades cognitivas al primero, si los padres y maestros del segundo son muy competentes en la enseñanza, y los del primero no; pero también es verdad que con una competencia educativa similar de padres y maestros, los individuos del primer grupo sobrepasarán a los del primero… si quieren.

¿Es posible probar, o sea, poner números a estas ideas?  ¿En qué medida genes y ambiente influyen en las habilidades cognitivas de un individuo, en cuanto al vocabulario, pongamos por caso? Reproduzco las documentadas observaciones que aparecen en un artículo firmado por Robert Plomin y John DeFries. A lo largo de casi dos decenios los científicos estudiaron el parecido (la correlación estadística) en competencia verbal y en competencia espacial de unos niños con sus padres. Eligieron tres grupos: niños con sus padres biológicos, niños adoptados con sus padres biológicos y niños adoptados con sus padres adoptados. Los resultados numéricos muestran que los niños adoptados se asemejan a sus padres biológicos lo mismo que los niños educados por sus padres biológicos; sin embargo, los niños adoptados no acaban pareciéndose a sus padres adoptivos. ¿Qué conclusión deduce el lector sin prejuicios de estos datos?

¿Alguna duda? Otro estudio examinó el parecido (las correlaciones estadísticas) en competencia verbal y espacial a lo largo de toda la vida, entre gemelos idénticos (idénticos genes, idéntico ambiente) y entre gemelos no idénticos (genes diferentes, idénticos ambientes); el parecido en competencia verbal para los primeros oscila entre el setenta y el ochenta por ciento, para los segundos entre el veinte y el cincuenta.

sábado, 28 de septiembre de 2013

Espectros


Los humanos necesitamos entender nuestras experiencias cotidianas para lograr cierta tranquilidad psicológica. El agricultor neolítico apreciaba que su vida dependía del éxito de las cosechas, y observaba que las fuerzas naturales eran imprevisibles: la sequía, la inundación o las enfermedades podían destrozar el trabajo de todo el año y traer el hambre y la muerte. ¿Cómo idear una explicación del mundo que aliviara su ansiedad ante la incomprensible naturaleza y el aparente caos? Muy fácil: personificar las fuerzas cósmicas, el cielo y la tierra, el sol y la luna, la tormenta y el agua, el fuego y el rayo, convertir algunas en dioses y elaborar una historia que les concerniera. En cierto modo, sus dioses eran nuestros conceptos científicos y sus mitos, nuestras teorías. Nuestros antepasados, igual que nosotros, intentaban comprender el mundo, hacerlo predecible, dominarlo.

Hace dos mil quinientos años iniciamos un nuevo modo de pensamiento, el racional, que se opone al pensamiento arcaico, mítico; a él nos atenemos para explicar los fenómenos naturales. El arco de Iris, el arcoíris, la personificación del pacto entre dioses y humanos, para finalizar la tormenta, no es más que una descomposición de la luz solar al penetrar en las gotitas de agua que hay en la atmósfera y su reflejo en ellas; agua y luz, nada más. Las auroras, para unos, almas de los muertos que suben al cielo, para otros, chorros de agua de las ballenas o chispas que provocan los zorros árticos cuando rozan con su cola las cumbres nevadas; para nosotros, son protones y electrones procedentes del Sol que, guiados por el campo magnético de la Tierra, llegan a la atmósfera cerca de los polos y, cuando chocan con las moléculas del aire, convierten parte de su energía en luz, luz que ilumina el cielo de colores. Los espejismos, que confunden al viajero, son una ilusión óptica; estamos acostumbrados a que la luz viaje siempre en línea recta, como esto no sucede en los desiertos, el caminante que ve a lo lejos una superficie azul plana en el suelo, la interpreta como agua, cuando realmente se trata de la luz que proviene del cielo (y cuya trayectoria se ha curvado). Un caminante ve y persigue a un espectro, que nunca alcanza; no es para menos, se trata del Espectro de Brocken: su propia sombra proyectada en la niebla de un bosque cuando tiene el Sol de espaldas.

