Clima cálido en los polos

Hace ciento diez millones de años hubo un clima excepcionalmente cálido en nuestro planeta; duró nada menos que cuarenta millones de años. Pruebas sobradas lo delatan: en Groenlandia crecían bosques, en las regiones polares vivieron animales que hoy habitan en los trópicos: cocodrilos y ofidios tomaban el Sol en la Antártida; los mares polares, surcados por tiburones, rayas y gigantescas tortugas, estaban a unos aceptables diez a quince grados. No existían casquetes glaciares en los polos y por ello el nivel del agua de los océanos subió más de doscientos metros: casi la mitad de los continentes quedó cubierta por mares someros, Norteamérica, África y Australia quedaron partidas en dos por las aguas, Europa se convirtió en un archipiélago.

Aunque los geólogos manejan varias posibilidades para explicar este gran verano terrestre -un ascenso de la actividad solar o una situación continental-, consideran como hipótesis más probable un aumento de la actividad geológica debido a turbulencias en el interior del planeta. Hace ciento veinte millones de años el núcleo de la Tierra experimentó un máximo de emisión térmica, el calor transmitido al manto habría provocado una gran columna ascendente de material caliente. La agitación, transmitida a la corteza, habría acelerado las placas y activado la creación de corteza en las dorsales. El resultado: un intenso vulcanismo submarino cuya consecuencia consistió en que materiales que son nutrientes biológicos habrían pasado al océano provocando una explosión del plancton, un aumento de dióxido de carbono atmosférico y un efecto invernadero que cambiaría el clima. En resumen, un efecto dominó. Aunque sólo se trata de una hipótesis los datos hallados hasta ahora parecen encajar. Para que tal clima fuese posible -pronostican los climatólogos- la atmósfera debería contener una concentración de dióxido de carbono que fuese entre el doble y catorce veces mayor que la actual; valor que encaja con los datos obtenidos por los geólogos.

¿El factor desencadenante? Una avalancha en el manto, una inyección de material frío procedente de la corteza pudo alterar la pauta circulatoria del núcleo. No carece de fundamento la explicación, porque los geólogos saben que en aquella época desaparecieron las inversiones magnéticas, señal irrefutable que algo sucedía en el núcleo. Aunque sugestiva, la hipótesis no está confirmada con datos incuestionables. El descifrado de las causas de los climas extremos de la Tierra no ha hecho más que empezar.

Antioxidantes

Meditaba sobre la ambivalencia del oxígeno: imprescindible para la vida y, al mismo tiempo, grave inconveniente para la industria como causante de la corrosión. La corrosión es más costosa de lo que imaginaba; apenas perceptible en un único artefacto, mundialmente se disuelven unos cinco mil kilos de hierro cada pocos segundos; y no se trata sólo de pérdidas monetarias, la ruptura de una pieza puede causar peligrosos accidentes. El proceso se debe a la reacción del hierro (o del acero) con el oxígeno procedente del aire o disuelto en el agua marina, que lo convierte en óxido. La industria dedica muchos esfuerzos a neutralizarla ¿Sabe el lector que muchos barcos llevan placas de zinc pegadas al casco para evitarla? ¿Sabe que su calentador de agua doméstico contiene una barra de magnesio, que cambiará todos los años, para protegerse del óxido?

En nuestro metabolismo así como en el de los otros animales y en el de los vegetales se presenta la misma paradoja; porque si bien es cierto que las reacciones de oxidación (con oxígeno) son cruciales para la vida, también los es que el oxígeno daña las células produciendo sustancias muy reactivas (tales como radicales libres) que modifican las biomoléculas. Los seres vivos se protegen –igual que la industria- inventando una red de metabolitos y enzimas antioxidantes capaces de prevenir la oxidación (porque anulan a los radicales libres) e impiden el daño al ADN, proteínas y lípidos que componen las células. Sistemas antioxidantes que pueden ser moléculas, como el glutatión, la vitamina C y vitamina E, o enzimas, como la catalasa, la superóxido dismutasa y varias peroxidasas; cantidades bajas de aquéllas o el mal funcionamiento de éstas causa estrés oxidativo, que puede dañar o incluso matar a las células. Efecto que ha sido asociado a enfermedades como los accidentes cerebro-vasculares o las enfermedades neurodegenerativas; sin embargo, todavía se desconoce si el estrés oxidativo es causa o consecuencia de la patología. ¿Qué el lector es un poco aprensivo? Sepa que los antioxidantes se encuentran en el ajo, coliflor, brócoli, berenjena, perejil, cebolla, naranjas, limones, tomates, té, café, romero; sepa también que, aunque algunos ensayos clínicos han suministrado pruebas de que los suplementos antioxidantes proporcionan beneficios para la salud, otros no han detectado ventaja alguna; y no olvide que tanto el defecto como el exceso puede ser dañino.

