Maracuyá, ¿la fruta de qué pasión?

Por Iñaki Hormaza y Mar Gulis (CSIC)*

Tiene una pulpa jugosa salpicada de semillas comestibles y su sabor es una atractiva mezcla de ácido y dulce. El maracuyá, también conocido como fruta de la pasión, es muy preciado en alta cocina, la repostería y la preparación de zumos y cócteles. Además de sus innegables propiedades gustativas y nutricionales (contiene carotenos y vitaminas A y C), muchas personas le suelen atribuir cualidades afrodisíacas. Pero, ¿qué pasión da realmente nombre a esta pequeña fruta de estimulante aroma? La respuesta está en su flor y en un encuentro que aconteció hace unos cuatrocientos años.

Flor del maracuyá/ Iñaki Hormaza

A comienzos del siglo XVII Manuel de Villegas, un fraile agustino proveniente de América, se presentó en el Vaticano ante el teólogo Giacomo Bosio con una sorprendente flor seca. Bosio quedó impresionado por su insólita estructura y comenzó a recopilar información sobre ella. Una de las primeras citas que encontró fue la de Francisco Hernández de Toledo, un naturalista y médico español de la corte de Felipe II que dirigió una expedición a la Nueva España de 1570 a 1577 y que menciona la planta como “granadilla”. El teólogo también leyó a José de Acosta, quien en su Historia Natural y Moral de las Indias recoge que: “la flor de granadilla es tenida por cosa notable; dicen que tiene las insignias de la Pasión, y que se hallan en ella los clavos y la columna y los azotes, y la corona de espinas y las llagas, y no les falta alguna razón, aunque para figurar todo lo dicho, es menester algo de piedad, que ayude a parecer aquello; pero mucho está muy expreso, y la vista en sí es bella, aunque no tiene olor. La fruta que da llaman granadilla, y se come, o se bebe, o se sorbe, por mejor decir, para refrescar; es dulce, y a algunos les parece demasiado dulce”. Bosio estaba preparando un tratado sobre la pasión de Cristo, y, utilizando estas referencias más su propia observación, decidió bautizar el maracuyá como fruta de la pasión. Así, asoció su forma a diferentes momentos del pasaje bíblico, nada más lejos del significado erótico o afrodisíaco en el que la mayoría pensamos cuando hablamos de esta planta tropical.

Una flor bíblica

¿Qué significa según Bosio cada parte de esta flor? En la base, sus cinco pétalos y cinco sépalos, que son similares, representarían a los diez apóstoles que estaban presentes en el momento de la crucifixión; todos menos Judas el traidor y Pedro, que negó a Jesús. Sobre los pétalos, círculo de filamentos que corresponden a sépalos modificados, aludirían a la corona de espinas. Los tres estigmas simbolizarían los tres clavos, mientras que la pieza central, el estilo, se asociaría a la columna en la que Cristo fue azotado. Los cinco estambres se corresponderían con las cinco llagas o heridas recibidas.

En 1745, años después de realizar esta interpretación religiosa, Linneo estableció el actual género Passiflora, dentro del cual describió 22 especies. Actualmente incluye unas 400 especies presentes fundamentalmente ​en América tropical y subtropical, con unos pocos representantes en Asia y Oceanía. La especie más conocida dentro del género es Passiflora edulis, el maracuyá, originario de la Amazonía de Perú, el sur de Brasil, Colombia, Paraguay y norte de Argentina. La palabra maracuyá deriva del guaraní Mburucuyá, aunque rápidamente se empezó a conocer como pasiflora y pasionaria. También se conoce con otros nombres como granadilla, parcha, o parchita, que es el nombre que se usa en las Islas Canarias.

Planta de maracuyá cultivada en Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea “La Mayora” (CSIC-Uma), ubicado en Málaga/ Iñaki Hormaza

Maracuyá ibérico

El maracuyá y otras especies e híbridos de frutas de la pasión se cultivan en regiones con clima tropical o subtropical. La mayoría son plantas trepadoras que pueden llegar a crecer hasta unos 10 metros. El color del fruto es variable desde morado a amarillo y en su interior hay numerosas semillas comestibles.

El principal país productor es Brasil, con más del 50% de la producción mundial, seguido por Ecuador y Colombia. La producción española es muy limitada y está concentrada en las Islas Canarias, por eso existe un creciente interés por su cultivo en la península. En el Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea “La Mayora”, centro mixto del CSIC y la Universidad de Málaga, se están evaluando diferentes especies y variedades con el objetivo de incentivar la producción de maracuyá en la Europa continental, del mismo modo que se cultivan otros frutos tropicales y subtropicales como el aguacate, el mango, la chirimoya, el litchi, la carambola o la papaya. La producción de todos ellos en esta zona se caracteriza por la sostenibilidad. Se apuesta por una producción local capaz de llegar a los mercados europeos en unas pocas horas. Esto permitiría a los consumidores disponer de frutas exóticas de alta calidad producidas en lugares próximos, lo cual evitaría el transporte desde otros continentes y con ello una reducción de la huella de carbono considerable.

 

* Iñaki Hormaza es investigador del CSIC en el Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea “La Mayora”, centro mixto del CSIC y la Universidad de Málaga.

 

Las dos medallas del Nobel que escaparon a los nazis

Por Mar Gulis (CSIC)*

9 de abril de 1940: el químico húngaro George Hevesy, conocido por haber descubierto el hafnio, acude como cada mañana a su trabajo en el Instituto de Física Teórica de la Universidad de Copenhague, Dinamarca. No es un día como cualquier otro: Alemania está invadiendo el país. Los ataques han comenzado durante la madrugada y el gobierno danés, consciente del desequilibrio de fuerzas, no ha tardado en presentar la rendición.

A su llegada, Hevesy encuentra a Niels Bohr, premio Nobel de Física en 1922 y director del instituto. El ‘padre’ de la mecánica cuántica está preocupado. No es ser hijo de madre judía lo que le inquieta en ese momento –al fin y al cabo, al nacer fue bautizado en el catolicismo–, sino que los ocupantes encuentren lo que obra en su poder. Bohr esconde las medallas del premio Nobel de dos físicos alemanes que, de una u otra forma, se han significado como opositores al régimen nazi: Max Von Laue, galardonado en 1914 por sus trabajos en cristalografía de rayos X, y James Franck, premiado en 1925 por sus investigaciones sobre el comportamiento de los electrones. Ambos han depositado sus condecoraciones en el instituto precisamente para evitar que caigan en manos de las autoridades de su país.

