Los ríos

La ciencia geológica nos explica cómo se alzaron lentamente, entre violentísimas sacudidas y titánicas convulsiones, las cordilleras de montañas del fondo del océano, cómo siguió luego una época de descanso –y bien lo había menester la madre tierra- en que el agua, el agua lenta y terca, el agua persistente, el agua que no descansa, hacía su obra completando la del fuego. Por que si el fuego fue quien trazó las líneas generales de la tierra, quien desbastó su fábrica general fue el agua, la que modeló sus contornos y diseñó su relieve.

El agua de la atmósfera cae en los continentes, fluye hacia los océanos y de ellos regresa a la atmósfera. Los ríos forman parte de la circulación general del agua; los doscientos billones de metros cúbicos de agua que contienen ríos y lagos son una cantidad muy pequeña si se la compara con el agua que hay en los océanos, glaciares y aguas subterráneas: apenas dos centésimas porcentuales del total; pero su importancia geológica no guarda relación con el minúsculo porcentaje, porque los ríos tienen una gran capacidad para modificar la superficie terrestre; concretamente, en las regiones templadas son el principal agente formador del paisaje.

Treinta y siete billones de metros cúbicos anuales de agua descienden desde las cabeceras montañosas de todo el mundo hasta el mar; parte de su energía se invierte en la erosión del terreno y en el transporte de los materiales arrancados a su paso, que terminan por depositarse en las cuencas oceánicas. En el curso alto, los ríos, arroyos y torrentes excavan su cauce, lo profundizan y terminan encajándose en las rocas; un proceso que crea laderas de fuertes pendientes y valles que acaban adquiriendo forma de V. En el curso medio y bajo, el río erosiona o sedimenta alternativamente sus propios depósitos, creando una extensa y fértil llanura de inundación por donde discurre la corriente. En los grandes ríos los materiales finos se depositan en la desembocadura, y forman extensos y fértiles deltas, por donde, lentamente, el agua dulce alcanza el mar. ¿El lector se imagina el paisaje inmutable? Yerra, los deltas se están hundiendo. En 2009, James Syvitski demostró que veinticuatro deltas, entre los que se encuentran el del Nilo, Ródano y Yangtzé, de los treinta y tres estudiados sufrieron inundaciones. ¿La causa? La construcción de presas y el desvío de los cauces. Ya no podemos alegar ignorancia, los grandes deltas son regiones densamente pobladas, muy cultivadas… y no permanentes. Si no los cuidamos desaparecerán.

Una heterodoxa bióloga discrepa con Darwin

El evolucionismo y el darwinismo suelen usarse indistintamente... para confusión del lego. Ningún científico duda que la vida terrestre ha evolucionado desde una bacteria primitiva, que se diversificó y produjo nuevas especies. La teoría de Darwin es evolucionista, pero no es un sinónimo del evolucionismo, porque la aportación del sabio inglés ha consistido en proponer la selección natural como mecanismo para explicar el cambio evolutivo. Aclarado el asunto, ya puedo decir, sin que se me malinterprete, que los científicos critican la teoría de Charles Darwin porque no explica satisfactoriamente algunos procesos biológicos, y de las discrepancias no se colige una crítica al evolucionismo.

Para los defensores del darwinismo, las mutaciones al azar, la lenta acumulación de pequeñas mejoras adaptativas, constituye el único (o el primordial) mecanismo que produce las variaciones biológicas sobre las que actúa la selección natural. Lynn Margulis discrepa: mantiene que las principales innovaciones biológicas de la historia de la Tierra tienen una causa no darwinista; la simple acumulación de mutaciones aleatorias –agrega- no produce nuevas especies. Postula un nuevo mecanismo evolutivo; según ella, la simbiosis sería la fuente principal de novedad biológica. Dos (o más) organismos, que han evolucionado por separado, se asocian en algún momento, su unión resulta beneficiosa para ambos, y finalmente acaban siendo un único ser. El comportamiento produce la simbiosis inicial, que se refuerza por vínculos metabólicos, hasta que se produce una unión física permanente: finalmente se fusionan los genomas. Los líquenes, una asociación entre alga y hongo que a simple vista tomaríamos por un único individuo, nos proporcionan el ejemplo más conocido.

