Orientación en el bosque: los musgos

En el mar bullía la vida, las bacterias pululaban por doquier, las algas se mecían al compás de las olas o permanecían fijas al suelo oceánico; pero la tierra firme permanecía desnuda, carecía de vida vegetal. La insignificante talla de los musgos y su poca vistosidad no estimulan la curiosidad del aficionado; sin embargo, constituyen las primeras tentativas vegetales por conquistar los continentes desnudos; un intento meritorio, aunque limitado: porque los musgos no han inventado las raíces, ni la flor, ni el fruto, ni la semilla. ¿Qué hicieron entonces para diferenciarse de las algas? Comenzaron la especialización, dividieron el trabajo entre un órgano conductor del agua, el tallito, y las hojas. Las hojas, auténticas baterías solares, aparecieron por primera vez en la Tierra, y con ellas aumentó la superficie que ofrecen las plantas al Sol para absorber más energía. No hicieron más y su incapacidad para producir madera los condenó al enanismo, pero su inventó les llegó para comenzar la colonización de las superficies emergidas, hace cuatrocientos cincuenta millones de años. En el presente los encontramos en las áreas húmedas; tanto en las selvas como en las ciudades, ya en los bordes de ríos, ya entre las piedras de los edificios o en el pavimento de las calles; pero dondequiera que se asienten, requieren agua para que ocurra la fertilización. No desdeñe el lector altivo estas plantas porque todavía cumplen una función en los ecosistemas actuales: debido a su alta capacidad de absorción de agua, retienen la humedad del suelo y evitan su degradación.

¿Le gusta al lector intrépido pasear por el bosque? Si es así, le resultará fácil orientarse durante un día nublado. Fíjese en el lado de las rocas y árboles que tenga más musgo: en esa dirección se hallará el norte, porque el lado opuesto, el que mira al Sol – el sur en el hemisferio norte - carece de agua suficiente para que los musgos vivan. Conocemos mejores usos para estos vegetales: los musgos Sphagnum son el componente principal de la turba, que se utiliza como combustible, o se agrega al suelo en la horticultura, o vale para ahumar la malta del afamado whisky escocés; incluso durante la Segunda Guerra Mundial, y debido a sus suaves propiedades bactericidas, los musgos fueron utilizados como primeros auxilios en las heridas de los soldados. 

Una última indicación que tranquilizará al amante de las plantas: los musgos secos pueden no estar muertos, algunos sobreviven desecados y reviven horas después de su rehidratación.

Volcanes en erupción

¿Cuántos volcanes, ahora mismo, construyen el suelo que pisarán nuestros nietos? El Programa de Vulcanismo Global del Instituto Smithsoniano nos proporciona una contestación. Ahora hay alrededor de veinte volcanes en erupción; cada año, entre cincuenta y setenta; durante los últimos diez mil años, mil quinientos. Probablemente haya más: cuatro kilómetros cúbicos de lava emergen anualmente a la superficie de nuestro planeta, y sólo la cuarta parte de esa cantidad está en los continentes: nos enteramos de éstas, el resto transcurre en los fondos marinos. Por cierto, en estas zonas oceánicas la nueva lava aflorada obliga a que los continentes se separen -dieciocho centímetros cada año en el Pacífico y dos en el Atlántico-.

Vesubio, Krakatoa, Kilimanjaro, Popocatépetl, Erebus, existen volcanes en todos los continentes, ¿alguna vez se preguntó el lector sensato por qué son tan distintos? Influyen muchas circunstancias. La composición del magma local es una de ellas: el magma se transforma mientras sube a la superficie; cuando se enfría, a lo largo del ascenso, cristaliza, y sus gases quedan atrapados entre los cristales; cuanto más lento sube más tiempo dispone, más se enriquece en gases y más explosivo se vuelve el magma, “como cuando abres de golpe una botella de cava". La procedencia del magma constituye otro factor a considerar: el que se origina en las zonas donde las placas tectónicas se separan, es distinto del de las zonas donde una placa se introduce debajo de otra; como es lógico, los magmas creados en la parte superior del manto terrestre difieren de los formados en la base de la corteza. Un último aspecto debemos tener en cuenta: el Eyjafjallajökull no contenía magma muy explosivo, sin embargo el glaciar que cubría el volcán islandés se mezcló con la lava y el resultado de la erupción consistió en una enorme cantidad de cenizas que paralizó el tráfico aéreo en el norte de Europa durante el 2010.