Se trata de un legado demasiado comprometedor. La Alemania de Hitler castiga incluso con la pena de muerte sacar oro del país; y las medallas están hechas con 200 gramos de oro de 23 quilates cada una. Franck, de origen judío, vive exiliado en Estados Unidos, pero Von Laue permanece en Alemania. “El nombre de Laue estaba grabado en la medalla, su descubrimiento por las fuerzas invasoras habría tenido muy serias consecuencias para él”, escribe Hevesy acabada la Segunda Guerra Mundial.

De izquierda a derecha: James Franck, Max Von Laue, George Hevesy y Niels Bohr.

Hay que darse prisa. El húngaro propone enterrar los metales, pero Bohr teme que alguien pueda descubrirlos. Entonces, echan mano de sus conocimientos sobre química. El oro es inalterable por el aire, el calor, la humedad y la mayoría de los elementos químicos, pero puede disolverse con agua regia, una combinación de una parte de ácido clorhídrico y tres de ácido nítrico.

Hevesy se pone manos a la obra y pasa la jornada encerrado en el laboratorio disolviendo las medallas. No es un trabajo fácil: “El oro es extremadamente no reactivo y difícil de disolver”, cuenta años después a Von Laue. Mientras tanto, en las calles de Copenhague ya desfilan las tropas invasoras.

Hasta 1980 todas las medallas del premio Nobel fueron acuñadas en oro de 23 quilates.

Cuando los nazis ocupan el instituto no advierten nada sospechoso. En 1943, Bohr y Hevesy, que acaba de recibir el Nobel por el estudio de organismos vivos mediante trazas radioactivas, parten al exilio. Temeroso de que Alemania se adelante en la carrera armamentística, el primero acaba en Estados Unidos colaborando con el proyecto Manhattan, que da lugar a la primera bomba atómica.

El oro permanece disuelto en agua regia hasta el fin de la guerra. Tras su regreso a Dinamarca, Bohr lo recupera y en 1950 lo envía a la Real Academia Sueca de Ciencias junto con una carta en la que explica lo sucedido. La Fundación Nobel refunde el metal y acuña con él nuevas medallas similares a las originales. Frank recibe el galardón en 1952 en una ceremonia celebrada en la Universidad Chicago. El relato más extendido sostiene que Von Laue también ‘recupera’ su medalla, aunque de esto no queda registro oficial.

 

* Si quieres descubrir más historias sorprendentes relacionadas con la química, consulta la web de la Yincana Virtual Entre Matraces, organizada por el Instituto de Química Médica del CSIC en colaboración con la FECYT. 

Bacterias, arañas, polillas: conoce a tus inseparables compañeros de piso

Por Mar Gulis (CSIC)

Si piensas que en tu casa solo vives tú o, como mucho, otras personas, te equivocas. Tu hogar está lleno de vida: multitud de especies, más o menos pequeñas o más o menos inofensivas, pueblan todos sus rincones, desde el recibidor a la cocina.

Hay compañía doméstica desde el momento en que pisas el domicilio, ya que en una suela de zapato suele haber unas 400.000 colonias de bacterias e incluso, a veces, pequeños artrópodos; seres a los que acabas de abrir la puerta de casa y, parte de los cuales, se instalarán en ella. Por esta razón, en algunas culturas se exige descalzarse para entrar en las viviendas, una costumbre cada vez más extendida por estos lares.

Este es solo uno de los datos que incluye Biodiversidad doméstica. Compañeros de piso, una exposición itinerante elaborada por el Museo Nacional de Ciencias Naturales del CSIC. La muestra realiza un recorrido por las distintas estancias de una casa y va arrojando datos sobre los seres vivos que podemos encontrar en cada una de ellas.

Cartel de la exposición Biodiversidad doméstica. Compañeros de piso

Supongamos que después de entrar a casa vamos al baño. Al contrario de lo que podría parecer, allí encontraremos más bacterias en el suelo que en la taza del retrete. Las especies más habituales en el primero serán las Rhodobacterias y las Rhizobacterias, mientras que las de los sanitarios serán del tipo Clostridium, relacionadas con el sistema digestivo.

En esta estancia probablemente también hallemos bacterias relacionadas con la piel, como Staphyloccocus y Streptococcus, y especies más grandes en tamaño pero totalmente inofensivas. Es el caso del pececillo de plata, que se pasea por suelos y rendijas, y los opiliones, animales parecidos a las arañas pero con patas extremadamente largas que deambulan por nuestra bañera o plato de ducha. ¿Hablamos del cepillo de dientes? De momento, quedémonos con la idea de que es mejor no compartirlo con otras personas.

Opilion, especie que frecuenta los baños

 

Ácaros durmientes

Vayamos ahora al dormitorio, a echar una pequeña siesta por ejemplo. En la cama nos esperará un nutrido cortejo de bacterias Streptococcus mutans y el rey de los colchones: el conocido ácaro del polvo (Dermatophagoides pteronyssinus), que suele estar presente también en otros elementos de la casa, como moquetas y sofás. Cuando nos durmamos, otra familia de ácaros se paseará por nuestra cara: se trata de Demodex folliculorum, un ser vivo con la fea costumbre de vivir dentro de nuestros folículos pilosos –justo por encima de la raíz del cabello– y salir al exterior durante estos periodos de reposo en los que nos encontramos en los brazos de Morfeo.

Demodex folliculorum saliendo del folículo piloso/Sciencephotolibrary

Pero la estancia con más vida de nuestro hogar es la cocina. Los suculentos restos de comida que permanecen allí por más que limpiemos son un fuerte atractivo para gran cantidad de especies. En el estropajo, por ejemplo, podemos encontrar hasta 20 familias diferentes de bacterias y en otras partes no nos sorprenderá ver organismos más grandes como hormigas, moscas y cucarachas. Las primeras no son peligrosas, pero no podemos decir lo mismo del resto. De hecho, las cucarachas, de las que existen en el mundo 3.500 especies, son uno de los organismos más resistentes que se conocen. Además pueden propagar enfermedades como la disentería o el cólera.