En ningún caso aparecen espíritus, ni espectros, ni fantasmas, sino luces, partículas e ingenio para comprenderlas.

sábado, 21 de septiembre de 2013

Uso y abuso de las vacunas


Sectores, hasta ahora, minoritarios de la población rechazan las vacunas. Frente a ellos, las autoridades sanitarias las defienden, a veces con iniciativas equivocadas; la esperpéntica campaña de vacunación contra la pandemia de gripe A de 2009-10 ejemplifica una política sanitaria irresponsable: descrédito de las autoridades sanitarias mundiales, despilfarro y millonarios contratos no desvelados entre gobiernos y laboratorios farmacéuticos. Compare los datos y juzgue el meticuloso lector: mientras que en un año la pandemia de gripe A dejó diecinueve mil víctimas en el mundo, cada año la gripe estacional causa entre un cuarto de millón y medio millón de muertos.

¿Qué argumentos usan unos y otros para defender o rechazar las vacunas? Probablemente el lector profano desconozca que toda intervención sanitaria tiene beneficios y perjuicios; el ciudadano prudente y el científico responsable sólo deberían adoptar prácticas en los que aquéllos superen a éstos: desgraciadamente, no siempre sucede así. Según el doctor Juan Gérvas el balance se desnivela a favor de la vacunación contra las letales viruela y difteria, contra la rabia, mortífera todavía, y también contra el sarampión, la hepatitis B, la parotiditis, la poliomielitis o la rubeola. Ante estas graves enfermedades, los efectos adversos resultan irrelevantes.

Desde el uso de las primeras vacunas los tiempos han cambiado. En el siglo XXI las vacunas se han convertido en un próspero negocio: se aplican para enfermedades leves, infrecuentes y con menos conocimiento científico. Además, se emplean nuevas técnicas en su elaboración, sin que se haga un seguimiento a largo plazo de sus efectos (el timerosal se ha retirado); afortunadamente, algunas alarmas -como la asociación de la vacuna triple vírica con el autismo- han resultado falsas. El mismo médico, que aboga por los beneficios de algunas, duda de la necesidad, seguridad o efectividad de otras; como las vacunas contra los neumococo, los rotavirus, el Haemophilus influenzae, el meningococo, la varicela, la gripe o el papiloma humano.

Aunque las vacunaciones no son obligatorias en España, las autoridades sanitarias (2008) recomiendan las siguientes vacunas: difteria, tétanos, tos ferina, hepatitis B, Haemophilus influenzae tipo b, meningoco C, sarampión, rubeola, paperas, polio, varicela, papilomavirus. ¿Qué hacer? Juzgue el lector avisado si le interesan todas, algunas o ninguna; no deje que alguien decida por él, infórmese y tome la decisión. Sí, cierto, quienes rechazan todas las vacunas se aprovechan de la inmunidad que provoca el uso general de las mismas, disfrutan de los beneficios sin exponerse a los perjuicios; sin embargo, -opino- nadie debe imponerlas.

sábado, 14 de septiembre de 2013

Ozono ¿amigo o enemigo?


Debatía con un zoólogo sobre la agresividad o mansedumbre de algunas aves. Sin la menor duda nos produce ternura la imagen de los niños alimentando a pacíficas palomas en las plazas de nuestras ciudades. No sucede lo mismo cuando nos ataca una furiosa oca que defiende con vigor su territorio. La forma de andar de esta ave aparenta torpeza, no obstante se trata de un inteligente animal que los etólogos aseguran que se puede amaestrar. La ambigüedad zoológica me recordó otra, que nada tiene que ver con la biología, sino con la química. Se trata del ozono, beneficioso unas veces, perjudicial otras. 

El ozono atmosférico se encuentra, de forma natural, en la estratosfera, entre los diez y cuarenta kilómetros de altura, siendo máxima su concentración alrededor de los veinticinco. En esta región, los rayos ultravioleta procedentes del Sol reaccionan con el oxígeno produciendo ozono, que destruyen a continuación; se establece así un equilibrio de creación y destrucción en el que se consume la perjudicial radiación, con lo que se impide su paso hacia la superficie terrestre. Desgraciadamente, la presencia de contaminantes producidos por las actividades humanas hacen que la destrucción sea más rápida que la formación. ¿Consecuencia? Se produce un agujero en la capa de ozono.