Aunque la teoría de Margulis no es aceptada por la mayoría de la comunidad científica, sí ha tenido algunos éxitos. Su hipótesis sobre el origen de las células animales (y vegetales) ha sido confirmada: tales células se formaron por simbiosis, por la suma de tres (o más) genomas bacterianos. Y no es descabellado pensar que la primera fusión celular, precursora de la fecundación, pudiera deberse al canibalismo: un microorganismo se comió a otro sin digerirlo.

Concluido el discurso científico, no me resisto a opinar. Encuentro atractiva la teoría de Margulis, entre otros motivos, porque coloca la cooperación entre organismos en el centro del proceso evolutivo.

Querido lector, no hace mucho tiempo, mientras tú y yo nos dedicábamos a nuestros quehaceres, la profesora Lynn Margulis recorría las costas españolas tratando de descubrir nuevos casos de simbiosis. Le deseo que haya disfrutado.

Máquinas imposibles

La termodinámica es una ciencia fundamentada en leyes de validez universal. La imposibilidad de construir una máquina térmica de movimiento perpetuo, atestiguada por todos los intentos fracasados durante siglos, es el fundamento de las dos primeras leyes de esta ciencia. La primera ley asegura que es imposible diseñar una máquina que produzca trabajo útil sin ningún cambio en el ambiente (es importante añadir el tecnicismo, funcionando de manera cíclica). La segunda ley afirma que es imposible idear una máquina que convierta todo el calor -producido al quemar un combustible- en trabajo útil (funcionando de manera cíclica). Afortunadamente, podemos enunciar ambas leyes de forma más intuitiva. La primera ley equivale a proponer -y así lo hicieron Julius Mayer y James Joule- que la energía se conserva: ni se crea ni destruye, únicamente se transforma. Ludwig Boltzmann expresó la segunda ley de otra manera: estableció que cualquier cambio en la naturaleza sólo puede suceder si aumenta el desorden (al que llamó entropía) de las partículas que componen el universo. Una acalorada polémica, entre partidarios y detractores, siguió a la formulación de esta innovadora teoría. Inicialmente, los incrédulos parecían ganar el debate (algunos aseguran que Boltzmann se suicidó por ello), porque –argumentaban- no existían pruebas que confirmasen la teoría atómica. Al fin, los físicos demostraron, con observaciones irrebatibles, que Boltzmann había acertado: su teoría era una versión de la segunda ley.

La batalla dialéctica había acabado… hasta que los biólogos se fijaron en que los organismos vivos no cumplían la segunda ley termodinámica. Después de todo –aseguraban, y no les falta razón- el crecimiento de cualquier animal es una prueba evidente de un cambio con disminución, y no aumento, del desorden; pues en un animal los átomos están más ordenados que en la atmósfera, en una roca o en el agua. Los físicos tuvieron que afinar el ingenio para salvar la contradicción: durante la formación de un elefante –arguyeron- la entropía interna disminuye; pero –y aquí está el intríngulis del asunto- aumenta el desorden externo, aumento suficiente para compensar la disminución y producir un aumento neto. Tan ingeniosa tesis había que comprobarla; lamentablemente los físicos sólo pueden medir la entropía en los estados de equilibrio y ningún ser vivo se encuentra en tal estado, pues todos pierden y ganan materia continuamente. La termodinámica ordinaria (de equilibrio) nada puede decirnos de los fenómenos biológicos, necesitamos formular una nueva ciencia, la termodinámica del no equilibrio: en eso trabajan los físicos. 

Efecto placebo: el poder de la mente

Un enfermo –leve- que participa en la evaluación de un fármaco, se cura tras seguir el tratamiento. Meses después queda atónito cuando le informan que le han dado una sustancia inerte (una píldora de azúcar). Se trata del efecto placebo. Créalo el escéptico lector porque no es una superstición, sino un fenómeno real, así lo atestiguó, en el año 2010, la prestigiosa revista médica, The Lancet. Una sustancia inerte, la relación médico-paciente o la expectativa de recuperación, a veces, curan al sujeto. Incluso -aseguran algunos investigadores- para ciertos pacientes -depresión leve, ansiedad- los placebos funcionan tan bien como la terapia establecida; después de todo, muchas de estas dolencias mejoran espontáneamente al cabo de unos días.

¿Cuál es la explicación fisiológica de la reacción al placebo? Poco a poco los investigadores han averiguado que la comunicación entre los distintos órganos impulsa la curación espontánea. Falta mucho por saber, pero ya han averiguado que la expectativa de una curación activa ciertas regiones cerebrales cuya respuesta –produciendo neurohormonas- afecta al sistema endocrino, concretamente, a las hormonas de las glándulas suprarrenales que, recordemos, intervienen en el control del sistema inmunitario.

El tratamiento del dolor es una de las terapias en las que mejor funciona el efecto placebo. Los fisiólogos han detectado cambios físicos en el cerebro de pacientes con dolor si les administran un placebo como analgésico; concretamente, han observado que se altera la producción de endorfinas, unos mensajeros neuronales que no sólo inhiben la percepción del dolor, sino que también incentivan las sensaciones de bienestar. Ya sabemos que la risa, el ejercicio, la actividad sexual y las situaciones placenteras, o su recuerdo, estimulan la producción de endorfinas; y esto constituye, probablemente, el fundamento de la mejoría de la salud atribuida a la meditación o a técnicas similares, que propone la medicina alternativa. El sujeto que evoque situaciones que le hayan deparado bienestar: el aroma de una flor, la presencia de la persona amada, la contemplación de unos cuadros asombrosos o de un deslumbrante ocaso, degustar un alimento exquisito, escuchar una música divina, releer poesías conmovedoras… estimulará la producción de endorfinas y, así, espontáneamente, la realidad le parecerá más beatífica. Además la relajación, la somnolencia o el sueño, diluyendo la conciencia, permite una acción más eficaz de las endorfinas.

Los conocimientos de la fisiología del sistema nervioso avalan la conclusión de que los humanos tenemos un insospechado potencial de autocuración y eliminación del dolor. El escritor es alegremente optimista.

Navegantes vikingos y polarización de la luz

Al erudito lector que disfrute leyendo las sagas nórdicas, le sorprenderá la curiosa piedra solar con la que se orientaban los vikingos. Antes de conocer la brújula magnética, y durante sus largas expediciones, los navegantes nórdicos se fijaron en que podían encontrar la posición del Sol, oculto por las nubes, si orientaban un mineral hacia la parte despejada del cielo. Y no se trata de una superstición; el arqueólogo Thorkild Ramskou supone que usaban un cristal de cordierita, mineral que cambia de color al variar el grado de polarización de la luz procedente del cielo.

Para entender el fenómeno recurramos a una metáfora: imaginémonos a los corpúsculos de luz como minúsculos huevos; la luz sin polarizar constaría de un chorro de huevecillos sin orientar, pero si la luz está polarizada los huevos tendrían una orientación, vertical, como cuando se guardan en la huevera, por ejemplo. Cuando la luz solar –sin polarizar- llega a la atmósfera, los átomos la absorben y, a continuación, la emiten polarizada. Examinemos ahora una zona del cielo azul; si disponemos del instrumento adecuado notaremos que la luz que nos llega está polarizada (en la dirección perpendicular al plano que contiene el Sol, esa zona y nosotros); si repetimos las observaciones veremos que, cuando el Sol está próximo al horizonte, la zona del cielo cuya luz presenta mayor polarización estará encima de nuestra cabeza. Evidentemente; para orientarse bajo un cielo encapotado, los pilotos debían esperar a que se abriese un claro, porque la luz procedente de las nubes no está polarizada.

Los ojos humanos, hábiles para ver los distintos colores, no están diseñados para distinguir los diferentes grados de polarización. Sin embargo, no somos completamente ciegos al fenómeno; la luz polarizada crea un dibujo muy débil y difícil de ver en el centro del campo visual: se trata de una figura de color amarillo con el aspecto de un reloj de arena horizontal (técnicamente llamado cepillo de Haidinger). Los fisiólogos ya le han encontrado una explicación: el pigmento del centro de la retina (la mácula lútea) absorbe más o menos luz dependiendo de su polarización. Añadiré, para satisfacer la curiosidad del excepcional lector que haya conseguido verlo, que la dirección de la polarización de la luz es perpendicular a la figura amarilla.

Admiremos a los animales –abejas, mantis, pulpo, calamares y sepia- que perciben la luz polarizada; algunos de ellos, como los antiguos navegantes vikingos, usan su habilidad para orientarse.