Monopolos

Dice un viejo refrán castellano “Cuando el diablo no sabe en qué perder el tiempo, con el rabo se espanta las moscas”. Al escritor se le ocurren mejores maneras de invertir el tiempo, una de ellas, consiste en averiguar qué criterios manejan los científicos para decidir la bondad de una teoría física. Albert Einstein distinguía dos, la confirmación externa, esto es los experimentos que aseguran la validez de la teoría, y la perfección interna, que mide el grado de consistencia y simplicidad lógica. Y, añadía el sabio, confieso que soy incapaz de proporcionar definiciones más precisas. La falta de perfección interna de la teoría de Maxwell, que rige todos los fenómenos eléctricos, magnéticos y ópticos, molestó a Paul Dirac, el sabio que había predicho la existencia de la antimateria: le incordiaba la aparente asimetría de las ecuaciones. Para que la interacción entre el campo eléctrico y el magnético fuese simétrica, en el año 1931, elaboró una teoría cuántica del electromagnetismo en la que introdujo los monopolos magnéticos: eliminaba así las -para él- desagradables anormalidades.

¿Qué son los monopolos a los que se refería el sabio inglés? Un imán tiene dos polos —apellidados norte y sur respectivamente—; pero si se corta un en dos partes, cada una tendrá de nuevo los dos polos magnéticos: no existe un polo norte o uno sur aislado, un monopolo. Según la teoría propuesta por Dirac los monopolos magnéticos, de existir, serían partículas que poseerían la mínima carga magnética y tendrían el comportamiento de un polo magnético aislado norte o sur; se asemejarían a los electrones y positrones, que tienen la mínima carga eléctrica (negativa o positiva, respectivamente).

¿Existen los monopolos en la naturaleza?  Ningún experimento los ha encontrado hasta ahora. ¿Ninguno? En 1982, Blas Cabrera Navarro aparentemente logró detectar el paso de uno en su laboratorio de la Universidad de Stanford. No se ha podido repetir la medición, bien debido a la bajísima probabilidad de hallar uno por azar o bien debido a un error o engaño al investigador. En 2014, M. W. Ray, E. Ruokokoski, S. Kandel, M. Möttönen y D. S. Hall han logrado crear, identificar y fotografiar en su laboratorio monopolos de Dirac, aunque en condiciones muy exóticas; concretamente, en un campo magnético sintético producido en un condensado de Bose-Einstein. Y sí, esta vez la evidencia experimental es concluyente.

Alteraciones del ADN

Todos los seres vivos estamos expuestos a que la molécula que almacena nuestra la información genética –el ADN- sufra cambios que, si son permanentes y heredables, denominamos mutaciones; mutaciones que suceden por azar y son poco frecuentes en la vida de un individuo: su probabilidad en una célula humana es uno entre cien mil, en una bacteria, uno entre mil millones. Tanto los reactivos químicos que hay en el ambiente como los productos en los que se transforman dentro de las células pueden alterar el ADN: los agentes desaminantes -nitritos, nitratos (utilizados como conservantes de las carnes) y nitrosaminas- sustraen átomos al ADN; los agentes alquilantes le añaden; y aun hay agentes químicos que sustituyen unos átomos por otros. Además de la química intervienen otros factores, el diez por ciento de los cambios del ADN producidos por agentes no biológicos se debe a las radiaciones ultravioleta -suelda átomos que deberían estar separados- y a las radiaciones ionizantes (rayos X, rayos gamma o rayos cósmicos). Añadiré que existe evidencia estadística de que la exposición continua a algunos agentes químicos aumenta la frecuencia de cánceres; concretamente, se ha estimado que el noventa por ciento de la oncogénesis se debe a la exposición a agentes físicos o químicos. Debido a estos motivos existe un razonable interés público por determinar los posibles efectos carcinogénicos de los compuestos industriales, aditivos alimentarios, gases emitidos por automóviles, colorantes, aromatizantes, medicamentos y cosméticos a los que estamos expuestos continuamente. Constituye un problema difícil, puesto que tenemos contacto frecuente con más de cien mil sustancias y continuamente se están introduciendo más en el ambiente; además, ensayar la toxicidad de un compuesto es caro y tarda tiempo. Añadiré que, para abaratar costes y tiempo, se ha propuesto una prueba relativamente sencilla que mide si el agente químico produce mutaciones, presuponiendo en tal caso que, probablemente, sea carcinógeno.

Un apunte más. Los enzimas celulares pueden reparar las lesiones del ADN. No sucede lo mismo con el ARN; si se daña, la célula no tiene capacidad para repararlo. ¿Por qué? La integridad del ADN es vital para la conservación de una especie, mientras que la integridad del ARN sólo es vital para una célula o, a todo lo más, para un individuo: y los individuos, desgraciadamente, somos prescindibles. ¡Así de cruel se muestra la naturaleza!