El ozono también existe en la capa más baja de la atmósfera (en la troposfera); parte procede de la estratosfera, parte de las emisiones naturales y parte de las labores humanas. Se genera mediante reacciones químicas en las que participan la luz, los óxidos de nitrógeno y los compuestos orgánicos volátiles, sustancias que se producen durante la quema de combustibles por los vehículos e industrias. El atribulado ciudadano llama smog fotoquímico a la mezcla de ozono, óxidos de carbono y compuestos orgánicos volátiles, visible como neblina en las ciudades contaminadas. Quizá el lector puntilloso quiera conocer algún dato sobre estos nocivos contaminantes: la Organización Mundial de la Salud recomienda no pasar de cien microgramos de ozono por cada metro cúbico, de media durante ocho horas; en España, especialmente durante el verano, cuando escasea el viento y la lluvia, y son altas la iluminación solar y la temperatura, se sobrepasa habitualmente la cota de doscientos. Y sabemos que una concentración alta de ozono troposférico, durante un período prolongado, perjudica a la vegetación (disminuye la fotosíntesis) y a nuestra salud: irrita los ojos, las vías respiratorias y disminuye la resistencia inmunológica. El amigo se ha convertido en enemigo.

sábado, 7 de septiembre de 2013

Seis centenares y medio de biomotores


Buscando mis amores
iré por esos montes y riberas,
ni cogeré las flores,
ni temeré la fieras,
y pasaré los fuertes y fronteras.
¡Oh bosques y espesuras
plantadas por la mano del amado!,
¡oh prado de verduras
de flores esmaltado,
decid si por vosotros ha pasado!

Los humanos necesitamos buscar pareja, relacionarnos y conseguir alimentos: en resumen, precisamos movernos. ¿Cómo lo hacemos? Sí, sé que los músculos se encargan de efectuar todos los movimientos y que representan entre un cuarenta y un cincuenta por ciento del peso de un cuerpo masculino, o entre un treinta y un cuarenta de uno femenino; también sé que, al menos en apariencia, no se parecen a ningún motor que el mecánico lector haya visto. Trataré de describirlos en términos técnicos. Primera sorpresa: no advierto movimientos rotatorios; la rueda, tan útil en toda clase de máquinas, no aparece en la naturaleza. Segunda sorpresa: no hay un motor, sino aproximadamente seiscientos cincuenta, porque para el mecánico un único músculo es una máquina que se mueve por medio de una unidad de propulsión incluida en su estructura. Fijémonos en su diseño. Una arteria le proporciona el combustible y el oxígeno; la vena, que retira los productos de desecho, ejerce de tubo de escape. Ningún motor convierte toda la energía del combustible en trabajo útil, parte se convierte en calor, por ello la mayoría de los motores necesitan algún fluido, por lo general agua o aire, para su refrigeración; la sangre circulante constituye el refrigerante que retira el calor excesivo de los músculos hacia la piel. Un motor debe estar asentado en una base firme; así sucede con los músculos: se hallan fijos a los huesos mediante los tendones. Del control, que suele constar de un sistema de arranque, uno de frenado y otro de regulación de la energía, se encarga el sistema nervioso; el cerebro (voluntaria o involuntariamente) transmite una señal eléctrica al músculo para que efectúe la contracción: concretamente, la proteína miosina usa la energía de una biomolécula para deslizarse entre la actina, acción que acorta el músculo. Un inciso: me parece increíble que el masetero –el músculo más fuerte- sea capaz de levantar cuatrocientos kilos.

Sí, comprendemos el funcionamiento de estas inusitadas máquinas, sin embargo, ignoramos las causas del calambre, la involuntaria contracción súbita y dolorosa de un músculo. ¿Quizá una insuficiente oxigenación o la pérdida de líquidos o de minerales, debido a un esfuerzo prolongado?¿Acaso el frío, un envenenamiento o una enfermedad? Queremos saber más.

sábado, 31 de agosto de 2013

Imanes para conseguir frío


¿Alguien se puede imaginar una roca de aire? ¿No? Los astronautas que pisen la superficie de Tritón, la luna de Neptuno, tendrán ese privilegio, porque allí, en uno de los astros más fríos del sistema solar, podrán recoger rocas de nitrógeno, el componente mayoritario de nuestra atmósfera. Sí, el mismo nitrógeno que en nuestro planeta debe enfriarse a ciento noventa y seis grados centígrados bajo cero para volverlo líquido, o bajar a doscientos diez bajo cero para convertirlo en sólido, constituye la rígida corteza de ese lejano satélite. No sólo en los territorios más alejados del Sol se detectan fríos extremos; el lugar más frío que hemos hallado hasta ahora en el sistema solar está en un cráter del polo sur de la Luna, allí el termómetro desciende de los doscientos cuarenta grados bajo cero que se miden en Plutón.

