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!

Ósmosis

Es innegable la violencia potencial que caracterizaría una crisis de agua: porque alrededor de cuatro décimas partes de la población mundial vive en cuencas de ríos compartidas por varios países y porque la cantidad de agua disponible permanece constante a pesar de que la población mundial aumenta. Expertos de las Naciones Unidas han expresado sus temores de que estallen guerras por este infravalorado recurso, como las que se han desencadenado por el petróleo. Por estas razonas resulta un alivio saber que, en la segunda década del siglo XXI, la desalinización del agua marina ya proporciona agua potable suficiente para abastecer a una población de ciento ochenta millones de habitantes. ¿En qué consiste el proceso?

Para visualizar la ósmosis se puede hacer un experimento sencillo: tomemos una vasija que dividimos en dos partes separadas mediante una membrana especial (los técnicos la apellidan semipermeable porque permite el paso del agua y no de las sustancias disueltas); llenamos con agua uno de los receptáculos y vertemos una disolución azucarada en el otro. Comprobaremos que el agua fluye espontáneamente hacia el recipiente azucarado. Si, en vez de una disolución azucarada, colocáramos agua salada su lugar y le aplicáramos presión, el líquido fluiría en sentido inverso: desalinizaríamos agua marina convirtiéndola en potable; a nadie extrañará que los técnicos llamen ósmosis inversa a este proceso.

Las membranas de las células animales y vegetales operan de una manera análoga: dejan pasar las moléculas de agua (y de algunas moléculas pequeñas), aunque resultan impermeables para otras sustancias disueltas; sustancias que crean una presión (la presión osmótica) capaz de alcanzar grandes valores: sólo veinte gramos de azúcar disueltos en un litro de agua desarrollarían una presión que equilibraría una columna de agua de catorce metros de altura. El movimiento del agua a través de la membrana, sino se regula, puede conseguir que algunas células se arruguen y deshidraten por una pérdida excesiva del líquido, o bien que se hinchen, hasta reventar, por un aumento desmesurado. Debido a la ósmosis, el agua salada no quita la sed: porque las células de los riñones no pueden eliminar orina cuya presión osmótica sea superior a la de los tejidos, al contrario, eliminan más agua que extraen del cuerpo. También se debe a la ósmosis la acción de las sales purgantes: como la pared del intestino es semipermeable para ellas, extraen agua del interior del organismo hacia el intestino.

Sí, la ósmosis interviene en más lugares de lo esperado. 

¿Afecta el ejercicio a la memoria?

Una expedición invasora persa comandada por Darío amenaza con apoderarse de Grecia, hasta que, en el 490 antes de la era cristiana, choca con el ejército ateniense en la llanura de Maratón: los griegos vencen, la invasión se frustra y se abre una de las etapas de mayor creatividad cultural de la historia humana. El legado literario, artístico, filosófico, científico, político y hasta deportivo de Atenas ha servido de inspiración durante milenios. Volvamos a la batalla y entremos en la leyenda; los vencedores encargan a Filípides anunciar la inesperada victoria. Cuarenta y dos kilómetros separan el lugar de la contienda de la ciudad; el esfuerzo del corredor resulta tan inmenso que, cuando llega agotado a su destino, cae muerto. Heródoto, al escribir esta historia, pretende que no se desvanezca la memoria de los hechos públicos de los hombres, ni menos se oscurezcan sus grandes y maravillosas hazañas. Algo similar sucede con las nuevas neuronas que nacen en el hipocampo (estructura del cerebro humano localizada en el interior del lóbulo temporal, bajo la corteza): no sólo están implicadas en la formación de recuerdos, sino también en el olvido. Los investigadores sabían que el ejercicio físico promueve el nacimiento de nuevas neuronas en esta zona del cerebro; pero ahora han ampliado sus conocimientos: han demostrado que las neuronas nuevas que nacen en el hipocampo a lo largo de toda la vida, al integrarse en las redes neuronales existentes destruyen las conexiones antiguas y, por eso, algunos recuerdos previamente adquiridos se pierden. Esta producción sin fin explicaría por qué no recordamos los sucesos ocurridos en la infancia, una etapa en la que la tasa de nacimiento de nuevas neuronas es muy elevada: las neuronas recién nacidas competirían entre sí para integrarse en las redes de memoria, remodelándolas continuamente, lo que favorecería esa amnesia que acompaña a nuestros primeros años de vida.

La historia, que desmiente a la leyenda, nos dice que Filípedes no efectuó el primer maratón, sí, en cambio, corrió de Atenas a Esparta para pedir ayuda al ejército espartano: doscientos cuarenta interminables kilómetros en un día; aunque después de tal proeza me sorprende que no se olvidase hasta de su nombre. En fin… los maratones seguro que consiguen generar neuronas nuevas en el cerebro de los corredores a quienes, según la investigación mencionada, les resultaría más fácil olvidar sus desventuras. Sufrido lector, si tienes un desengaño amoroso, no bebas, corre, te ayudará a borrar la memoria.