Otro organismo típico de la cocina con el que debemos tener cuidado es el moho, cuyas esporas se dispersan por el aire y pueden provocar reacciones alérgicas y problemas respiratorios, así como llegar a producir sustancias cancerígenas (como la aflatoxina).

 

El objeto más sucio de nuestro hogar

Tampoco estaremos solos o solas en el salón. Allí hay dos objetos que reúnen un gran número de especies: el mando a distancia y el teléfono. Numerosos estudios han puesto de manifiesto que el control remoto de la televisión es uno de los objetos más sucios de un hogar, un hotel o un hospital. Entre otras cosas, sobre él podemos encontrar restos de orina, de otros fluidos humanos y hasta de heces, todos ellos asociados a gran cantidad de bacterias y virus. Parece que eso de lavarse las manos después de visitar el baño no es una práctica tan habitual.

Estos son algunos ejemplos de la biodiversidad de nuestros hogares, pero no podemos olvidarnos de otros como las polillas, cuyas larvas se alimentan de nuestras prendas de ropa; los piojos, que pueden habitar en nuestros cabellos y de los que existen tres tipos de especies según prefieran vivir en nuestra cabeza, cuerpo o pubis; o las arañas, que a pesar del miedo que suscitan a algunas personas, pueden resultar beneficiosas porque se alimentan de otros insectos que sí serían nocivos o molestos.

No hay que asustarse, la mayoría de estas especies son inocuas y llevamos mucho tiempo conviviendo con ellas. Pero no viene mal tener buenos hábitos de higiene personal y una adecuada limpieza en las diferentes estancias de nuestro hogar. ¡Ah!, y si tienes pensado alojarte en algún hotel en tus próximas vacaciones, tal vez sea mejor disfrutar del entorno que coger ese mando a distancia que reposa sobre la mesa para ver la televisión.

 

La exposición Biodiversidad doméstica. Compañeros de piso es una idea original del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN) del CSIC y esta comisariada por A. Valdecasas, investigador del MNCN.

Radio cognitiva, la tecnología que hará más eficientes nuestros móviles

José M. de la Rosa (CSIC)*

Nos encontramos en los albores de la mayor revolución tecnológica que ha conocido la humanidad. Las primeras décadas del siglo XXI serán recordadas por la expansión de las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC) y de dispositivos como los teléfonos móviles, las tablets y los ordenadores personales. Gracias a ellos podemos acceder a la información a través de internet de una forma ubicua y con velocidades de conexión cada vez mayores.

Este desarrollo sin precedentes se debe en gran medida a la microelectrónica y los chips. Estos microingenios han evolucionado en los últimos 50 años de manera exponencial según la ley de Moore, y contienen miles de componentes en unos pocos nanómetros. Una de las consecuencias de este escalado es la integración de la microelectrónica en objetos de uso cotidiano, que ha dado lugar al denominado Internet de las cosas, IoT por sus siglas en inglés.

La computación neuronal artificial ya se ha comenzado a utilizar en algunos dispositivos comerciales

IoT comprende la interconexión de miles de millones de entidades ciberfísicas con una estructura híbrida software/hardware capaces de comunicarse entre ellas sin necesidad de intervención humana. La educación a través de plataformas de enseñanza virtual, la teleasistencia sanitaria personalizada, las operaciones bursátiles automatizadas, las redes energéticas inteligentes, la robotización en procesos industriales y redes de transporte, o los vehículos autónomos, son solo algunos ejemplos del sinfín de aplicaciones de IoT, cada vez más presente en nuestras vidas.

Para una implementación adecuada del Internet de las cosas se requiere el desarrollo de dispositivos electrónicos seguros y eficientes, tanto en coste como en consumo de energía. Tales dispositivos deben estar dotados de una cierta inteligencia y autonomía para poder tomar decisiones en tiempo real y ser robustos frente a las condiciones del medio en que se van a desenvolver. Y para que esto ocurra es necesario desarrollar tecnologías que hagan viable la construcción de un puente sólido entre el medio físico (real) y su versión virtualizada (digital).

Del 1G al 5G

Microfotografía de un chip del Instituto de Microelectrónica de Sevilla/ IMSE (CSIC-US)

Una de esas tecnologías para ‘construir puentes’ son las comunicaciones móviles. Hace poco más de un par de décadas, los terminales móviles eran simplemente teléfonos inalámbricos, cuya única funcionalidad era la transmisión de voz (primera generación o 1G), a la que se añadió posteriormente la transmisión de SMS en la segunda generación (2G), con velocidades de transmisión de unos pocos de kilobits por segundo. Con el desarrollo del 3G, los móviles pasaron a ofrecer servicios multimedia y conexión a internet de banda ancha con velocidades de acceso de varios Megabits/s (Mb/s). En la actualidad, la mayoría de las redes operan con terminales móviles de cuarta generación (4G), que permiten alcanzar velocidades de hasta centenares de Mb/s, y ya se empieza a implantar la red 5G, con velocidades de Gigabits/s (Gb/s).

Sin embargo, las comunicaciones móviles tienen un problema: las bandas del espectro electromagnético por donde se propagan las ondas radioeléctricas con la información transmitida por muchos aparatos electrónicos se pueden saturar y convertirse en un cuello de botella para la implementación práctica de IoT. Esto ha motivado la investigación y desarrollo de tecnologías para hacer un uso más eficiente y sostenible del espectro electromagnético. Una de ellas es la denominada radio cognitiva o CR por sus siglas en inglés.

En esencia, la radio cognitiva se basa en la convergencia de tecnologías de comunicación y de computación que permiten ajustar de forma autónoma y transparente para el usuario los parámetros de transmisión y recepción de los dispositivos electrónicos en función de la información que detectan del entorno radioeléctrico donde se utilizan. Para ello, dichos dispositivos han de incluir sistemas de comunicaciones en los que la digitalización (transformación digital de las señales que portan la información) se realice lo más cerca posible de la antena (tanto en el receptor como en el transmisor). Así, el procesamiento de la información se hace mediante software y puede ejecutarse en un microprocesador digital. Esto aumenta significativamente el grado de programabilidad y adaptabilidad de los terminales móviles a diferentes modos o estándares de comunicación.