Y esta pequeña excursión astronómica por lugares gélidos me conduce de nuevo a la Tierra, porque aquí William Giauque y Peter Debye inventaron una técnica de refrigeración para conseguir temperaturas extremadamente frías, su enrevesado nombre, desimantación adiabática, es lo de menos. El sulfato de gadolinio es una sustancia que se magnetiza, una manera de decir que algunos de sus componentes (los iones de gadolinio) se orientan cuando les aproximamos un imán; y se desmagnetiza al suprimir el imán, lo que significa que los iones se vuelven a acomodar al azar. La técnica de refrigeración consiste en colocar un imán, para conseguir que el orden de los componentes aumente y, en consecuencia, la entropía (el desorden) del compuesto disminuya; y a continuación extraer el imán impidiendo la fuga de calor (el recipiente que presenta tales características se le llama adiabático); esta acción aumenta el desorden de la sustancia, lo que requiere energía, que se extrae de la energía térmica del sulfato de gadolinio, lo que produce su enfriamiento. ¿Se ha sorprendido el lector entusiasta? Imanes y frío, ¿quién lo iba a pensar? Con esta singular técnica los físicos consiguieron descender de un grado kelvin (doscientos setenta y dos grados centígrados bajo cero) e incluso bajar, en algún laboratorio, de una mil millonésima. Compare -el entendido lector- ese valor con la temperatura de la radiación de microondas que baña el universo, dos grados kelvin y siete décimas, y seguro que disculpará a los físicos criogénicos que presumen de haber superado a la naturaleza.

sábado, 24 de agosto de 2013

Feniletilamina: la química del amor


¿Adónde te escondiste,
amado, y me dejaste con gemido?
Como el ciervo huiste,
habiéndome herido;
salí tras ti clamando y eras ido.
Pastores los que fuereis
allá por las majadas al otero,
si por ventura viereis
aquel que yo más quiero,
decidle que adolezo, peno y muero.
        ¿Alguna vez el lector sensible se ha enamorado? Siga leyendo y averiguará las causas químicas de su sentimiento. Además de poesía o sexo, en las reacciones amorosas, como en toda emoción, hay electricidad (los impulsos nerviosos son corrientes eléctricas que se transmiten por las neuronas) y hay química (las células nerviosas sintetizan moléculas mensajeras). Sí, las puntas de las flechas que dispara Cupido están impregnadas de hormonas mensajeras: el enamoramiento sobreviene cuando el cerebro produce la feniletilamina, una sustancia que activa la producción de otras neurohormonas: de dopamina, implicada en las sensaciones de deseo y que nos hace repetir lo que nos proporciona placer; de oxitocina, que se produce tanto durante un parto como en un orgasmo, y genera una sensación de bienestar que ayuda a afianzar el vínculo entre una madre y su bebé o a forjar lazos entre amantes; y de noradrenalina, que nos vuelve ansiosos y faltos de apetito. Estos compuestos hacen que los enamorados se sientan satisfechos, estén eufóricos y excitados, puedan permanecer noches enteras conversando o dedicados al sexo, sin sensación alguna de cansancio o sueño; en definitiva, necesitan al amado porque les proporciona placer; a quienes comparan el enamoramiento con una adicción a una droga no les falta razón.
¿Existen pruebas de esta singular teoría? Los científicos Donald Klein y Michael Lebowitz hallaron grandes cantidades de feniletilamina en el cerebro de los enamorados. La mala noticia es que la síntesis de esta sustancia tiene fecha de caducidad; tras dos años, más o menos, los efectos desaparecen y la pasión se desvanece. ¡Lástima! Consolémonos, acabada la etapa de atracción comienza una segunda fase, un amor más sosegado; se trata de un sentimiento de seguridad, apego y paz. Este nuevo estado, lógicamente, está asociado a la química de otras neurohormonas, de las endorfinas (la morfina se les parece mucho), probablemente a ellas se debe el sufrimiento por la pérdida del amado: dejamos de recibir la dosis de narcótico.
La pregunta que sin duda ya se hace el astuto lector, qué desencadena la producción de la feniletilamina, nadie sabe contestarla todavía. ¿Tal vez una mirada, quizá un roce, acaso un olor? 

sábado, 17 de agosto de 2013

Predicción de catástrofes

 Un tribunal italiano condenó (homicidio involuntario) a seis geólogos por errar en la predicción de un terremoto en 2009. ¿Acertó el tribunal o es otra muestra más de la colosal incultura científica de la población europea?

