Certezas, ingravidez y explosiones

Todas las personas tenemos defectos; yo tengo uno que, a menudo, me cuesta disgustos con mis amigos: me encanta refutar las certezas, rechazar las seguridades, rebatir los dogmas. Que el agudo lector cree saber física: vamos a demostrarle lo contrario; que el perspicaz ingeniero cree que la tecnología siempre acierta: demostrémosle que se equivoca. Voy a mostrar un par de casos concretos.

Comencemos con el inexperto. ¿Sabe qué es el peso? ¿Sí? Comprobémoslo. ¿Que el peso es la fuerza de atracción de la gravedad terrestre? No estaría yo tan seguro. Porque lo que experimenta el sufrido lector como peso no es la fuerza de la gravedad (aunque ésa sea la definición de peso), sino la fuerza de la reacción del suelo (o de la superficie en la que se apoya) que contrarresta la gravedad. ¿Y qué sucede entonces cuando la gravedad es la única fuerza que actúa sobre un cuerpo? Que no hay peso aparente; una carencia que se logra durante una caída en la Tierra o cuando el objeto permanece en órbita alrededor del planeta, que es una caída perpetua. La ingravidez, sinónimo de ausencia de peso aparente, puede resultar molesta: los astronautas no pueden calentar agua en un hornillo eléctrico (no hay movimientos de convección), ni encender una cerilla: la apagan los productos resultantes de la combustión inicial, ni… ¿pensó el sagaz lector las dificultades de la micción si la orina no cae hacia abajo? La ingravidez también es insana: el cuerpo humano pierde masa muscular, aumenta su altura (con dolores de espalda), provoca mareo y vómito (afecta al aparato vestibular que rige la orientación), redistribuye el líquido corporal y lo que es más grave, descalcifica los huesos. Después de este discurso espero que nadie confunda la falta de presión atmosférica con la ausencia de peso aparente.

Dejamos tranquilo al neófito y nos dirigimos al experto. Vamos a la fábrica química de Oppau, Alemania, en 1921. Para fraccionar la mezcla compacta de nitrato amónico y sulfato amónico, usada como fertilizante, los ingenieros alemanes (los mejores expertos mundiales en la época) utilizaban una explosión. Habían producido con toda normalidad hasta veinte mil explosiones y la operación se había efectuado a las mil maravillas; pero un día ¡ay, ese día! Los infalibles ingenieros volaron la fábrica entera: necesitaron un trágico accidente para aprender que en ciertas circunstancias la segura mezcla usada como fertilizante podía detonar.

Caracoles: gastronomía, estética y horticultura

En la lista de los grupos de animales que contienen más especies, los moluscos (unas cien mil) ocupan un honroso segundo puesto. Se trata de animales que tienen un cuerpo blando, al que cubren dos conchas (mejillones), una (caracoles) o ninguna (pulpos). Me interesa el subgrupo más abundante en especies, al que pertenecen los caracoles, las babosas, las lapas o la caracola reina, que en la India usan como instrumento musical.

Los caracoles poseen una cabeza provista de tentáculos, un cuerpo protegido por una concha y un musculoso pie que les permite deslizarse. Uno de ellos, la vaqueta (Iberus gualtieranus alonensis) es un auténtico manjar para catalanes y valencianos, quienes elaboran exquisitas paellas con ella. No más sabroso resulta el escargot, un plato de caracoles cocidos que suele servirse en los restaurantes franceses; sin desdeñar los anteriores, el escritor prefiere los bígaros gallegos (que en Galicia nombran caramuxos o minchas).

El coleccionista apreciará la belleza de las formas, colores y tamaños de la única concha de las caracolas, cauríes, torrecillas, escalarias, cornetas, trompos, peonzas y buccinos. La concha, una rígida cobertura laminar, está compuesta principalmente por carbonato cálcico; y su capa interna, de nácar, consta de una mezcla de láminas de aragonito (carbonato cálcico) compactadas por una proteína (la conquiolina). Las conchas permanecen millones de años después de la muerte de los animales que las producen y su acumulación forma los sedimentos que acabarán convertidos en rocas calizas: nos cuentan, pues, historias de tiempos muy lejanos. Dos preguntas para el lector curioso: la concha consta de una única pieza, enrollada en espiral, cuya abertura queda hacia la derecha o la izquierda. ¿Por qué hacia la derecha en la mayoría de especies? ¿Por qué en una especie concreta, de derechas o izquierdas no importa, rarísimos individuos nacen con la abertura cambiada?

La Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza tiene contundentes motivos para haber incluido en la lista de las cien especies exóticas invasoras más dañinas del mundo, al caracol gigante africano (Achatina fulica): se reproduce a gran velocidad, come vegetales y daña gravemente cultivos y ecosistemas; por si fuera poco puede cobijar parásitos perniciosos; preocúpese el agricultor porque, originario del África tropical, el molusco terrestre de mayor tamaño -entre veinticinco y treinta centímetros- ya ha llegado a España. Las babosas también constituyen una plaga para huertos y jardines, debido a su voracidad; me congratulo que los jardineros consigan eliminarlas derrochando ingenio: usan ceniza, cerveza o cáscaras troceadas de huevo. 