Inteligencia artificial en nuestros móviles

Además de un sistema de comunicación basado en software, la radio cognitiva requiere del uso de algoritmos de inteligencia artificial (IA) para identificar de forma automática la banda óptima del espectro electromagnético en la que se pueda transmitir mejor la información. Con la inteligencia artificial se maximiza la cobertura, se minimiza el efecto de las interferencias y se incrementa la durabilidad y la vida útil de la batería, entre otras muchas ventajas.

Sin embargo, los microprocesadores empleados en dispositivos convencionales resultan ineficientes para realizar las tareas de inteligencia artificial requeridas en sistemas de radio cognitiva. Al llevarlas a cabo, estos dispositivos consumen mucha energía y reducen la durabilidad de la batería. Esto ha motivado la investigación de alternativas como los procesadores neuromórficos, los cuales realizan el tratamiento de la información inspirándose en el cerebro humano.

Esquema de funcionamiento de un procesador neuromórfico/ José M. de la Rosa

Hay tareas computacionales, como el cálculo, en las que los procesadores convencionales son más eficientes que el cerebro, pero otras, como el reconocimiento de patrones, son ejecutadas mejor por los sistemas neuronales. Es lo que ocurre, por ejemplo, en el reconocimiento facial, que el ojo y el cerebro humanos realizan de forma mucho más eficaz en términos de velocidad, precisión y consumo energético. En el caso de la radio cognitiva, los procesadores neuromórficos deben encargarse de reconocer patrones de señales radioeléctricas, que son las que transmiten la información en la telefonía móvil.

De hecho, la computación neuronal artificial ya se ha comenzado a utilizar en algunos dispositivos comerciales. Por ejemplo, la compañía Apple incorpora módulos neuronales de aprendizaje automático (o Machine learning) en sus procesadores más recientes incluidos en los últimos modelos de iPhone. Estos dispositivos contienen 8.500 millones de transistores integrados en una tecnología de 7 nanómetros. Otras compañías como Intel y Qualcom han desarrollado procesadores neuromórficos fabricados también en tecnologías nanométricas.

Aunque aún se está lejos de desarrollar ordenadores completamente basados en procesamiento neuronal, hay un interés creciente por integrar la inteligencia artificial en el hardware de los dispositivos. Esta es una de las líneas de investigación en las que se trabaja en el Instituto de Microelectrónica de Sevilla (CSIC-US). En un futuro, se espera poder incorporar procesamiento neuromórfico en chips de comunicaciones que hagan posible la realización de dispositivos IoT/5G más eficientes gracias al uso de la radio cognitiva.

*José M. de la Rosa es investigador del Instituto de Microelectrónica de Sevilla, centro mixto del CSIC y la Universidad de Sevilla.

¡Sabandija! Humanos y animales unidos por la metáfora

Por Mar Gulis (CSIC)

Seguramente te han dicho alguna vez que eres un lince, o si hablas mucho te habrán llamado cotorra, y tú quizás hayas insultado a alguien llamándole burro… ¿Te has parado a pensar la cantidad de veces que utilizamos los nombres de animales para describir nuestro aspecto o comportamiento? Puede que los uses en tu día a día y probablemente no te hayas dado cuenta de que los animales se convierten en prototipos de los rasgos psicológicos de las personas. Además, con frecuencia las connotaciones negativas predominan sobre las positivas: por ejemplo, cuando tildamos a una mala persona de alimaña o de rata; o cuando interpretamos que los reptiles son desagradables y que los insectos son molestos, mientras que las aves cantan bien. Y nombres genéricos como animal o bestia se identifican de nuevo con rasgos negativos del ser humano. Sin embargo, la tendencia actual es usarlos en clave positiva junto a bicho o monstruo.

Portada del libro ¡Es un animal! La animalización de ser humano: historias de metáforas cotidianas, de José Luis Herrero Ingelmo

Un total de 320 nombres han sido analizados por José Luis Herrero Ingelmo, historiador de Lengua Española, en el libro ¡Es un animal! La animalización de ser humano: historias de metáforas cotidianas, de la Editorial CSIC. Para explicar nuestro propio mundo, los seres humanos recurrimos a la metáfora. Pero no se trata solo de una figura retórica. Como apunta el autor, este uso de los animales en nuestra lengua consiste en sustituir un adjetivo por un sustantivo para que el hablante pueda reflejar expresividad, intensidad o ironía. Por ejemplo, animales como el zorro son asociados a personas de dudosa moralidad (por no hablar de zorraver RAE). El buey o el toro sirven para denominar al cornudo, la vaca es la persona obesa y el búfalo alguien agresivo. El ciervo también mantiene relación con la infidelidad. Y si el asno o la mula apuntan a la escasez de entendimiento o la terquedad, los primates están relacionados con la fealdad y la brutalidad. Por su parte, el elefante remite al tamaño grande, lejos de cualquier connotación positiva.

Pero sin duda es el cerdo el animal que lo tiene todo: defectos físicos como la suciedad, psicológicos como la grosería y morales como la maldad. Además, al ser un nombre muy utilizado, está presente la sinonimia, ya que como destaca el autor se habla de puerco, marrano, cochino, cerdo, chancho, gorrino y guarro. En este breve repaso podemos ver que, si nos fijamos en el sentido metafórico de las expresiones que utilizamos, los mamíferos son los peor parados.

Reptiles como la sabandija o la víbora representan a las malas personas; y los gusanos, que se arrastran por la tierra, se relacionan con las “personas despreciables”, comenta el autor. Sin embargo, en el mundo de las aves ocurre todo lo contrario: valores positivos como el poderío o la audacia se ven reflejados en el águila, o en el gallo como alguien presuntuoso, pero también aquellas personas que cantan bien como el canario. En este menú de calificativos también está presente la torpeza, asociada al ganso o al pato, o la escasa altura de los pingüinos, el loro o el papagayo para las personas habladoras, el cuervo para alguien que se aprovecha, e incluso, la urraca para quien roba.