Los mayores desastres naturales mundiales los ocasionan los terremotos, los ciclones y las inundaciones; y esta enumeración no significa que ignoremos las erupciones volcánicas, los tornados o los rayos. El riesgo de desastres naturales, computado por el total anual de víctimas, no es grande: en España entre diez y cien veces menor que las víctimas por accidentes de automóvil. Para reducir su incidencia se plantean dos tipos de actuaciones: las preventivas y las de emergencia. La prevención debe concretarse en hacer mapas de los diversos peligros naturales y en disminuir los factores de riesgo (la peligrosidad, vulnerabilidad y exposición): nada podemos hacer ante los ciclones, terremotos o erupciones volcánicas, sí ante las inundaciones, hacerlas menos peligrosas actuando en los cauces con presas y reforestación; los pararrayos o las medidas antisísmicas en los edificios nos hacen menos vulnerables; por último, la ordenación del territorio trata de impedir la construcción en zonas peligrosas, desgraciadamente, las tierras volcánicas y las llanuras aluviales o los deltas, donde se producen las inundaciones, son muy fértiles.

También hay que planificar las emergencias: cuando existe posibilidad de predicción del desastre, la evacuación de la población reduce drásticamente el riesgo. Ahora bien, ¿cuándo se debe prevenir? La contestación es afirmativa en el caso de las inundaciones y ciclones, ambigua en las erupciones y negativa en los terremotos. Tal vez pienses, amable lector, que, en caso de duda, más vale prevenir que lamentar: ¡yerras! En 1976, en Guadalupe, una isla de las Antillas, comenzaron a oírse explosiones en el volcán la Soufriére. Los dirigentes políticos consultan con Haroun Tazieff, y el prestigioso vulcanólogo manifiesta que la erupción no será peligrosa: las explosiones se deben al vapor de agua. Indecisos -el ruido asusta mucho-, los antillanos consultan con otro grupo de geólogos, entre los que se encuentra Maurice Mattauer; éstos aconsejan la evacuación inmediata: setenta y cinco mil personas abandonan sus viviendas y cultivos. El volcán no entró en erupción. Tras cuatro meses de espera, los evacuados se amotinan y regresan a sus hogares; pero las cosechas se han perdido y la economía de la comunidad ha sido gravemente dañada.

¿Sorprendo a muchos si afirmo que la ciencia no siempre es exacta?

sábado, 10 de agosto de 2013

Miembro fantasma


Los humanos podemos ser engañados más a menudo de los que creemos. ¿Le gusta al lector lúdico la televisión? No olvide que el movimiento que ve es una ilusión óptica: lo que nuestro cerebro interpreta como movimiento no es más que una sucesión de veinticuatro fotografías emitidas cada segundo. Y hablando de engaños: una persona puede tener sensaciones en una mano… que ha perdido.

Vilayanur S. Ramachandran es un prestigioso neurólogo que pretende dar una respuesta experimental a cuestiones fundamentales referentes a las funciones del cerebro; sus trabajos sobre los miembros fantasmas y la sinestesia son especialmente relevantes. Entre cinco y ocho de cada diez personas a las que se ha amputado un miembro sienten el síndrome del miembro fantasma: se trata de la percepción del miembro amputado como si todavía estuviese conectado al cuerpo, y la mayoría dice que son sensaciones dolorosas. En el pasado, su causa se atribuía a que el cerebro continuaba recibiendo mensajes de los nervios que originalmente llevaban los impulsos desde el miembro perdido. En la actualidad se considera más plausible otra explicación: ante la ausencia de estímulos, el área sensitiva del cerebro dedicada al miembro amputado genera por su cuenta sensaciones que considera coherentes; sin función tras la amputación, puede ser invadida por áreas vecinas, en tal caso utiliza las sensaciones de otras partes del cuerpo para disparar las sensaciones del miembro amputado.