¿Interviene la humedad en el bienestar?

Una antigua amiga, conocedora de mis extrañas aficiones (me encanta la ciencia a pesar de vivir en un país que la desdeña), me enseña un extraño artilugio que acaba de comprar. Me costó reconocer al psicrómetro -hace muchos años que no lo tenía en mis manos-, un hermoso y barato aparato que se usa para medir la humedad relativa de la atmósfera. ¡No!, no lo confunda el aficionado lector con el higrómetro que también mide lo mismo. La humedad relativa (el porcentaje de humedad) en el interior de una casa –que debe estar en el intervalo del treinta al cincuenta por ciento, según la Agencia de Protección Ambiental de EE.UU.- determina lo cómodo y saludable que resulta el aire para sus moradores. ¿El ambiente más agradable para nosotros? Entre cuarenta y cinco y cincuenta y cinco por ciento. Sí, debemos controlar la humedad de nuestro hogar: porque si es muy alta, ayuda al crecimiento de hongos y bacterias, que pueden afectar a nuestra salud; si baja mucho aumenta el riesgo de enfermedades, debido a que podemos sufrir sequedad en la piel, nariz o garganta, lo que provoca irritación y susceptibilidad a los patógenos. En resumen, debemos asegurarnos de que el porcentaje de humedad no sobrepase el cincuenta por ciento y no baje de treinta.

Convencido ya de la importancia de la humedad de la atmósfera para su bienestar quizá el curioso lector se haya preguntado por el significado de la humedad relativa; se define como la relación entre la cantidad de vapor de agua que contiene el aire y la máxima que podría tener (cuanto más se aproxima a cien más húmedo está). Habitualmente la cantidad de agua atmosférica se mantiene constante; si disminuye la temperatura, también lo hace la cantidad de agua máxima que puede contener el aire, hasta que la humedad relativa alcanza el cien por cien y el aire ya no admite más agua. Si, a pesar de todo, sigue bajando la temperatura, el exceso de vapor se condensa en agua; agua que se nota sobre el vidrio de una ventana cuando sucede el fenómeno en un local cerrado, o sobre las hojas y flores, si sucede en el exterior, y le llamamos rocío; incluso, si el ambiente desciende de cero grados, el vapor de agua pasa directamente al estado sólido formando la escarcha.

¡Parece increíble que el fenómeno que explica las gotas de rocío de una rosa intervenga en nuestro bienestar ambiental!

Inteligencia artificial

¿Podrían tener derechos las máquinas inteligentes? Prescinda de la emoción, el lector temperamental, por un momento, y use sólo la razón. No cambia la esencia humana de alguien si le trasplantamos un órgano artificial cualquiera, el corazón, por ejemplo; tampoco si le trasplantamos todas las vísceras: corazón, riñones, pulmones, intestinos... La calificación de humano permanecería inmutable si sustituimos los músculos y huesos. Vayamos ahora a un cambio de piel, es decir, de aspecto; si negamos la humanidad significa que todo se reduce a la fisionomía, si la afirmamos mostramos que no cuenta la apariencia externa. Nos queda únicamente el cerebro, el órgano donde reside la inteligencia, memoria, conciencia, sentimientos y emociones: hemos llegado a la conclusión que la esencia de la humanidad reside en el cerebro. Sigamos con la deducción. ¿Importa entonces que el cuerpo sea orgánico o metálico? Si en el cerebro reside la conciencia, una máquina a la que se le hubiera trasplantado un cerebro sería un ser humano, ¿o no? ¿Dónde falla el razonamiento? Todavía falta dar un paso más. Se prescinde del cerebro, pero toda la información almacenada en él se traspasa a una máquina capaz de comunicarse, ¿no tendría entonces la máquina los mismos derechos que el ser humano original?

En estas y otras reflexiones me había entretenido cuando me enteré que el 7 de junio de 2014 la Royal Society de Londres organizó un concurso: unos jurados debían examinar, de manera anónima y mediante una conversación escrita de cinco minutos, a varias personas y programas informáticos. Los examinadores tenían que adivinar quién era máquina y quién humano. Se trataba de verificar lo que en términos técnicos llamamos test de Turing, una prueba propuesta por el matemático Alan Turing a mediados del siglo XX para demostrar la existencia de inteligencia en una máquina. Eugene Goostman, un programa informático que responde a cualquier pregunta con una naturalidad pasmosa, consiguió que un tercio de los jurados creyesen que era humano. Lo confundieron con un joven nacido en Odessa (Ucrania) hace trece años. Según los organizadores se trata de la primera inteligencia artificial; porque ese era el reto, si una máquina lograba superarlo, significaría que era capaz de pensar. ¿La crítica? El test se fundamenta en la hipótesis de que, si un ser se comporta como inteligente, entonces es inteligente.

¡Ah!, me olvidaba, Goostman fue programado en 2001 y desde entonces ha ido perfeccionando sus habilidades. ¡Bienvenido al mundo, Eugene!