Por su parte, insectos como el abejorro o la mosca son molestos, y algunos como la cucaracha se utilizan para describir a las malas personas. Tampoco se libran los arácnidos ni los peces. Las arañas representan a los ladrones o cobardes. La sardina o el bacalao se asocian a la delgadez, y los necios al besugo. Los crustáceos siguen el mismo esquema: el caracol es una persona solitaria, lenta o cornuda. Y los anfibios como el sapo son feos.

La lista sería infinita. Incluso hay metáforas que comparten significados tanto negativos como positivos, según el ámbito geográfico en el que se utilicen. Por ejemplo, Herrero Ingelmo señala que el buey es la “persona tonta” en México mientras que en Puerto Rico se refiere al “amigo fiel”. Las asociaciones responden a prototipos de animales que representan distintos rasgos físicos o de personalidad.

El mundo animal ha estado muy presente a lo largo de nuestra historia, desde un sentido práctico en el mundo de la alimentación o la vestimenta, hasta el socio-afectivo en el caso de los animales de compañía. También en su relación con el pensamiento ético y simbólico, ya que han sido utilizados en el ámbito de las creencias, mitos, filosofía o literatura. Como hemos visto en este breve repaso de las metáforas que utilizamos frecuentemente con animales, también están presentes en nuestro lenguaje, y no solo lo enriquecen para bien o para mal, sino que los utilizamos para definirnos a nosotros mismos.

Te mostramos en un minuto las mejores imágenes científicas de FOTCIENCIA17

Por Mar Gulis (CSIC)

La extraordinaria anatomía de los caballitos de mar retratada a través de cuatro técnicas lumínicas, una imagen de microscopio que nos muestra los grandes ojos compuestos de los mosquitos o los surcos geométricos de un cultivo sostenible de cebada observados desde un dron. Estas son algunas de las siete propuestas seleccionadas en la 17ª edición de FOTCIENCIA, una iniciativa del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT), con apoyo de la Fundación Jesús Serra, que trata de acercar la ciencia a la sociedad mediante la fotografía.

Las enormes antenas en forma de abanico que algunas luciérnagas de Brasil utilizan para detectar las feromonas del sexo opuesto o la asombrosa estructura del nanoplancton marino amenazado por el cambio climático en el Mediterráneo son otros de los fenómenos reflejados en las imágenes, que han sido escogidas por un comité compuesto por profesionales relacionados con la fotografía, la microscopía y la comunicación científica.

Las dos fotografías restantes llaman nuestra atención sobre los microplásticos que se encuentran en los organismos que constituyen la base de la cadena trófica marina y que llegan a los consumidores finales, los seres humanos, así como sobre el hecho de que la naturaleza es química y que la química está en la naturaleza. Puedes ver todas ellas en el vídeo que acompaña a este post.

Con estas imágenes y una selección más amplia de entre las cerca de 450 presentadas, próximamente se realizará una exposición itinerante y un catálogo.

Para saber más sobre las imágenes escogidas, pincha aquí.

En esta 17ª edición, FOTCIENCIA se ha sumado a los 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible declarados por Naciones Unidas.

La hipótesis de la abuela: el papel de la menopausia en la evolución humana

Antonio Rosas (CSIC)*

La especie humana cuenta entre sus muchas singularidades con una elevada capacidad reproductiva; y eso a pesar de que nuestro desarrollo individual es muy lento. Los humanos tenemos un largo periodo de crecimiento, con lo que pasan muchos años hasta llegar a la edad adulta. ¡Que se lo digan hoy a algunos padres! Por lo general, en las especies en las que las crías maduran muy despacio, como es el caso de los grandes simios, los intervalos entre nacimientos se alargan mucho, lo que en última instancia se traduce en una baja tasa de reproducción. En las especies cuyos miembros maduran más deprisa, las hembras quedan encintas más rápidamente, con intervalos entre nacimientos más reducidos.

Una simple comparación con nuestros primos evolutivos nos ilustra. Las hembras de los grandes simios (orangutanes, gorilas y chimpancés) comienzan su reproducción a una edad promedio de unos 13 años, mientras que los humanos en las sociedades de cazadores recolectores tienen su primer hijo alrededor de los 18-20 años (en las sociedades modernas esta edad se ha retrasado considerablemente). A su vez, la lactancia de los simios puede llegar hasta ocho largos años, de modo que una hembra no podrá concebir hasta pasado ese tiempo.  Es decir, vienen pocos bebés de chimpancé al mundo.

Según esta lógica, una baja natalidad tendría que ser aún más exagerada en el caso humano, con prolongados intervalos entre nacimientos. Sin embargo, la realidad es bien distinta. En promedio, el periodo de lactancia humana dura entre 2,5 y 3,5 años en sociedades preindustriales. Pasado este tiempo, la fisiología femenina permite reiniciar la ovulación y la mujer puede quedar encinta de nuevo. En las sociedades más avanzadas estos parámetros biológicos se están alterando muy rápidamente por diferentes efectos culturales, los avances médicos y asuntos económicos. Sea como fuere, las densidades de población humana pueden llegar a ser muy elevadas, a pesar de su largo periodo de crecimiento.

¿Qué ha ocurrido en la evolución humana para que se haya acortado tanto el intervalo entre nacimientos? Para dar respuesta a esta pregunta tendremos que dar un rodeo y acabar por entender el significado evolutivo de la menopausia ¡Cosas de la biología!

Los 13 de El Sidrón

Recreación de los 13 individuos neandertales del yacimiento de El Sidrón, en Asturias. © De la exposición ‘Los 13 de El Sidrón’/ Albert Álvarez Marsal

Una característica esencial del ciclo vital humano radica en una larga longevidad, lo que se traduce en que las mujeres presentan un largo periodo de vida tras el cese de su ciclo menstrual. Es decir, la vida femenina continúa durante décadas aun cuando ya no se producen óvulos (las células reproductoras). Esta peculiaridad humana representa una excepción en la naturaleza, tan solo compartida con algunas especies de ballenas. Prácticamente la totalidad de los vertebrados mueren poco después del cese de su función reproductora. Los grandes simios, por ejemplo, llegan a la edad senil en torno a los 40 años y apenas sobreviven a su periodo fértil. Las mujeres –y las hembras de orcas y calderones–, por el contrario, viven muchos años tras la menopausia.