La sinestesia, un efecto provocado por algunas drogas psicodélicas, como el LSD, la mescalina o los hongos que contienen psilocibina, es más extraña todavía: las sensaciones interfieren. Un sinestésico puede oír colores, ver sonidos o percibir sensaciones gustativas al tocar un objeto con una textura determinada: siente un sabor dulce al tocar una superficie suave, asocia el color amarillo al número siete, ve colores cuando escucha música, siente el sabor de las palabras; percibe la letra A de color rojo, la S de color amarillo o la Z de color negro. ¿La explicación? Los neurólogos han demostrado que todos los bebés de menos de cuatro meses presentan un cerebro sinestésico, un cerebro en el que se funden los sentidos, porque las distintas áreas cerebrales todavía no se han especializado en la percepción de los diferentes estímulos sensoriales; en una persona sinestésica no ha habido la especialización cerebral que en las personas normales se ha producido durante el desarrollo.


Sí, existen personas que presentan estos defectos, ¡aunque nos resulte difícil creerlo!

sábado, 3 de agosto de 2013

Límites


Un desconocido erudito hindú, de hace tres mil o tres mil quinientos años, dejó el primer testimonio escrito de duda filosófica:

“Después de todo, ¿quién sabe?, ¿quién podría decir
de dónde vino todo y cómo ocurrió la creación?
Los mismos dioses son posteriores a la creación.
Por tanto, ¿quién puede saber realmente de dónde surgió?
¿Dónde tuvo su origen la creación entera?
¿Fue formada por alguien o acaso no lo fue?
Aquel que todo lo contempla desde el más alto cielo,
sólo él podría saberlo, pero quizá ni siquiera él lo sabe.”

Cierto, los humanos no sabemos y queremos saber, para ello, a pesar de la enorme diferencia entre nuestras capacidades y la realidad que nos afecta, el científico examina lo muy grande y lo muy pequeño, lo lento y lo rápido, lo caliente y lo frío (los fenómenos de altas energías y los de bajas), los objetos que tienen muchos componentes (cumplen leyes estadísticas) y los de pocos (manifiestan increíbles efectos cuánticos), las conexiones entre los componentes y todas las demás circunstancias que pueda idear. Algunas veces halla los límites en su cuerpo: no disponemos de sentidos para detectar el magnetismo, como hacen algunas aves y algún mamífero marino, ni percibimos la electricidad, como los tiburones; algunos insectos ven la luz ultravioleta y los calamares incluso la luz polarizada, nosotros sólo vemos las radiaciones electromagnéticas cuya longitud de onda está comprendida entre trescientos ochenta y setecientos sesenta nanómetros; los elefantes perciben infrasonidos y los murciélagos y delfines ultrasonidos, los humanos únicamente oímos las ondas sonoras comprendidas entre veinte y veinte mil hertzios. La naturaleza también nos impone trabas: el humano contemporáneo todavía no ha asimilado una limitación que se relaciona más con la técnica que con la ciencia: el carácter finito de los recursos naturales de la Tierra: el agua limpia merma, cambia la composición de una atmósfera que cada vez se nota más sucia, el suelo se erosiona (un sinónimo de desaparece), algunos minerales comienzan a escasear, se pierden especies de seres vivos. Sí, el universo abarca desde las gigantescas galaxias hasta las minúsculas partículas subatómicas, sin embargo, la tecnología de lo ínfimo -la nanotecnología- y de lo gigantesco -la terraformación de planetas- pertenece al futuro. Tal vez llegue un día en el que se conviertan en realidad. Mientras, protejamos la familia humana, cuidemos nuestro hogar planetario y amemos el saber, ¿hay algo más noble?


sábado, 27 de julio de 2013

La explosión del Cámbrico


La datación de las rocas y el estudio de los fósiles encontrados en unos estratos depositados hace quinientos treinta millones de años, en el período Cámbrico, sorprendió a la comunidad científica. ¿Por qué? Habían descubierto que toda la biosfera moderna nació en un breve lapso de tiempo: unos cinco millones de años. Apenas se conservan unas insignificantes conchas de toda la biosfera anterior; sin embargo, después de unos pocos millones de años habían aparecido representantes de todo el reino animal: esponjas, celentéreos (corales), gusanos, moluscos, artrópodos (antepasados de los insectos y crustáceos), equinodermos, hasta un antecesor de los vertebrados; en total veinticinco planes anatómicos diferentes. En los más de quinientos millones de años venideros la biosfera no aportará un diseño nuevo, no hará más que retocar lo inventado.

El acontecimiento ha merecido el apelativo de Big-Bang de la evolución por lo repentino, y, por lo inexplicable ha ganado la reputación de constituir la mayor paradoja de la evolución. En el pasado, los biólogos, con Darwin a la cabeza, consideraron que el salto no era real, que se debía a que faltaban fósiles. Sin embargo, el aumento del registro fósil ha verificado la brusquedad del tránsito. Las preguntas que se plantean los paleontólogos son apasionantes. ¿Había algo diferente en el Cámbrico? ¿Pudo deberse la aceleración evolutiva a alguna alteración súbita en el ambiente? Varias pistas apuntan a los sospechosos; y el cambio climático es una de las hipótesis más convincentes. Más interrogantes. ¿Dónde están los antecesores de esa fauna? ¿Por qué no hay diseños nuevos desde entonces? ¿Por qué se extinguió la mayoría de los diseños? Sobre alguna de estas cuestiones vuela la idea del profesor Gould. “Si nos enfrentamos sin prejuicios a la fauna del Cámbrico Inicial, hemos de admitir que no tenemos evidencia alguna de que los perdedores fueran sistemáticamente inferiores en diseño adaptativo a los que sobrevivieron.” Simplemente, tuvieron mala suerte; el omnipresente azar otea sobre la historia de la vida, una vez más.

El espabilado lector habrá comprobado que ignoramos muchas respuestas, pero lo que está fuera de discusión es que, a partir de ese momento, la vida tuvo sobrada materia prima para sus experimentos. Si las bacterias eran eficacísimas máquinas químicas, las células animales constituían admirables máquinas morfogenéticas cuyos descendientes, en sólo trescientos millones de años, habían colonizado los continentes y la atmósfera; con todo, la biosfera nunca volverá a disfrutar de tanta diversidad anatómica como la que tuvo durante ese excepcional período. 

sábado, 20 de julio de 2013

Inverosímiles unidades


La historia de la ciencia proporcionará, al estudioso, numerosos casos de avances que se produjeron como consecuencia de la formulación de conceptos cuantitativos; ya sea del tiempo que una bola tarda en caer desde la Torre de Pisa, de las estadísticas de población, de la cantidad de sustancias que se combinan en una reacción química o de la cantidad de saliva segregada por unos perros. En palabras del eminente científico Lord Kelvin “Digo a menudo, que cuando se puede medir aquello de lo que se habla y expresarlo en números, es cuando se conoce algo de ello; pero si no puede expresarse en números, el conocimiento es poco satisfactorio”.

Si el letrado lector ya se ha convencido de la importancia de las medidas, tal vez le interese conocer los patrones de comparación –las unidades- que emplean los científicos. La definición de los más habituales, el metro, el segundo y el kilogramo se inspiran en una escala humana: un latido del corazón, algo más de la mitad de la estatura media de una persona, un quintal o una fanega no se diferenciaban mucho del peso de un individuo, aunque los científicos acabaron eligiendo una unidad algo menor. ¿Es posible eliminar el antropocentrismo de las unidades de medida? Sí, podemos usar como patrones de referencia tres números fundamentales de la naturaleza, invariantes, en cualquier lugar o época en la que hagamos la medición: la constante de la gravitación, la constante cuántica (que los expertos nombran de Planck) y la velocidad de la luz en el vacío; y hacer que sus valores sean uno. ¿Qué relación guardan estas unidades fundamentales con las que usamos habitualmente? Un metro tendría un número entero de treinta y seis cifras de unidades fundamentales de longitud, un segundo contendría un número entero de cuarenta y cinco cifras de unidades fundamentales de tiempo; no me consuela que para contar un kilogramo en unidades fundamentales de masa se requiera sólo un número entero de nueve cifras. Trataríamos con cantidades enormes: no sería práctico.

Después de este juego de números, anoto uno que me tiene intrigado: tome el lector curioso la constante de la gravitación, multiplíquela por la densidad del cosmos y el resultado multiplíquelo de nuevo dos veces por la edad del universo; hágalo usando las unidades habituales o las minúsculas unidades fundamentales. Si no se equivoca en los cálculos obtendrá algo más de una décima. ¿Por qué? Nadie lo sabe.