Seguro que al lector prudente le interesará conocer la capacidad predictiva de los vulcanólogos. Los volcanes son muy complejos y generan señales ambiguas difíciles de interpretar, por ello, en la mayoría de los casos, es imposible anticipar con exactitud el momento y el tamaño de una erupción. Nadie adivinó que un volcán islandés despertaría en 2010, tras dos siglos de calma, y tampoco nadie sabe cuándo se activará el Teide, en Tenerife. El único remedio consiste en vigilar porque, como no se cansan de repetir los vulcanólogos, lo bueno de los volcanes es que avisan.

Termorregulación en el tórrido verano y en el gélido invierno

¿Qué resguarda mejor del frío a una casa, unas paredes de madera o una capa de nieve del mismo espesor? La nieve protege mejor que la madera porque su conductividad térmica es dos y media veces menor, escrito con otras palabras, la nieve impide el paso del calor hacia el exterior mejor que la madera. Y el transporte de calor es un asunto sugerente porque, ¿cómo se ingenia nuestro cuerpo para mantener una temperatura invariable y no seguir los cambios del ambiente?

Los físicos saben que un cuerpo puede intercambiar calor con el aire de tres maneras diferentes: mediante la conducción el calor se transfiere por contacto directo; la convección lo transporta por medio del movimiento del aire que rodea al cuerpo; la radiación depende exclusivamente de la diferencia de temperaturas. Si se trata de humanos debemos incluir en el cómputo el sudor, la eliminación de calor con el agua de la transpiración. Recurrimos a los datos para ilustrar el proceso. Con el ambiente a veintitrés grados y la temperatura de la piel a treinta y cuatro; un hombre desnudo en reposo produce noventa vatios y pierde diecisiete por transpiración, once por conducción y convección, y ciento treinta y tres por radiación: el modelo nos indica que la pérdida predominante de calor se debe a la radiación y que la persona tendrá frío. Cuando el ambiente está a cuarenta y cinco grados, y la temperatura de la piel es treinta y siete, el mismo sujeto tendrá idéntica producción de calor –noventa vatios- a la que sumará ocho por conducción y convección y ciento nueve por radiación del ambiente; en este caso la transpiración se encargará de eliminar los doscientos siete vatios sobrantes.

La temperatura corporal está regulada principalmente por una región del cerebro, el hipotálamo; bajo su control, la sudoración comienza cuando la piel alcanza treinta y siete grados, y aumenta rápidamente a medida que la temperatura se eleva. Si la temperatura de la piel cae por debajo de treinta y siete grados se inicia una doble respuesta: para evitar las pérdidas caloríficas cesa la sudoración, se desencadena una vasoconstricción y se promueve la erección de los pelos y piel que aumenta el aislamiento; para aumentar la producción se provocan temblores musculares y se sintetizan las hormonas adrenalina, noradrenalina y tiroxina.

¡Admírese el lector inteligente! Tanto en el tórrido verano como en el gélido invierno su hipotálamo vela por él para que su temperatura corporal permanezca invariable.

Superfluidos

     Antes del año 1877 muchos científicos aseguraban que los gases oxígeno, nitrógeno e hidrógeno no eran licuables. Planteado el desafío pronto distintos físicos lo aceptaron: la carrera para obtener temperaturas más bajas había comenzado. Lous Cailletet y Raoul Pictet pisaron la primera meta: licuaron el oxígeno a ciento ochenta y tres grados bajo cero, el nitrógeno a ciento noventa y seis bajo cero, y el aire, a una temperatura intermedia; para conseguir hidrógeno líquido, James Dewar debió bajar a doscientos cincuenta y tres grados; marca que superó Heike Kamerlingh Onnes, en 1908, quien, a menos doscientos sesenta y nueve, licuó al helio, un nuevo gas recién descubierto.