Para los teóricos de la evolución este hecho exige una explicación, ya que los rasgos más característicos de las especies suelen ser adaptaciones resultado de la selección natural. ¿Por qué la longevidad humana ha evolucionado más allá del cese de la fertilidad femenina? Si la menopausia es una adaptación, ¿qué ventaja proporciona? Para explicar la supuesta ventaja selectiva de una duración inusual de la vida post reproductiva se ha formulado lo que se conoce como lahipótesis de la abuela.

Esta hipótesis propone que las hembras en edad post reproductiva (tras la menopausia, cuando ya no pueden tener más hijos) aún pueden fomentar su contribución genética a las generaciones futuras. ¿Cómo? Pues ayudando a la descendencia de sus hijos; es decir, a sus nietos, quienes portarán algunos de los genes de su abuela. La hipótesis de la abuela se fundamenta en el hecho de que con la edad y el deterioro fisiológico la reproducción de las mujeres se hace más costosa. Si en vez de reproducirse, esa energía se desvía en ayudar a los nietos, eso contribuye mejor a asegurar la pervivencia de sus genes. Como refuerzo, la ayuda a los familiares estrecha los lazos sociales y garantiza una mejora en la adquisición de recursos.

Superabuela

‘Superabuela’/Joly Navarro Rognoni, en Abueland, una plataforma con viñetas para reflexionar desde el humor sobre la conciliación y el valor de los cuidados que ejercen los abuelos y las abuelas

Por tanto, la hipótesis de la abuela trata de explicar cómo en circunstancias ecológicas donde los juveniles no pueden obtener sus alimentos de forma eficiente, el cuidado provisto por mujeres en periodo post fértil eleva la tasa de reproducción del grupo. Tal incremento se obtiene al favorecer en las hembras en período fértil el acortamiento del intervalo entre nacimientos. El papel de las abuelas permite a las mujeres jóvenes concentrarse en la cría de los aún lactantes y luego, tras el destete, traer al mundo nuevos hijos, despreocupándose en buena medida del cuidado de los ya creciditos. Volviendo al inicio del artículo, la hipótesis de la abuela ayuda explicar el éxito reproductivo humano a la vez que justifica la gran longevidad humana. Hembras más longevas ayudan a dejar más descendientes portadores de sus genes de modo que aumentan la longevidad de las posteriores generaciones. Así, una larga supervivencia post reproductiva es favorecida por la selección natural.

A una escala más cercana, en los últimos tiempos hemos presenciado cómo la contribución de los abuelos a la crianza de los hijos es manifiesta. Sobre ellos reposa, a veces con un claro sesgo abusivo, la carga de los nietos. Para colmo, en la última gran crisis económica a principios del siglo XXI la contribución de la pensión de los abuelos a la economía de los hijos se ha revelado como fundamental, siendo lógicamente los nietos los grandes beneficiarios. Queda demostrado que en todas las escalas: la evolutiva, la social y la económica, los abuelos y las abuelas son agentes esenciales de la biología y la cultura humana.

*Antonio Rosas es director del grupo de Paleoantropología del Museo Nacional de Ciencias Naturales del CSIC.

 

 

¿Sabías que la herrumbre (si es muy pequeña) tiene muchos usos médicos?

Por Fernando Herranz (CSIC)*

El tamaño sí que importa y lo cierto es que la herrumbre, el hierro oxidado que puede terminar apareciendo en piezas metálicas al estar tiempo sometidas a las condiciones atmosféricas, deja de ser una molestia si la empleamos a escala nanométrica. No solo eso, sino que cuando su tamaño es muy pequeño –justo antes de llegar al mundo de los átomos y las moléculas– algunos compuestos de la herrumbre –hidróxidos y óxidos de hierro– pueden utilizarse para diagnosticar enfermedades o tratar el cáncer.

Herrumbre

No hay duda de que a escala macroscópica la herrumbre constituye un serio problema, tanto a nivel estético –cuando afecta a superficies pintadas– como estructural ­–ya que, si penetra en profundidad, el metal presenta una resistencia mecánica mucho menor–. Esto explica la variedad de productos que se venden para evitar la formación de herrumbre o facilitar su eliminación.

Sin embargo, compuestos como la magnetita, uno de los óxidos más presentes en la herrumbre, tienen numerosas aplicaciones en el ámbito de la nanotecnología. Esta rama de la ciencia consiste en la producción y manipulación de materiales a escala nanométrica, es decir, que tienen al menos una dimensión de alrededor de 100 nanómetros (nm). A esta diminuta escala, empezamos a ver cosas muy curiosas que hacen que el óxido de hierro presente nuevas propiedades.

Pero, ¿qué ocurre cuando un material como la magnetita se forma a escala nanométrica para que sea tan distinto a cuando nos lo encontramos en el día a día? La magnetita macroscópica es fuertemente magnética, un imán, para entendernos. Cuando ese material se tiene en, por ejemplo, una esfera (una nanopartícula) de un diámetro de 10 nm, pasa a mostrar una propiedad llamada superparamagnetismo. De forma muy simple; todos los ‘pequeños imanes’ que constituyen el material están orientados en el mismo sentido dentro de la esfera. Debido a su tamaño, a temperatura ambiente, estas nanopartículas en agua no presentan magnetismo ya que cada esfera está dando vueltas al azar, sin una orientación definida. Sin embargo, cuando se acerca un imán, todas las nanopartículas se orientan y producen una respuesta magnética muy intensa. Esta propiedad de poder ‘enceder y apagar’ su magnetismo tiene múltiples aplicaciones.

Cabeza resonancia magnética

Imagen de una cabeza humana obtenida por resonancia magnética.