Curiosidad en Marte

Vivimos en una época única: durante la segunda mitad del siglo XX hemos empujado la frontera de la humanidad fuera de la Tierra. Y seguimos haciéndolo: en 2012 el robot Curiosidad llegó a Marte con una misión apasionante: averiguar si han existido bacterias marcianas en el pasado y si el planeta puede albergar vida en el presente.

Marte, con un tamaño aproximadamente igual al del núcleo terrestre (la décima parte de la masa de la Tierra), con un tercio de nuestra gravedad y un día similar (lo sobrepasa algo más de media hora), es un ejemplo de planeta en las etapas finales de su evolución, y como tal, un lugar perfecto para reconstruir una historia planetaria. Los expertos siguen la pista del agua tras la cual podría encontrarse la primera biosfera extraterrestre; y por ello tratan de conocer la historia climática. Por lo pronto saben que su atmósfera es tan tenue como la de la Tierra a cuarenta kilómetros de altura, y que está formada casi exclusivamente por dióxido de carbono (el noventa y cinco por ciento); también han hallado abundantes huellas de agua, que fluyó en un pasado lejano por toda la superficie, posiblemente durante millones de años.

En el pasado, los científicos querían llegar a las llanuras marcianas, lugares planos donde los aparatos no sufrieran daños; ahora quieren ir a parajes sinuosos, porque las cuestiones sobre vida y los cambios climáticos del pasado sólo pueden estudiarse en las rocas y, para encontrarlas, es necesario ir a las montañas. El Curiosity ha sido enviado al interior del cráter Gale, porque allí hay sedimentos que probablemente se acumularon debido a la existencia de agua abundante.

Después de recorrer quinientos sesenta y siete millones de kilómetros en ocho meses y diecisiete días, un robot del tamaño de un automóvil pequeño -novecientos kilos- se posaba delicadamente en Marte. El propio robot gobernaba el aterrizaje: una hazaña; la Tierra y Marte están tan lejos (doscientos cincuenta millones de kilómetros) que los controladores humanos no podían intervenir en la maniobra porque las comunicaciones de radio se retrasan catorce minutos.

La curiosidad por saber si existe vida marciana es una de las razones más nobles para viajar. Escéptico lector, la curiosidad que movió a Ibn Batuta, Marco Polo, Zheng He, Cristóbal Colón, Fernando de Magallanes, James Cook, David Livingstone, Roald Amundsen y Neil Armstrong nos sobrevivirá. La curiosidad, como la semilla, yacerá en el polvo y se pudrirá, sólo para germinar nuevamente en los tiempos y lugares más inesperados.

Una biología matemática

¿Es la biología tan cuantitativa como la física? Hoy no. ¿Llegará a serlo? En las últimas décadas los biólogos apenas se han detenido en los aspectos cuantitativos de su ciencia, se comprende su actitud por la enorme cantidad de datos que deben recoger, pero probablemente se ha alcanzado un punto en que la avalancha de datos impide la comprensión profunda de la célula y de otras cuestiones fundamentales: quizá ya se requieren modelos numéricos. 

     Los biólogos han emprendido el camino: en los últimos años ha aumentado el uso de modelos matemáticos para simular la salud y la enfermedad, para el cáncer, para la inmunidad, para… Arguye el biólogo John Tyson: tanto el ordenador como la célula son sistemas de procesamiento de la información; uno tiene microprocesadores de silicio, cables, placa y fuente de alimentación, otro, genes, ARN mensajero, proteínas y enzimas; moléculas que interaccionan entre sí para detectar señales, tomar decisiones y responder. Hagamos lo que haría un buen ingeniero: creemos un modelo matemático de los componentes de una célula y sus interacciones, y dejemos que el ordenador calcule los detalles. No sólo eso. Una célula es una planta química gigantesca, casi imposible de imaginar por su complejidad, pues en el mismo compartimento ocurren más de mil reacciones diferentes, la mayoría simultáneas, sin interferir unas con otras, ni dejar residuos tóxicos; por si fuera poco, cada una de ellas dispone de un control independiente, pero coordinado. La clave del funcionamiento de esta compleja red de reacciones (el metabolismo) se halla en que todas están catalizadas por enzimas específicos sometidos a varios controles. Del metabolismo dependen todas las funciones vitales: la reposición de los materiales, su transformación, la regulación, la distribución de la energía, la defensa contra agentes extraños, la desintoxicación o la eliminación de residuos. Cuando la maquinaria falla, alguna sustancia esencial, como la glucosa o el colesterol, puede acumularse anómalamente, sobreviene entonces la enfermedad (una diabetes o la ateroesclerosis). Si bien los bioquímicos conocen el metabolismo con precisión, cabe que los más sagaces se pregunten ¿Podría ser de otra forma? ¿Un diseño diferente sería mejor o peor? ¿La biología es sólo observación de la vida, o requiere algo más? ¿Tiene una justificación matemática cada una de las etapas metabólicas y el conjunto organizado de ellas? Ignoro las contestaciones.

Quizás algún día el modelo matemático de un ecosistema concreto predecirá la existencia de una especie desconocida: dejaremos el ordenador, nos iremos a la naturaleza y en ella, sorprendidos, encontraremos al desconocido ser vivo. Quizás.