     Y a tan bajas temperaturas (la más baja posible, doscientos setenta y tres grados bajo cero, corresponde al cero absoluto) los físicos comenzaron a observar fenómenos raros. Los átomos del helio líquido se mueven, por mucho que los enfriemos; un efecto que contradice a la teoría clásica -según ella los átomos deberían permanecer inmóviles en el cero absoluto, debido a que carecen de energía cinética-, y avala la teoría cuántica, porque, para ella, los átomos nunca se hallan completamente quietos. El hecho de que el helio no se vuelva sólido al enfriarlo –otra manera de decir que los átomos no permanecen inmóviles- es la forma más simple de manifestar las consecuencias de las extrañas leyes de la mecánica cuántica.

     Lograda a temperaturas muy bajas, la superfluidez es otra manera, quizá la más espectacular, de que los objetos visibles manifiesten efectos cuánticos. El helio (por razones técnicas lo califico como cuatro) superfluido contradice la idea intuitiva de cómo debe comportarse un líquido; porque fluye sin esfuerzo a través de obstrucciones que retardarían el flujo de un líquido normal y porque se mueve desafiando las leyes del rozamiento: fíjese el perplejo lector que las corrientes de un superfluido persisten, no desaparecen, y que, si hacemos que una vasija con helio cuatro gire lentamente, observaremos que el líquido no participa en la rotación. Y no crea que acaba aquí el asunto; cuando los físicos comenzaron a trabajar con metales a temperaturas extremadamente bajas (la mitad de una mil millonésima de grado por encima de cero es la menor temperatura conseguida): ¡nueva sorpresa! La resistencia que presentan al paso de la corriente eléctrica desaparece: los metales se vuelven superconductores. Pero ésta ya es otra historia.

Dos cerebros en uno

     En el reino animal, las facultades cerebrales tienden a encontrarse equitativamente repartidas en ambos hemisferios; no sucede así con los humanos. Juzgue el lector introspectivo el experimento que va a leer. Se ilumina la parte superior o la inferior de una pantalla y un sujeto debe predecir la parte que se va a iluminar; el experimentador impone que la luz aparezca en la parte superior ocho de cada diez veces, de forma aleatoria. Los individuos pronto se dan cuenta de que la parte superior se ilumina más a menudo y siempre tratan de descubrir la pauta; a pesar de que la adopción de esta estrategia significa aceptar el sesenta y ocho por ciento de las veces, cuando si apretaran sólo el botón superior acertarían el ochenta. Las ratas y otros animales aprietan únicamente el botón de arriba -así se comporta el hemisferio cerebral humano derecho-, no tratan de interpretar lo que sucede ni encontrarle significado, se limitan a acertar el ochenta por ciento. Cuando se le pide a la persona que explique el motivo de su elección… siempre encuentra una teoría, por descabellada que sea. El hemisferio cerebral izquierdo humano indaga el significado de los hechos, busca orden, aún cuando no exista, lo que le induce a cometer errores; tiende a generalizar en exceso, incluso construyendo a veces un pasado distinto del real: por ello los recuerdos verdaderos necesitan del hemisferio derecho, mientras que los falsos requieren de ambos. Lógicamente, el ingenioso e interpretativo hemisferio izquierdo tiene una experiencia consciente diferente de la exacta y literal del hemisferio derecho que se ocupa únicamente de la percepción.

     Los pacientes que tienen destruido el puente de unión entre ambos hemisferios cerebrales (técnicamente diríamos que su cuerpo calloso está seccionado) muestran una conducta excepcional. Si proyectamos una imagen en su campo visual derecho, -es decir, en su hemisferio izquierdo-, los sujetos describen lo que ven; pero cuando presentamos la misma imagen en el campo visual izquierdo dicen que nada ven, aunque señalan un objeto semejante al proyectado. Conclusión: el hemisferio derecho ve la imagen y realiza la respuesta motriz, pero resulta incapaz decir lo que ha visto. El experimento indica que cada hemisferio cerebral regula aspectos diferentes del pensamiento y de la acción: predomina el lenguaje en el izquierdo, mientras que el derecho sobresale en las tareas visuales y motoras. Los escritores ponderarán su cerebro zurdo, los pintores y escultores su cerebro diestro.