Por ejemplo, en medicina. Las nanopartículas basadas en magnetita, o materiales relacionados como la maghemita, se usan en imagen médica, en técnicas como la imagen por resonancia magnética o la imagen de partículas magnéticas. En esta aplicación las nanopartículas se dirigen, una vez inyectadas, a la enfermedad que se quiere diagnosticar y, una vez allí, es posible detectarlas por la señal que producen. En la imagen por resonancia magnética lo que hacen las nanopartículas es modificar el comportamiento magnético de las moléculas de agua de nuestros tejidos. Los dos hidrógenos de la molécula de agua (H2O) son los responsables de la señal en esa técnica de imagen. Las nanopartículas de magnetita modifican la señal que se obtiene de esos hidrógenos; de esa forma permiten saber dónde se han acumulado las nanopartículas y, por tanto, dónde se encuentra la enfermedad. Otra ventaja de las nanopartículas para imagen por resonancia es que, según las condiciones en las que se produzcan, pueden hacer que la señal sea más brillante o más oscura, lo que ayuda al diagnóstico de distintas enfermedades.

Brújulas vivientes

El comportamiento magnético de estas nanopartículas también explica otra de sus aplicaciones más interesantes en el tratamiento del cáncer. La técnica se llama ‘hipertermia magnética’ y consiste en acumular las nanopartículas en el tumor para, una vez allí, aplicar un campo magnético desde el exterior y producir un calentamiento de las células tumorales que acabe con ellas. Dicho calentamiento es posible gracias a las propiedades magnéticas de este nanomaterial.

Cadena de magnetosomas en el interior de la bacteria

Cadena de magnetosomas en el interior de la bacteria. / Alicia Muela; Estibaliz Etxebarria (UPV/EHU).

No solo el ser humano se ha dado cuenta de la utilidad de las nanopartículas de magnetita: ¡las bacterias también lo saben! Algunos de estos microorganismos producen en su interior pequeñas nanopartículas de magnetita (y también algunos otros compuestos relacionados) que se disponen de forma alineada a lo largo de la bacteria; son los llamados magnetosomas. Pero, ¿qué ganan con esto las bacterias? La respuesta es la magnetorrecepción: la capacidad de detectar las líneas del campo magnético terrestre y, de esa manera, orientarse. De hecho, los microorganismos que producen magnetosomas en el hemisferio norte se ven atraídos por el sur magnético, mientras que aquellos en el hemisferio sur se ven atraídos por el norte magnético (es decir, se sienten atraídos por el imán más potente que ‘sientan’). Las bacterias se convierten en minúsculas brújulas vivientes gracias a la nanotecnología.

En resumen, en nanotecnología, el tamaño importa, y mucho. Un mismo material que a escala macroscópica presenta pocas propiedades interesantes, cambia completamente cuando se presenta en la escala de los nanómetros.

 

* Fernando Herranz dirige el Grupo de Nanomedicina del Instituto de Química Médica del CSIC y colaborador habitual del blog DCIENCIA.

¿Nos encaminamos hacia la sexta extinción?

Por Mar Gulis (CSIC)

“El 25% de las especies de la Tierra desaparecerá en las próximas décadas si el cambio climático persiste. Es decir, en función de las emisiones y del grado de calentamiento global, perderemos de 500.000 a un millón de especies de animales y plantas”. Esta es la respuesta de la bióloga evolutiva Isabel Sanmartín, investigadora en el Real Jardín Botánico (RJB-CSIC), a la pregunta de si hay evidencias científicas suficientes para predecir el impacto del aumento de las temperaturas sobre la biodiversidad.

Invernadero del Real Jardín Botánico del CSIC / Irene Lapuerta

A partir del análisis de fósiles y de reconstrucciones de ADN, Sanmartín investiga cómo se adaptaron las plantas en el pasado a las variaciones climatológicas. Esas indagaciones le dan pistas para entender lo que sucede en el presente y vislumbrar qué sucederá en el futuro. Y las evidencias se acumulan: “El calentamiento global se está produciendo tan rápido que es muy difícil que las especies consigan adaptarse”, señala. Ahí están los datos: “Por ejemplo, en los bosques tropicales, donde vive el 50% de los organismos de la Tierra, calculamos que desaparecerá el 45% de las plantas”.

El aumento de la temperatura y la destrucción de hábitat, en gran medida provocados por la actividad humana, son las principales causas de esta pérdida de biodiversidad que ya se denomina “sexta extinción masiva”, afirma la bióloga.

Las variaciones del clima no son algo nuevo. A lo largo de la historia de la Tierra, factores geológicos como la tectónica de placas han generado cambios climáticos. Las reconstrucciones paleoclimáticas realizadas permiten afirmar que “cuando los continentes estaban juntos, en Pangea, el clima era árido y frío; en cambio, cuando se separaron el clima se hizo tropical. Eso se ve a lo largo de los últimos 600 millones de años”, explica Sanmartin.

¿Qué es entonces lo que hace que el actual calentamiento global dispare las alarmas en la comunidad científica? Básicamente, la velocidad a la que se producen estos cambios y lo que ello implica. “Quizá lo más relevante de esta era del Antropoceno es precisamente lo distinta que es de otras extinciones masivas que se han producido antes. En los cambios climáticos producidos por el movimiento de los continentes, los tiempos son geológicos; estamos hablando de varios de millones de años. El Antropoceno son [como mucho] 10.000 años, desde la aparición de la agricultura, y sin embargo la tasa de extinción de fondo –el número de extinciones por millón de especies por año (background extinction)– ha aumentado entre 100 y 10.000 veces”, detalla Sanmartin.

Más allá del impacto ambiental, la desaparición de tantas especies afectará directamente a la agricultura y por tanto a la obtención de alimentos para el sustento humano, pero también a la economía o incluso a la aparición de conflictos entre comunidades. La Plataforma Intergubernamental de Ciencia y Política sobre Biodiversidad y Servicios de los Ecosistemas (IPBES) de la ONU advierte que estamos ante la primera gran extinción causada por el ser humano, y desde distintos foros científicos, personal investigador de todo el mundo acumula conocimiento y plantea soluciones a este problema.

La pérdida de biodiversidad es uno de los grandes desafíos asociados al cambio global, entendido este como el conjunto de impactos medioambientales provocados por la actividad humana. En el CSIC queremos divulgar lo que dice la ciencia respecto a esta cuestión. Con ese objetivo hemos creado el espacio ‘Científicas y Cambio Global’, donde entrevistamos a Isabel Sanmartin y otras investigadoras que, desde muy diversas disciplinas, tratan de comprender el alcance de este fenómeno, sus causas, sus efectos y qué podemos hacer para afrontarlo.

Científicas y Cambio Global cuenta con la colaboración de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología – Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades.

¿Cómo suena un agujero negro?

Por Enrique Pérez Montero (CSIC)*

La mayoría de las personas piensan que el sentido de la vista es imprescindible para estudiar los astros, dado que ninguno de los otros cuatro sirven para darnos información sobre ellos.

El gusto, el olfato y el tacto están basados en el contacto directo de nuestros receptores con moléculas y átomos, mientras que el oído requiere que las vibraciones que producen el sonido se transmitan a través de un medio material. Es imposible que una onda sonora sea capaz de surcar el vacío del medio interplanetario, interestelar o intergaláctico para traernos información sobre cuerpos que se encuentran a distancias difíciles de concebir. En cambio, la luz puede atravesar sin problemas ese vacío y traer con ella datos sobre el brillo y el color de las estrellas y las galaxias más lejanas.

agujero negro

Primera imagen real en la historia de un agujero negro. Se trata de un agujero supermasivo ubicado en el centro de la galaxia M87, presentado el 10 de abril de 2019 por el consorcio internacional Telescopio del horizonte de sucesos.

De lo que muchas personas no son conscientes es que la inmensa mayoría de la información que los astrónomos utilizamos para analizar los astros es invisible. Esto se explica en parte por la debilidad de la luz que nos llega del cosmos y que, solo parcialmente, logramos compensar con el uso de telescopios –que recolectan y concentran esa débil señal–, fotografías –que recogen en un tiempo extendido esa luz para su mayor definición– o de la espectroscopia –que ayuda a descomponer la luz por su contenido energético, algo que el ojo es incapaz de hacer por sí mismo más allá de la percepción de los colores–.

Pero es que además la mayoría de la radiación electromagnética emitida por los cuerpos luminosos que hay en el cosmos es imperceptible para el ojo humano, capaz únicamente de captar una estrecha franja de energía llamada luz óptica y que abarca los colores a los que estamos acostumbrados a ver. Afortunadamente, en el último siglo se han desarrollado un gran número de instrumentos para sondear el espacio –muchos de ellos en órbita alrededor de nuestro planeta– y recoger todas esas radiaciones, que van desde las ondas de radio hasta los rayos gamma.

Entonces, ¿cómo nos las apañamos los astrónomos para analizar esas imágenes si son invisibles? El truco está simplemente en que luego esa información puede traducirse a señales eléctricas que, a su vez, se traducen a un canal que sea perceptible para el científico que las analiza. Normalmente esa traducción se produce usando imágenes que representan esa información en colores y contrastes fácilmente reconocibles. De hecho, casi siempre esas imágenes se modifican para combinar distintos filtros o limpiarlas de otras señales que pueden alterar las medidas que se quieren tomar, o simplemente porque se quiere realzar su belleza, por lo que al final las imágenes no son completamente fieles a la realidad.

Por tanto, debemos siempre distinguir entre lo que los instrumentos precisos miden y la manera en que nosotros nos relacionamos con las medidas que esos instrumentos nos están mostrando: el hecho de ver en una imagen una exposición de una galaxia tomada en rayos X no quiere decir que seamos capaces de ver en rayos X.

En ese caso, ¿qué nos impide hacer esa misma traslación a algún otro canal que podamos percibir? Transformar en sonidos o, dicho de una manera más formal, sonificar los datos astronómicos no solo es posible, sino que en algunas ocasiones puede ser conveniente.

Un ejemplo muy claro lo constituye el poder enseñar conceptos astronómicos a personas con discapacidad visual, que pueden acceder a la información sobre el cosmos a través de los sonidos. En las actividades de divulgación que llevamos a cabo en el proyecto Astroaccesible, que tiene como fin explicar astronomía de una manera inclusiva, hemos enseñado a personas ciegas por vez primera una lluvia de estrellas fugaces, la caída de la noche con la aparición de miles de estrellas o el brillo de una aurora boreal.

De hecho, la sonificación ayuda a entender mejor a las personas que no tienen ningún problema de visión algunos procesos que tienen una variación temporal, como la caída de gas en un agujero negro (escucha el vídeo que aparece a continuación), la evolución de una estrella o la expansión del universo.

Todo esto hace de las sonificaciones un recurso muy inclusivo y rico en matices, ya que podemos usar las distintas características del sonido para transmitir diversos conceptos. Además, en el caso de los sonidos es más fácil darse cuenta de que la elección de los parámetros usados para codificar una señal eléctrica –básicamente, volumen, tono y timbre– es arbitraria y no hay reglas fijas en su utilización; al contrario de lo que ocurre en las imágenes, donde a veces se toman por ciertas muchas características arbitrarias que no están totalmente justificadas en la realidad. Esto hace que las sonificaciones redunden en un mejor juicio crítico con respecto a las medidas y representaciones visuales.

Por otro lado, la utilidad de los sonidos para el análisis de datos astronómicos no se limita solo a su uso con fines educativos o divulgativos. Este recurso está ayudando a algunos astrónomos ciegos de todo el mundo a analizar datos de manera directa. No solo eso, sino que la transformación en sonidos de ciertas medidas ayuda a otros astrónomos a detectar mejor ciertas variaciones dinámicas, así que es un recurso que empieza a extenderse entre los astrónomos que estudian astrosismología o participan en la búsqueda de planetas extrasolares a partir de los tránsitos u ocultaciones (escucha el vídeo que aparece a continuación).

Sin duda, en los próximos años veremos una mayor proliferación de este recurso y pronto nos acostumbraremos a ver las animaciones e imágenes que nos tratan de explicar cómo funciona el universo acompañadas de su correspondiente sonificación, que nos ayudará a entenderlo mejor.

Para saber más:

Proyecto Astroaccesible: http://astroaccesible.iaa.es

Proyecto Cosmonic de sonificación: http://rgb.iaa.es/cosmonic

 

* Enrique Pérez Montero es investigador del CSIC en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA).