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Siete libros de ciencia para tu maleta veraniega

Por Mar Gulis (CSIC)

Las deseadas y merecidas vacaciones están cerca, por eso nos gustaría proponerte unas lecturas de divulgación con las que disfrutar del verano. Las colecciones ¿Qué sabemos de? y Divulgación (CSIC-Catarata) cuentan con más de 150 títulos de libros fáciles de llevar y leer. Aquí te presentamos algunos de los números más recientes.

¿Existe una filosofía en español?

Decía Heidegger que pensar, lo que se dice pensar, solo es posible en griego y en alemán. Entonces, ¿no es factible la existencia de un pensamiento filosófico en nuestro idioma? El investigador del CSIC Reyes Mate aborda esta cuestión el libro Pensar en español, el primer volumen de estas colecciones dedicado a la filosofía. En un mundo dominado por el inglés, el autor trata de “crear un marco de referencia que nos sitúe frente a otros pensares en otras lenguas y, también, establezca vínculos entre nuestros propios intentos de pensamiento, en el primer caso para diferenciarnos, y en el segundo caso para unirnos”.

Para los que gusten de la reflexión en nuestra lengua, este texto es más que recomendable. Además, viene con contenido extra: un vídeo resumen de un minuto y una entrevista al autor en el nuevo pódcast del CSIC ‘Ciencia para leer’.

La enfermedad de las mil caras

La esclerosis múltiple es una enfermedad crónica, inflamatoria y neurodegenerativa del sistema nervioso central. Tiene un marcado componente autoinmune, y aparece generalmente en personas de entre 20 y 40 años, lo que supone un enorme impacto en su calidad de vida, importantes repercusiones sociales, y un elevado coste sanitario. Esta patología afecta a 2,5 millones de pacientes en el mundo y, a pesar de la investigación desarrollada desde su descubrimiento en el siglo XIX, aún presenta muchos interrogantes.

La esclerosis múltiple afecta a 700.000 personas en Europa. En España, la incidencia es de 100 casos por 100.000 habitantes, en su mayoría mujeres. / CSIC-Catarata

Las científicas Leyre Mestre y Carmen Guaza del Instituto Cajal del CSIC se adentran en su evolución, sintomatología, tratamientos y líneas futuras de estudio en La esclerosis múltiple, un libro que da a conocer una enfermedad muy heterogénea y difícil de tratar.

Los entresijos de la ciencia

Desde que alguien formula una hipótesis en un despacho o laboratorio de cualquier parte del planeta hasta que esa idea aparece publicada en una revista científica en forma de nueva teoría, tecnología o producto existe un largo y complicado proceso poco conocido más allá de los campus universitarios y los centros de investigación. Por qué y cómo se hace la ciencia está escrito “desde dentro” por Pere Puigdomènech, un profesional que ha dedicado su vida a esta labor. “Condensar en un libro de bolsillo un texto sobre la ciencia en sí misma no era tarea fácil, pero esta actividad tiene tal impacto tanto por los millones de personas que se dedican a ella como por su influencia en cómo vivimos y en las decisiones que toman los gobiernos, que merecía la pena intentarlo”, comenta el autor.

Con este libro, el investigador del Centro de Investigación en Agrigenómica adscrito al CSIC pretende describir la evolución histórica de la actividad investigadora, qué papel cumple en nuestra sociedad y cuál es su funcionamiento interno. Sus páginas, idóneas para curiosos y curiosas de los vericuetos científicos, responden a preguntas como quién investiga, dónde lo hace, qué método y reglas sigue o con qué financiación cuenta.

Nanotecnología y desarrollo sostenible

Desde 2010 se han publicado más de un millón de artículos científicos sobre descubrimientos o desarrollos relacionados con la nanotecnología y se han concedido cinco premios Nobel de Física o Química a personas que han realizado aportaciones significativas en este ámbito. Estos dos datos son solo una muestra de la relevancia que ha adquirido la llamada ‘ciencia de lo pequeño’ en los últimos años. Objetos o partículas que miden la milmillonésima parte de un metro (10-9) se perfilan como una de las soluciones para lograr la supervivencia de la especie humana en imprescindible equilibrio con el planeta que habita.

Por su carácter transversal, la nanotecnología impacta en la mayoría de los objetivos de la Agenda 2030. 

El investigador del CSIC en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid Pedro Serena firma Nanotecnología para el desarrollo sostenible, un libro que explica cómo el conocimiento acumulado sobre el nanomundo puede ayudar a mejorar nuestra calidad de vida sin comprometer el futuro de nuestros descendientes. El autor introduce los aspectos fundamentales de la nanotecnología y su salto de los laboratorios al mercado, para luego conectar las aplicaciones existentes y las futuras con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) establecidos por la ONU en su Agenda 2030.

¿Qué tienen en común la niebla y la cerveza?

Rodrigo Moreno, investigador del CSIC en el Instituto de Cerámica y Vidrio es autor de Los coloides, el libro que responde a esta pregunta. El arcoíris, un flan, la ropa deportiva impermeable que transpira y no pesa, la espuma con la que rizamos nuestro pelo o el famoso gel hidroalcohólico que nos aplicamos continuamente. Los coloides están presentes en muchos procesos y productos cotidianos, aunque la mayoría no hayamos oído hablar nunca de ellos. Son mezclas no homogéneas de dos o más fases (gas, líquido o sólido) en las que una de ellas tiene un tamaño menor a un micrómetro (0,001 milímetros) y que hacen posible la existencia de muchos materiales que usamos a diario. También se encuentran detrás de complejas tecnologías que en el futuro podrían permitir reutilizar materias primas o eliminar microplásticos de ríos y océanos. Este texto describe las características, técnicas de preparación y algunas de las numerosas aplicaciones de los sistemas coloidales.

La espuma de la cerveza es un coloide en el que partículas de gas, las burbujas, se encuentran dispersas en un medio líquido. 

La sorprendente vegetación de Atacama

Entre el océano Pacífico y la cordillera de los Andes se extiende un territorio de unos 178.000 kilómetros cuadrados donde predominan los tonos rojizos y, a simple vista, no se percibe rastro alguno de vegetación. Atacama, ubicado en el norte de Chile, es el desierto cálido más árido del mundo. Allí hay lugares donde no llueve en años, incluso en décadas, y otros en los que la media anual de precipitaciones no llega a los 5 milímetros de agua. Las temperaturas oscilan unos 30 grados entre el día y la noche, y la radiación solar es implacable. A pesar de las condiciones climáticas tan extremas, en este desierto se han descrito miles de especies de plantas que el investigador del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC Carlos Pedrós-Alió nos invita a descubrir.

El ‘desierto florido’ es uno de los fenómenos más llamativos que suceden en Atacama. Solo algunos años, y en zonas diferentes, la superficie se transforma en un campo de flores de distintas especies que dura varios meses. / Gerhard Hüdepohl

“Después de veinte años visitando este territorio para estudiar microorganismos, vi que en algunos sitios había plantas. Quise saber de qué especies se trataba, cómo se las arreglan para vivir en este entorno, qué adaptaciones tienen a la aridez, de dónde sacan el agua, cómo se distribuyen y cuánto tiempo hace que aparecieron en la evolución”, cuenta el científico. El resultado de esta investigación es el libro Las plantas de Atacama. El desierto cálido más árido del mundo, un recorrido por una de las zonas naturales más espectaculares del planeta.

La expedición Magallanes-Elcano

El 10 de agosto de 1519 partían desde Sevilla cinco naves con unos 250 tripulantes a bordo. Era el comienzo de la famosa expedición capitaneada por Fernando de Magallanes y finalizada gracias a Juan Sebastián Elcano. Financiada por la Corona de Castilla, su objetivo principal era llegar por occidente a un lugar llamado La Especiería – en el archipiélago de Las Molucas, ubicado en Indonesia– y crear así una ruta marítima alternativa a la establecida por Portugal para controlar el comercio de especias como el clavo de olor, la canela, la nuez moscada y la pimienta negra.

Terra Brasilis y el Atlántico Sur (Atlas Miller, 1519). Imagen del mapa que forma parte de la portada del libro. / CSIC

Más de tres años después, el 6 de septiembre de 1522, 18 europeos y 3 orientales enfermos y agotados arribaron a Sanlúcar de Barrameda. Después de recorrer 14.460 leguas, habían conseguido culminar la primera vuelta al mundo. En la conmemoración de su quinto centenario, Las plantas de la expedición Magallanes-Elcano (1519-1522)  rinde tributo a esta hazaña promovida por la búsqueda de nuevas plantas y nos propone viajar a través de unas páginas impregnadas de olores y sabores exóticos. El libro de la colección Divulgación está coordinado por el investigador del CSIC en el Real Jardín Botánico Pablo Vargas y escrito por una veintena de investigadores e investigadoras procedentes de aquellos países por los que transcurrió esta azarosa singladura.

La estimulación supernormal o por qué nos atraen ciertos alimentos

Por Javier Sánchez Perona (CSIC)*

A la mayoría de las personas los bebés nos parecen adorables y nos surge el instinto de protección hacia ellos. ¿Por qué sucede esto? La realidad es que si no experimentáramos esos sentimientos de forma generalizada la especie humana estaría en peligro de desaparecer. Nos gustan los bebés porque tiene que ser así para la supervivencia de la especie.

Del mismo modo, los seres humanos hemos evolucionado para sentir atracción por determinados alimentos porque nos resultan necesarios para la supervivencia y repulsión por otros que pueden ser dañinos. De ahí el magnetismo que nos causan los carbohidratos, sobre todo los dulces, la sal y las grasas (probablemente debido al oleogustus, el denominado ‘sexto sabor’). En cambio, tendemos a rechazar los sabores amargos porque muchas sustancias tóxicas tienen ese sabor.

Nuestro organismo ha desarrollado un sistema de recompensas, a través de neurotransmisores y hormonas, que responde a gratificaciones para mantenerse vivo. De esa forma, se asegura de la repetición una experiencia que probablemente sea indispensable para la supervivencia del individuo y de la especie. Cuando se produce un estímulo que tiene que resultarnos agradable, el cerebro libera sustancias que nos causan placer (endorfinas), deseo (dopamina) o mejora nuestras relaciones sociales, incluido el sexo (oxitocina).

Sin embargo, es llamativo que muchas personas también salivemos ante una publicidad o una fotografía de un alimento; algo, por cierto, muy similar a lo que nos ocurre cuando un muñeco nos despierta el mismo instinto de protección que un bebé real. Todas estas parecen respuestas exageradas de recompensa ante estímulos artificiales. Es lo que el científico y zoólogo Nikolaas Tinbergen llamó estímulos supernormales, que afectan sobre todo a nuestros instintos más primarios, como son la alimentación y la reproducción.

Nikolaas Tinbergen. / Wikipedia

El neerlandés Tinbergen observó que algunos animales respondían a estímulos artificiales en un célebre experimento con peces espinosos. Los machos de esta especie son particularmente agresivos con otros machos cuando compiten por las hembras y se reconocen entre sí por una banda roja en el abdomen. Tinbergen había situado un acuario con estos animales al lado de una ventana y observó que los animales tendían a volverse más agresivos cuando por la calle pasaba el camión de correos, que era de color rojo. La hipótesis de Tinbergen era que los peces reaccionaban ante el color rojo aunque no se tratara de un estímulo natural. Para comprobarlo, introdujo en la pecera peces de madera con distintas formas, algunos de los cuales tenían el abdomen colorado. Cuando los peces espinosos macho veían el color rojo se volvían agresivos, aunque el estímulo fuera artificial.

En el siguiente video se muestra una recreación del experimento de Tinbergen:

Cuando una botella de cerveza se convierte en objeto de deseo

Otro ejemplo de estimulación supernormal es la historia de la casi desaparición de los escarabajos australianos Julodimorpha bakewelli. Estuvieron en riesgo de extinción porque los machos no se reproducían con las hembras, ya que habían encontrado unas sustitutas artificiales más atractivas. Los machos de esta especie se sienten atraídos por hembras que son más grandes que ellos, de color marrón, brillantes y que tienen protuberancias en el caparazón. Las sustitutas que encontraron fueron… botellas de cerveza que cumplían con esas características. Los escarabajos encontraban esas botellas en el campo (un lugar poco apropiado para estos envases) y se sentían tan atraídos por ellas que ignoraban a las hembras. Lo hacían hasta tal punto que muchos morían por calor, inanición o por ataques de hormigas, tratando de copular con las botellas. Afortunadamente, la amenaza de extinción de esta especie se resolvió de forma muy sencilla: solo hubo que cambiar el diseño de las botellas de cerveza.

Escarabajos australianos Julodimorpha bakewelli. / Bing

En nuestros días, encontramos estimulación supernormal absolutamente en todos lados. La publicidad explota nuestra debilidad por algunos productos para que instintivamente nos sintamos atraídos por ellos e ignoremos otros que nos estimulan menos. La respuesta que muchos humanos generamos ante alimentos ultraprocesados, ricos en azúcares, harinas refinadas, grasas y sal, sería también un ejemplo de estimulación supernormal. Estos alimentos están diseñados precisamente para resultar más atractivos que los alimentos poco procesados y provocan una respuesta emocional mucho mayor, que facilita el desarrollo de conductas adictivas.

 

* Javier Sánchez Perona (@Malnutridos) es investigador del CSIC en el Instituto de la Grasa y responsable del blog Malnutridos.

Retrata la ciencia a través de tu cámara o microscopio. ¡Participa en FOTCIENCIA18!

Por Mar Gulis (CSIC)

Si te gusta la fotografía, ve sacando tu cámara y… ¡dispara! FOTCIENCIA abre desde hoy el plazo para participar en su 18ª edición. Anímate a descubrir y retratar la ciencia y la tecnología que nos rodean (en casa, en la ciudad, en la naturaleza, en los centros de investigación, etc.) y presenta una imagen junto con un texto que la describa. Puedes ganar hasta 1.500 euros.

Tu fotografía debe estar relacionada con la investigación científica o sus aplicaciones, así que puede reflejar aspectos tan variados como el objeto de estudio de una investigación, las personas que la realizan, su instrumentación e instalaciones o los resultados del avance científico. Es decir, tienes un rango de temáticas prácticamente infinito para plasmar: alimentos, química, biología, materiales, medicina, matemáticas, arquitectura, ciencias sociales… Es hora de captar lo científico que está presente en nuestro día a día y enviar tu propuesta. Tienes de plazo hasta el 14 de octubre de 2021 a las 13:00h (hora española peninsular).

Si tu imagen es de las mejores en alguna de las categorías de FOTCIENCIA recibirás una remuneración. Junto con estas, se seleccionarán otras imágenes de entre las presentadas para formar parte de un catálogo y una exposición itinerante que recorrerá distintas salas y centros culturales de toda España en 2022/2023.

Si eres mayor de edad, puedes participar en una de estas dos modalidades:

  • Fotografía General, cuando la dimensión real del objeto fotografiado sea mayor a 1 milímetro. Es decir, aquí cabrían casi todas las fotografías que no son microscópicas.
  • Fotografía Micro, cuando la dimensión real del objeto fotografiado sea menor o igual a 1 mm o la imagen haya sido obtenida mediante un instrumento de micrografía. Aquí puedes presentar esa imagen impactante de microscopio que, por su belleza, sus patrones o por lo llamativa que quedó, podría estar tanto en un artículo de Nature como en un museo de arte contemporáneo.

Los y las estudiantes de Secundaria y Ciclos Formativos podrán participar en la modalidad La ciencia en el aula. Sus fotografías deberán retratar motivos científicos captados en su centro de estudios e ir acompañadas, al igual que en el resto de modalidades, de un texto explicativo.

Estas son las mejores imágenes de la anterior edición , #FOTCIENCIA17. Puedes ver todos los datos y el resto de seleccionadas, aquí: https://www.fotciencia.es/Publico/Info/__Recursos/CATALOGO_FOTCIENCIA17.pdf

Estas son las mejores imágenes de la anterior edición  (#FOTCIENCIA17). Puedes ver todos los datos, información complementaria y el resto de imágenes que resultaron seleccionadas, aquí: https://www.fotciencia.es/Publico/Info/__Recursos/CATALOGO_FOTCIENCIA17.pdf

Además, las fotografías presentadas a las modalidad General y Micro podrán adscribirse a otras categorías específicas. Entre ellas, FOTCIENCIA18 incorpora la modalidad especial La ciencia frente al COVID para encontrar imágenes que reflejen la importancia crucial que la investigación científica y la tecnología han tenido durante la pandemia. Sin duda, hemos vivido una época que no olvidaremos y en la que se ha puesto de manifiesto que la ciencia y el conocimiento son pilares esenciales para nuestro bienestar social y para combatir todo tipo de enfermedades. Mostremos en imágenes ese trabajo científico.

Las otras dos categorías específicas son las ya habituales: Agricultura sostenible y Alimentación y nutrición, que cuentan con el apoyo del Instituto de Agricultura Sostenible (IAS-CSIC) y del Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA-CSIC), respectivamente.

Las dos mejores imágenes de la modalidad General y las dos mejores de Micro obtendrán una remuneración de 1.500 €. Y cada imagen que resulte la mejor de las otras cuatro modalidades (La ciencia en el aula, La ciencia frente al COVID, Agricultura sostenible, Alimentación y nutrición) recibirá 600 €. Este breve vídeo condensa la información principal:

Suena bien, ¿no? Pues recuerda que la participación se hace de modo digital y que tanto la imagen como el texto que presentes han de ser de tu autoría. Un comité evaluador valorará tanto la imagen –su calidad técnica, originalidad y valor estético– como la claridad de la explicación aportada por el autor o autora.

Si quieres inspiración, o simplemente disfrutar de las selecciones anteriores, entra aquí y descubre las imágenes de ediciones pasadas. O, aún mejor, consulta el calendario de exposiciones por si puedes visitar in situ la muestra de la pasada edición (FOTCIENCIA17). También puedes escuchar los textos que acompañaban a las imágenes de la muestra aquí.

Un año más, FOTCIENCIA se suma a los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) declarados por Naciones Unidas, por lo que, en el formulario de participación, cada autor o autora deberá adscribir su imagen a uno de los 17 ODS. Puedes consultar las normas completas de participación en la web: www.fotciencia.es

FOTCIENCIA es una iniciativa organizada por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT), con la colaboración de la Fundación Jesús Serra.

Ácido hialurónico: mucho más que un tratamiento estético

Por Daniel Fernández-Villa (CSIC)*

El tiempo pasa para todos. Donde ayer había un pelo oscuro y fuerte, hoy asoma ya una cana, y donde hoy hay una piel tersa y suave, mañana habrá una arruga. Es así, es ley de vida. Sin embargo, a muchos nos cuesta afrontar esta realidad. Se podría aventurar que esto es debido a la visión que se nos ha inculcado viviendo en sociedad mientras crecíamos, pero lo que es seguro es que hoy en día disponemos de muchos recursos para disimular el paso del tiempo a unos precios bastante accesibles para la mayoría.

¿Quién no ha escuchado alguna vez hablar de todas las maravillas que puede ofrecernos el ácido hialurónico? Es el remedio número uno para combatir el paso del tiempo en nuestra piel. Cada día podemos verlo anunciado en forma de cremas, acondicionadores o inyecciones reafirmantes. Pero, ¿qué otros usos podemos darle? ¿Podría mitigar el paso del tiempo, no solo en el exterior? Por supuesto que sí. De hecho, podría ser un tratamiento eficaz para enfermedades que afectan a millones de personas en todo el mundo.

Osteopenia: una condición, diferentes enfermedades

Nuestra piel no es la única que envejece con el paso del tiempo: la sociedad también lo hace. Debido al aumento de la esperanza de vida en las últimas décadas, las sociedades desarrolladas tienen poblaciones cada vez más envejecidas, y eso ha traído consigo el incremento de la prevalencia de algunas enfermedades crónicas. Las que nos ocupan en esta ocasión son las relacionadas con el esqueleto.

 

 

Seguro que, por desgracia, tienes algún familiar o conoces a alguna persona con osteoporosis, una enfermedad que se caracteriza principalmente porque disminuye la densidad ósea, rasgo conocido como osteopenia. Pero esta no es la única causa por la que aparece dicha condición. Por ejemplo, tras tratamientos prolongados con determinados fármacos antiinflamatorios puede desarrollarse osteopenia, o bien puede ser consecuencia de una mala formación de hueso, como ocurre en los casos de osteogénesis imperfecta. En todas estas circunstancias, aunque por diferentes causas primarias, los huesos son menos densos y, por tanto, tienen una mayor tendencia a la rotura.

La guerra civil ósea: osteoblastos vs. osteoclastos

Cabría preguntarse qué tienen en común todos los procesos que derivan de la osteopenia. En este sentido, podríamos comparar nuestros huesos con la Sagrada Familia de Barcelona, ya que se encuentran en remodelado constante desde que nacemos hasta que morimos. De hecho, se calcula que tardamos unos diez años en renovarlos por completo.

Esto se debe principalmente a la acción de dos tipos celulares residentes en estas zonas que se encuentran en constante disputa. Por un lado, están las células encargadas de formar el hueso, los osteoblastos y, por el otro, las células encargadas de degradarlo, los osteoclastos. Ambos son necesarios para el correcto mantenimiento de nuestros huesos y, en condiciones normales, el balance neto entre formación y destrucción es cero. Sin embargo, cuando alguno de estos actores se desregula empiezan los problemas. Por ejemplo, en muchos casos de osteopenia, lo que se ha comprobado es que los encargados de formar el hueso están más “cansados” que los que lo destruyen, o bien que estos últimos están hiperactivos, lo que en ambos casos produce un desequilibrio hacia la destrucción de hueso.

Teniendo esto en cuenta, actualmente disponemos de tratamientos que pueden estimular a las células formadoras de hueso y otros que inhiben la acción de los osteoclastos. No obstante, dichos tratamientos se toman por vía oral y hay que administrar dosis altas para que después de distribuirse por todo el organismo lleguen a una concentración suficiente a las zonas de interés, lo que causa efectos adversos indeseados.

Formulaciones inyectables: ácido hialurónico y compañía

¿Y qué pinta el ácido hialurónico en todo esto? ¿Cómo podemos usarlo para conseguir regenerar nuestros huesos? El ácido hialurónico no solo se usa con fines estéticos. Actualmente ya hay disponibles muchos tratamientos basados en él. Por ejemplo, desde hace décadas se inyecta en articulaciones de pacientes con artritis para aliviar los dolores del roce entre huesos debido a la inflamación existente, o también se usa como recubrimiento de diferentes dispositivos biomédicos para evitar una posible reacción contra ellos al ser implantados en nuestro cuerpo.

En el caso de las enfermedades osteopénicas, el objetivo es aprovechar la estructura de este compuesto al máximo. Desde el punto de vista funcional, en nuestro laboratorio del CSIC sometemos al ácido hialurónico a un tratamiento químico para que, al ponerlo en contacto con otro compuesto similar (otro polímero) como el quitosano, se produzca una gelificación en apenas unos minutos. De esta forma tendríamos dos soluciones líquidas al principio –el ácido hialurónico y el quitosano-, fáciles de inyectar dentro del hueso a través de técnicas mínimamente invasivas. Una vez dentro, entrarían en contacto y se produciría la gelificación, de manera que el gel quedaría embebido en la estructura ósea.

Este tratamiento regenera los huesos, pero solo en parte. Lo que conseguimos es tener una formulación segura y natural, que puede ser inyectada fácilmente y que se mantiene dentro del hueso durante un periodo de tiempo más o menos largo. De esta manera se podrían aplicar los mismos fármacos que ya estamos usando en clínica, pero con dosis mucho más bajas, porque se administran de forma local, y de un modo mantenido y controlado en el tiempo, lo que reduce al mínimo los efectos secundarios.

En cualquier caso, se puede llegar más lejos con el ácido hialurónico. Estamos explorando una vía que consiste en encapsular células madre dentro de este sistema doble. El campo de las células madre ha supuesto una revolución en los últimos tiempos por los buenos resultados que están mostrando en etapas preclínicas, ya que se ha visto que son capaces de liberar toda una serie de moléculas que promueven la regeneración de los tejidos. Sin embargo, en la mayoría de los ensayos clínicos realizados en humanos se ha comprobado que estos efectos desaparecen enseguida porque nuestro cuerpo elimina rápidamente las células madre que introducimos sin protección. Con nuestro procedimiento, las células no solo quedarían atrapadas dentro del gel y del hueso, liberando todos esos compuestos regenerativos durante mucho más tiempo que si se aplicasen “desnudas”, sino que además podrían acabar transformándose en osteoblastos. Con pequeñas modificaciones podríamos adaptar fácilmente la terapia a cada enfermedad e, incluso, ajustarla atendiendo a la severidad de cada paciente.

Daniel Fernández-Villa (@DanielFdezVilla) es investigador predoctoral en el grupo de Biomateriales del Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP-CSIC). Si quieres conocer más acerca de esta terapia, puedes ver el este vídeo que presentó a la segunda edición del concurso “Yo investigo. Yo soy CSIC” y que fue premiado con la tercera posición.

Encuentros temporales entre astronomía y prehistoria

Por Enrique Pérez Montero y Juan F. Gibaja Bao (CSIC) *

Entre las estrategias que usa la ciencia para facilitar el entendimiento de la naturaleza está la de proporcionar medidas que ayuden a fijar en una escala espacio-temporal aquellos objetos o eventos que estudia. No obstante, si el objeto de estudio sobrepasa las escalas que nos son familiares, puede ser complicado hacerse una idea de lo que esos números representan.

Uno de los casos donde esto ocurre de forma más clara es en la astronomía. Suele ser muy complejo distinguir la diferencia entre los cientos de miles de kilómetros a los que un asteroide ha pasado de la Tierra (en algunos medios de comunicación a veces se dice que nos ha pasado rozando), y los miles de millones de pársecs (unidad de longitud equivalente a 3,2616 años luz) a los que se encuentra la última galaxia de turno que ha roto el récord de distancia en el universo.

Esto mismo sucede incluso con escalas más pequeñas y cercanas, como la histórica. Al hablar de la prehistoria metemos en el mismo saco temporal a los primeros homínidos de hace unos 2,5 millones de años y a los últimos cazadores-recolectores del Mesolítico, que habitaron en ciertas zonas del Atlántico y Norte de Europa hace cerca de 5.000 años.

En el caso de la astronomía, una escala de distancia que trata de solventar esta dificultad es la basada en la velocidad de la luz, que viaja a unos 300.000 kilómetros por segundo. En el entorno de nuestro planeta esta escala no resulta práctica, ya que a un rayo de luz le da tiempo a dar siete vueltas y media a la Tierra en un solo segundo. Sin embargo, resulta mucho más cómodo y fácil imaginar que el Sol, la estrella que ilumina cada día nuestras vidas, está a 8 minutos y 20 segundos de distancia-luz, en vez de expresar que está a 150 millones de kilómetros. Es decir, podríamos recordar qué hicimos durante esos 8’20’’ transcurridos desde que los primeros rayos salieron del sol y llegaron a nuestro planeta.

El nacimiento de la escritura y la nebulosa de la Mariposa

Para poder entender la magnitud de la que hablamos proponemos hacer coincidir varios eventos de la historia de la humanidad con la distancia-luz a la que se encuentran algunos de los objetos astronómicos más notables. Así, por ejemplo, tomemos como punto de partida de nuestro viaje el momento en que se fija el inicio de la historia, el nacimiento de la escritura hace unos 3.500 años en Mesopotamia, en el extremo oriental del Mediterráneo. Poco después de ese momento partió la luz que los telescopios captan hoy en día desde la nebulosa de la Mariposa, también denominada NGC 6302, a 3.400 años-luz en la dirección de la constelación de Escorpio.

Nebulosa de la Mariposa. / NASA, ESA, and the Hubble SM4 ERO Team

Estas nubes de gas se produjeron cuando una estrella de masa intermedia, más o menos como nuestro Sol, terminó de fusionar los últimos elementos ligeros que se encuentran en el núcleo para crear otros más pesados. En ese momento, dicho núcleo se compactó para formar una enana blanca y las capas externas fueron eyectadas al medio interestelar.

¿Qué pasó en el cielo durante el inicio del Neolítico?

Otro momento relevante del desarrollo de la humanidad es el inicio de la domesticación de animales y vegetales, lo que conocemos como Neolítico. Aunque las primeras evidencias se documentan en Próximo Oriente hace unos 10.000 años, en pocos siglos aquellas comunidades ocuparon toda Europa. Sin duda, nosotros y nosotras somos sus más directos herederos. En ese mismo momento el cúmulo globular Messier 22, a 10.400 años-luz de distancia, nos envió la luz que hoy podemos ver. Este cúmulo se sitúa en la dirección de la constelación de Sagitario y está muy cerca del bulbo de nuestra galaxia. Está formado por una asociación de decenas o centenas de miles de estrellas, algunas de las cuales se cuentan entre las más antiguas de la Vía Láctea.

En la actualidad los observatorios infrarrojos espaciales y radiotelescopios de la Tierra recogen la radiación electromagnética que salió hace 28.000 años de Sagitario A*, que es como se denomina al núcleo de nuestra galaxia. Hoy sabemos que en el centro de la Vía Láctea hay un agujero negro supermasivo con una masa equivalente a cuatro millones de veces la de nuestro Sol. La presencia de un agujero negro tan enorme en esta posición no es algo anormal, sino un hecho común a todas las galaxias de tamaño similar a la nuestra. Cuando la radiación electromagnética porcedente de Sagitario A* inició su camino hacia la Tierra, algunos de nuestros antepasados más antiguos como especie, el Homo Sapiens, entraban en las cuevas de Altamira para pintar los magníficos bisontes, ciervos, manos y signos, tan enigmáticos a nuestros ojos contemporáneos.

Imagen de las cuevas de Altamira. / Museo de Altamira, D. Rodríguez

El origen del Homo Sapiens y la Gran Nube de Magallanes

Los Homo Sapiens aparecieron en África hace unos 150.000 años, momento en el que la luz emergía de la Gran Nube de Magallanes, más allá de los límites de nuestra galaxia. Esta es la más brillante entre las numerosas galaxias enanas satélite de la Vía Láctea. En ella se encuentra la nebulosa de la Tarántula, donde se halla el criadero de estrellas más masivo de todo nuestro grupo local de galaxias. En esta región se están creando más de diez nuevas estrellas por año y algunas de ellas son tan masivas que provocan vientos galácticos que arrastran el gas a cientos de kilómetros por segundo.

Los primeros homínidos y la galaxia de Andrómeda

Finalmente, si mirásemos por una máquina del tiempo qué ocurría en la Tierra hace dos millones y medio de años, observaríamos el origen de la Humanidad. En aquel momento, nuestros tatarabuelos los Homo Habilis habitaban en África y comenzaban a hacer algo que ninguna especie en nuestro planeta había hecho: transformar la naturaleza para crear instrumentos. Es el inicio de la tecnología, los primeros pasos de lo que hoy son nuestros móviles, telescopios o naves espaciales. Precisamente, a esa distancia espacio-temporal se encuentra la galaxia de Andrómeda o M31. Es el objeto más cercano a la Vía Láctea de un tamaño y masa parecidos. Su descubrimiento, realizado en la década de 1920 gracias a Edwin Hubble, nos concienció de que las galaxias eran numerosas y de que la nuestra no constituía todo el universo.

Galaxia Andrómeda. / Wikipedia, Boris Štromar

Todavía nos parece irreal pensar que su luz haya viajado más tiempo del recorrido por nuestra especie desde nuestro tatarabuelo Habilis. Y eso que es la galaxia más cercana a nosotros, en un universo que alberga miles de millones de ellas. Todo un desafío para nuestra comprensión sobre su inmensidad.

 

* Enrique Pérez Montero es investigador del el Instituto de Astrofísica de Andalucía del CSIC e investigador principal del proyecto de divulgación Astronomía Accesible, que tiene como fin el fomento de la astronomía entre las personas con discapacidad. Juan F. Gibaja Bao es investigador en la Escuela Española de Historia y Arqueología en Roma del CSIC y dirige y participa en diversos proyectos de divulgación científica, como Ciencia Incluisva.

La regla de los cinco segundos o cuánto de sucia está esa fresa que se cayó al suelo

Por Javier S. Perona (CSIC) *

La “regla de los cinco segundos” se refiere al tiempo máximo que puede pasar un alimento en contacto con el suelo para poder llevárnoslo a la boca de forma segura. Como la ciencia se ocupa de las materias más peregrinas, también ha salido al rescate para analizar esta creencia popular. El tema debe ser extremadamente fascinante, porque al menos doce estudios llevados a cabo por científicos y científicas, estudiantes de secundaria e incluso programas de televisión han intentado verificar o rechazar esta aseveración. Hagamos un repaso y veamos si es cierta o si se trata de un mito más.

En el programa Cazadores de mitos, que se emitió en Discovery Channel hasta 2018, dedicaron una sección de un episodio de 2005 a responder a esta pregunta. Los conductores, Jamie Hyneman y Adam Savage, colocaron placas de contacto en el suelo de su tienda durante 5 segundos en busca de bacterias. Tras incubar cada placa durante 24 horas, contaron la cantidad de bacterias que había en ellas. Obtuvieron resultados diferentes de ubicaciones adyacentes entre sí, por lo que decidieron que sería importante eliminar la ubicación como una variable en la prueba. Para ello, crearon algunas superficies uniformemente contaminadas con caldo de ternera. Dejaron caer comida húmeda, pastrami (carne roja en salmuera), y comida seca, galletas saladas, en la superficie durante dos y seis segundos y compararon los resultados con un control. El pastrami húmedo recogió más bacterias que las galletas saladas, pero no hubo una diferencia apreciable entre las muestras de dos y seis segundos. Así pues, concluyeron que la cantidad de bacterias que se recogían en los alimentos dependía de su humedad, el tipo de superficie de los alimentos y el lugar donde se dejaban caer, pero no del tiempo que estaban en contacto.

Varios experimentos han tratado de dilucidar cómo influye la humedad, la superficie superficie donde cae el alimento o el tiempo, entre otros factores. / Wikipedia

Los cazadores de mitos no fueron los primeros en hacer el experimento. Anteriormente, en 2003, Jillian Clarke, una estudiante de secundaria de Chicago, había estudiado el tema con verdadera profusión. Con la ayuda de una investigadora predoctoral, Meredith Agle, hicieron pruebas en distintos tipos de suelo, con diferentes grados de limpieza y diferentes alimentos. Además, realizaron encuestas entre los estudiantes de la Escuela Secundaria de Ciencias Agrícolas y encontraron que las personas prefieren recoger y comer galletas y gominolas del suelo que coliflor o brócoli. No puedo entender por qué. Incluso llegaron a tomar imágenes de microscopía electrónica de barrido, pero las gominolas se arrugaban y no se veían bien, así que se pasaron a la microscopía electrónica de barrido ambiental. Finalmente, concluyeron que la transferencia de la bacteria E. coli desde un azulejo a un osito de gominola se produce en menos de 5 segundos.

Pero, ¿qué dice la ciencia?

Sin desmerecer el trabajo de Clarke y Agle (supongo que les pondrían un sobresaliente), el fenómeno ha sido investigado también por varias universidades. En la de Clemson (EEUU), Paul Dawson y colaboradores encontraron que la Salmonella Typhimurium puede sobrevivir hasta 4 semanas en superficies secas en poblaciones lo suficientemente altas como para transferirse desde la madera, el azulejo y la moqueta a la salchicha de Bolonia (similar a la mortadela) y al pan, y que además lo hace de forma inmediata. Los resultados fueron publicados en la revista científica Journal of Applied Microbiology.

Aunque ha habido otros intentos de analizar esta regla, probablemente, el estudio más exhaustivo lo realizaron Robyn C. Miranda y Donald W. Schaffner, de la Universidad Estatal de Nueva Jersey. Fue publicado en 2016 en Applied and Environmental Microbiology, una de las revistas más prestigiosas de microbiología. Miranda y Schaffner evaluaron diferentes tipos de superficie (acero inoxidable, azulejos, madera y moqueta), alimentos (sandía, pan, pan con mantequilla y gominolas) y tiempos de contacto (menos de 1 segundo, y menos de 5, 30 y 300 segundos). Los alimentos se dejaron caer sobre las superficies desde una altura de 12,5 cm y se dejaron reposar durante los tiempos previstos. Los resultados fueron muy claros. La bacteria Enterobacter aerogenes se transfirió mucho mejor a la sandía que a cualquier otro alimento, y las gominolas resultaron las más resistentes (se mantuvieron más de 5 minutos sin contaminarse). La transferencia de bacterias al pan fue similar, tuviera o no mantequilla. Aunque el artículo no menciona de qué lado cayó el pan con mantequilla, asumimos que fue del lado graso, de acuerdo con la Ley de Murphy.

Cuanta más agua haya, más rápido pasan las bacterias de la superficie al alimento.

La moqueta, más segura que el acero

Los investigadores concluyeron que los tiempos de contacto más largos resultan en una mayor transferencia de bacterias, pero también que otros factores, como la naturaleza del alimento y la superficie, son de igual o mayor importancia. Algunas transferencias tuvieron lugar instantáneamente (menos de 1 segundo), como en el caso de la sandía. Probablemente, las diferencias entre sandía y gominolas se debieron a que las bacterias necesitan la presencia de agua para pasar de un medio al otro. Cuanta más agua disponible haya, más rápido pasan. Aunque no se investigó al respecto, debemos suponer que el sabor de las gominolas no afecta a su resistencia a la incorporación de bacterias, aunque sea sabor a sandía. En cuanto a superficies, la moqueta era más segura que la madera o el acero inoxidable, aunque instintivamente nos pueda parecer lo contrario.

Como vemos, los resultados obtenidos permitirían aceptar que se pueden consumir algunos alimentos de forma segura si están menos de 5 segundos en contacto con algunas superficies. Pero lo cierto es que cuando se nos cae un alimento al suelo, no tenemos tiempo ni medios para valorar todos los condicionantes, por lo que es mejor desecharlo.

Lo que seguro que no sirve es dar un besito al alimento caído, como hacían algunas de nuestras madres. Es como pretender que se le pase a alguien el dolor diciendo “sana, sana, culito de rana”. ¡Qué manía con el culo de las ranas!

*Javier S. Perona (@Malnutridos) es investigador del CSIC en el Instituto de la Grasa y responsable del blog Malnutridos. Este texto es una ampliación del publicado en la sección Desmintiendo bulos en la Newsletter  de la Delegación del CSIC en Andalucía y Extremadura.

 

Filomena ha pasado: ¿ahora qué hacemos con los árboles?

Por Mariano Sánchez García (CSIC)*

La borrasca Filomena ha pasado dejando un aspecto desolador en el arbolado de muchas ciudades. Pero hagamos virtud de este terrible acontecimiento –en el que los ciudadanos solo hemos podido ser mudos testigos y los árboles, meros sufridores– y tratemos de sacar alguna conclusión.

RJB

Árboles caídos en el Real Jardín Botánico. / Mariano Sánchez

¿Qué ha pasado? Como era previsible, los árboles perennifolios, los que no pierden la hoja en invierno, han cargado con un peso tan extraordinario sobre sus ramas y hojas que la madera de reacción –la zona ensanchada en la base de ramas y troncos– no ha sido capaz de soportar ese peso. Cada rama, conforme se iba cargando de nieve y llegaba a su límite de carga, iba desgarrándose hasta partirse. Así se fueron fracturando miles de ramas de pinos, encinas, cedros, aligustres, madroños, laureles, etc.; todas ellas especies perennes.

Sin embargo, también han caído ramas e incluso algunos árboles de especies caducifolias, lo cual es una rareza porque, si en verano fueron capaces de soportar el peso de las hojas, de varias tormentas y de las gotas de varias lluvias en sus hojas, deberían haber permanecido en el árbol sin caer.

Tenemos que aprender de estos hechos para mejorar. Por eso, vamos a esbozar unas ideas que pueden dotar a nuestro hábitat futuro de mejor calidad medioambiental y mayor sostenibilidad. Para lograr ese objetivo será necesaria una apuesta por el buen cultivo y la conservación de nuestros árboles en la que confluyan ciudadanía, personal técnico y clase política.

En primer lugar, debemos conservar el mayor número de árboles dañados. No se puede prescindir de ningún árbol ni rama: durante las próximas décadas los necesitamos a todos con sus hojas para mejorar nuestro aire, retener la mayor cantidad de contaminantes y, ya puestos, relajarnos con su belleza y su cambiante cromatismo estacional. Por eso es importante realizar una adecuada evaluación de riesgo con el personal técnico especializado en distintos ámbitos –ciencias biológicas, ingeniería agrícola, agrónoma, forestal, de montes, etc.– y, realizar los trabajos de arboricultura con podadores certificados y arbolistas.

En segundo lugar, hay que mejorar la biodiversidad urbana sin que suponga volcar la flora de otros países en el nuestro, pero tampoco sin despreciarla. Nuestros encinares y pinares con su flora asociada, como los de la Casa de Campo, la Dehesa de la Villa y otras zonas de Madrid que conservamos en la memoria, deben permanecer, pero no hay que olvidar que el cambio climático va a afectar precisamente a las plantas nativas. Como dijo Francis Hallé, las plantas que hoy llamamos nativas fueron alóctonas –originarias de otro lugar– en tiempos remotos. Lo que hay que hacer es investigar que las plantas de fuera que plantemos no sean invasoras ni puedan cruzarse genéticamente con las nativas –lo que podría dar lugar a híbridos que hicieran desaparecer a algunas de las especies autóctonas–.

Árboles caídos

Árboles caídos en la calle Fuencarral de Madrid. / EFE

En tercer lugar, se deben cambiar determinados parámetros de plantación:

  • Ciertas especies perennes, como los aligustres, no tienen cabida en algunas calles. Cuando les falta luz en su desarrollo, sus ramas crecen debilitadas y se parten fácilmente. Además, estos arbolitos no dejan pasar el sol al pavimento después de una helada, por lo que el hielo no se funde durante el día, las aceras se hacen más peligrosas y se producen caídas entre los transeúntes.
  • Tampoco se deben plantar árboles perennes en praderas; sobre todo pinos, por el tipo de copa que tienen en estado adulto. Estos grandes árboles compiten por el agua y los nutrientes con el césped y esto hace que no desarrollen raíces profundas. En algunos casos –imaginemos un pino de 23 metros con viento, oscilando–, la falta de una buena base supone un riesgo de vuelco enorme durante las tormentas. Y todo porque no se los plantó en un lugar similar al de su hábitat.
  • También es fundamental que, si el árbol que se planta es enorme como un plátano de paseo, tenga más espacio que si se planta un arbolito. Sin embargo, lo normal es encontrar alcorques –hoyos en los que se plantan los árboles– cada 4 metros, sea cual sea la especie cultivada. Podemos imaginar que, si vamos a la playa y el espacio asignado para poner la toalla y la sombrilla es el mismo para una persona sola, una pareja, una familia, un grupo de amigos o un colegio, habrá roces y problemas. Pues algo parecido pasa en las calles: los árboles grandes no caben, rozan con otros árboles, entran por las ventanas y ocultan farolas y semáforos. Sin embargo, la única solución que se aporta es la motosierra: aun sabiendo que mejoran nuestra vida, fuera ramas, hojas y estética. ¿No sería más fácil, económico, sostenible e inteligente distanciar los árboles?

En este sentido, por último, no deberíamos olvidar que la poda solo es necesaria como excepción, por seguridad, riesgo o cuando se buscan expresamente formas especiales, como las cabezas de gato.

¿Por qué cayeron las ramas o incluso el árbol entero de especies caducas? Por debilidad estructural propiciada por años y años de podas que generaron pudriciones e hicieron que no fueran capaces de soportar el peso de esa nieve que acumularon solo en la madera.

¿Qué les pasa en su morfología y estructura a los árboles, seres vivos longevos, que sus plantadores han decidido que cada X años han de amputarle las ramas hasta dejarlos a modo de candelabros o patas de araña? ¿Existe en la naturaleza algún ser vivo cuya evolución dependa tanto del ser humano como para que este le quite el 50% de su cuerpo por necesidad de algo? ¿No estamos más bien ante una práctica equivocada y atávica que debe desaparecer como en su momento desapareció el canibalismo? Si un árbol necesita poda sistemática es porque nos equivocamos al plantarlo en ese sitio, a esa distancia de otro árbol o de un edificio o porque sencillamente esa no era la especie adecuada para ese lugar.

De cara a lo que ocurra en futuras tormentas, si desde ahora aplicamos conocimientos de arboricultura, podremos hacer que los daños sean menores. Esos conocimientos se pueden resumir en estas pocas palabras: calidad frente a cantidad y cada especie en su lugar y con su espacio.

* Mariano Sánchez García es jefe de la Unidad de Jardinería y Arbolado del Real jardín Botánico del CSIC.

 

Lecturas científicas para días de manta y sofá

Por Mar Gulis (CSIC)

Estas navidades van a ser diferentes. Quizá no podamos hacer todos los planes que nos gustaría, pero a cambio tendremos más tiempo para estar en casa y dedicarnos, por ejemplo, a leer. Desde Ciencia para llevar te proponemos algunos de los últimos títulos de la colección de divulgación ‘¿Qué sabemos de?’ (CSIC-Catarata) para estos días de manta y sofá. Los efectos del ejercicio físico en nuestro cerebro, los últimos avances de la exploración marciana o qué debemos hacer para protegernos de las ciberestafas son algunos de los temas de los que tratan. ¿Te animas a descubrirlos?

¿Cómo se pesa un átomo?

Nuestra primera propuesta te ofrece un viaje al nanomundo sin salir de casa. Pesar objetos diminutos como una bacteria, un virus o incluso un átomo, medir la presión sanguínea en el interior de las venas o posicionar aviones y satélites no sería posible sin las aplicaciones derivadas de la nanomecánica. Daniel Ramos Vega, investigador del CSIC, presenta los métodos con los que podemos visualizar e intervenir sobre la materia en la escala de los nanómetros, es decir, la milmillonésima parte de un metro (0,000000001 m) en el libro Nanomecánica.

En esta escala, las propiedades físicas y químicas de los objetos cambian y estos se comportan de un modo diferente a como lo hacen en el mundo macroscópico. Esto se aprovecha para desarrollar un sinfín de nuevos dispositivos descritos en el texto, como balanzas atómicas, narices electrónicas que dotan de olfato a los robots, sensores para sistemas de posicionamiento, acelerómetros que hacen saltar el airbag de los coches en caso de accidente o giroscopios instalados en teléfonos móviles y mandos de consolas.

Los efectos del ejercicio físico en nuestro cerebro

Todos sabemos que la actividad física resulta beneficiosa para nuestro organismo, incluido el cerebro. Ahora bien, ¿todo tipo de ejercicio genera efectos saludables?, ¿es cierto que el deporte ayuda a retrasar el envejecimiento?, ¿qué cambios se producen en nuestras neuronas cuando lo practicamos? Estas y otras cuestiones tienen respuesta en Cerebro y ejercicio. Los investigadores del CSIC Coral Sanfeliu y José Luis Trejo presentan las evidencias científicas de cómo la actividad física y deportiva moldea el cerebro humano y explican los efectos del ejercicio sobre la cognición, el estado de ánimo y la salud cerebral a todas las edades.

A lo largo del texto los investigadores se adentran en los mecanismos genéticos, moleculares y celulares que sustentan los innumerables beneficios del ejercicio. “Entre otros efectos positivos, produce un incremento de la capacidad cognitiva y de la formación de neuronas nuevas (potencia la capacidad de análisis matemático y la habilidad lingüística); hace crecer el flujo sanguíneo en el cerebro; incrementa la funcionalidad y disponibilidad de neurotransmisores clave e induce neuroprotección en todas las áreas cerebrales analizadas hasta la fecha”, afirman Sanfeliu y Trejo. Aparte de las consecuencias directas, el deporte produce también efectos indirectos, como ocurre con los individuos que se benefician del ejercicio físico que realizaron sus progenitores. Además, el ejercicio físico puede constituir una vía para hacer frente al envejecimiento y contribuye al bienestar psicológico. Después de leer este libro, seguro que te dan ganas de calzarte las zapatillas y ponerte en movimiento.

Enfermedades raras, patologías desconocidas con gran impacto económico y social

Son trastornos o condiciones muy diversos e infrecuentes, en su mayoría tienen origen genético y suelen aparecer en la infancia, por lo que se padecen durante casi toda la vida. Las enfermedades raras, englobadas bajo este término hace tan solo cuatro décadas, solo afectan a menos de 5 individuos por 10.000 habitantes, pero constituyen un problema de salud global. El investigador Francesc Palau hace divulgación sobre el origen, diagnóstico, tratamiento, atención sanitaria e investigación de estas patologías que, en términos globales, tienen incidencia sobre 26 millones de personas en Europa.

El libro Enfermedades raras presenta una realidad muy poco conocida por la ciudadanía. “El contraste entre los bajos datos epidemiológicos de la población afectada y su elevada diversidad y heterogeneidad, nos pone ante la paradoja de la rareza: las enfermedades son raras, pero los pacientes con enfermedades raras son muchos”. La distrofia muscular de Duchenne, la fibrosis quística o la esclerodermia son solo tres de las 6.172 enfermedades raras descritas hasta la fecha. Debido a su cronicidad, complejidad y la necesidad de una mayor atención sanitaria, los recursos que consumen son muy elevados.

La investigación biomédica es el camino para cambiar el futuro de las personas afectadas por una de estas patologías, pero también para esclarecer el complejo modo de enfermar del ser humano. “Actuaciones sobre las enfermedades raras son también acciones que nos ayudan a conocer y enfocar mejor las enfermedades comunes”, apunta Palau.

Del tupperware al teletrabajo: ¿cómo se hace la innovación?

La siguiente propuesta está protagonizada por un término usado hasta la saciedad. No hay ningún ámbito en el que la palabra innovación no aparezca como el talismán que soluciona todos los problemas. Pero, ¿qué se entiende en la actualidad por innovación?, ¿qué hacen Spotify, Zara o Amazon para triunfar innovando? o ¿cuáles son las cualidades de una persona innovadora? Los investigadores Elena Castro e Ignacio Fernández han escrito La innovación y sus protagonistas con la intención de explicar el alcance y dimensiones de este fenómeno y su evolución. “En este mundo globalizado, la supervivencia de las empresas y muchas actividades sociales pasan por la capacidad para desarrollar productos y procesos nuevos o mejorados, pero tratando de que tales innovaciones contribuyan a los objetivos sociales que van a permitir un futuro más sostenible y equitativo y que contribuya al bienestar de las personas”, apuntan los investigadores del CSIC.

La innovación es mucho más que nuevos productos o servicios, ya que también se puede innovar en los procesos de fabricación o en el desarrollo de políticas sociales, por ejemplo. Por otro lado, no solo hace falta una buena idea: “para que las invenciones sean consideradas innovaciones tienen que ser aplicadas en un proceso productivo, o su resultado ha de llegar al mercado o a la sociedad”, señalan Castro y Fernández. El texto ofrece otros muchos ejemplos de innovación, y da pistas de los atributos que han de tener las personas innovadoras. Además, los autores hacen hincapié en que no solo innovan las empresas, sino también otras organizaciones sociales. Una lectura imprescindible si quieres saber el verdadero alcance de la innovación y usar este término con propiedad.

Marte y el enigma de la vida

Lo han llamado dios de la guerra, Horus en el horizonte y estrella de fuego. Marte, ese punto rojo en el firmamento, siempre ha estado ahí, ante nuestros ojos, desafiando nuestra curiosidad. Desde la Antigüedad, el ser humano no ha cesado de observarlo y, lejos de agotar las preguntas, el más habitable de los planetas a nuestro alcance sigue ofreciéndonos un relato apasionante. Juan Ángel Vaquerizo, astrofísico y divulgador del CSIC ha escrito Marte y el enigma de la vida. El número 117 de la colección condensa el conocimiento que tenemos hasta el momento del planeta, explica sus peculiaridades y semejanzas con la Tierra, la historia de su exploración y los retos que se abren ante las nuevas misiones lanzadas hacia territorio marciano.

Marte

“Marte es especial porque ha provocado un profundo impacto en la cultura y ha impulsado de modo decisivo el avance de la ciencia en los últimos siglos. A día de hoy, es el primer objetivo astrobiológico, ya que es el mejor escenario para demostrar la existencia de vida fuera de la Tierra”, señala Vaquerizo. “Estamos viviendo momentos cruciales en la exploración marciana. Tanto es así que el primer ser humano que pise Marte ya ha nacido, y todo apunta a que algunos de los grandes enigmas que aún esconde el planeta rojo podrían ser resueltos durante las próximas décadas”, añade el autor. Si quieres saber más sobre estos enigmas y sus posibles respuestas, no te pierdas esta lectura marciana.

Matemáticas para la pandemia

Desde el inicio de la pandemia ocasionada por el virus SARS-CoV-2 contamos y medimos sin descanso. Cada día recibimos cantidades ingentes de información en forma de gráficos, tablas e infografías, y hemos incorporado a nuestro vocabulario expresiones como ‘ritmo de contagio’, ‘aplanar la curva’ o ‘crecimiento exponencial’. Los investigadores Manuel de León y Antonio Gómez Corral nos ayudan a entender estos términos en el libro Las matemáticas de la pandemia.

El texto recoge las herramientas que se utilizan para comprender el proceso de transmisión de enfermedades como la viruela, la malaria o la COVID-19 y expone cómo esta disciplina ayuda a diseñar medidas para combatirlas. En sus páginas se explica, entre otros, el modelo SIR. Formulado hace casi un siglo, su nombre alude a los tres grupos en los que se clasifican individuos de una población según su estado ante una enfermedad: susceptible (S), infectado (I) y resistente o recuperado (R).

Sobre las lecciones aprendidas durante la pandemia actual, los autores ponen el foco en la rapidez de acceso a los datos y en su calidad para hacer posible un análisis adecuado. “Sean cuales sean las características y peculiaridades que se incorporen al modelo matemático que describa la propagación del SARS-CoV-2, sus virtudes y limitaciones estarán siempre marcadas por los datos que lo soporten, es decir, que permitan su construcción y validación”, explican.

Las amenazas del ciberespacio

¿Qué tiene que ver una web que instala cookies de rastreo sin consentimiento con un programa informático malicioso capaz de sabotear una central nuclear? ¿Y con un correo fraudulento en el que nuestro supuesto jefe nos ordena hacer una transferencia urgente? Todas estas acciones, estén o no vinculadas, suponen una amenaza para la ciberseguridad, una disciplina de reciente cuño a la que está dedicado el último libro de la colección. Escrito por los investigadores del CSIC David Arroyo, Víctor Gayoso y Luis Hernández, el texto aborda un problema, el de la seguridad de la información almacenada o transmitida en el ciberespacio, que no ha dejado de crecer en los últimos años. Un ejemplo de ello es que en 2019 los ciberdelitos aumentaron en España un 35% con respecto al año anterior.

Estas prácticas afectan a particulares, empresas y estados, que sufren sus consecuencias más allá del mundo virtual. “El ciberespacio no es un mero anexo del mundo real, sino uno de los elementos que actualmente lo configuran, por lo que se puede constituir en causa y efecto en el mundo físico”, precisan los autores. En la detallada descripción de amenazas que recoge el libro Ciberseguridad, dos de las que reciben mayor atención son el phishing (homófono inglés de fishing: ‘pesca’), uno de los ataques más extendidos en la actualidad, y las herramientas de teletrabajo, que desde marzo de 2020 han experimentado un crecimiento estimado del 84% y que a juicio de los autores se han adoptado de modo improvisado.

Ciberseguridad

Además de exponer un amplio catálogo de ciberriesgos, los investigadores ofrecen consejos y dan pautas para protegernos de los peligros del ciberespacio.

Todos los libros de la colección ‘¿Qué sabemos de?’ están escritos por el personal investigador del CSIC. Además de los que te hemos contado, la serie te ofrece otros cien títulos para saciar tu curiosidad científica. Si eres ese tipo de personas que disfrutan con el olor y el tacto del papel, los tienes en formato bolsillo, y, si prefieres la pantalla, también los puedes conseguir en formato electrónico. ¡Que la ciencia te acompañe!

¿Existen los virus ‘buenos’?

Por Mar Gulis (CSIC)

La respuesta es sí. Entre los 5.000 virus descritos por la comunidad científica, hay algunos devastadores para el ser humano como el SARS-CoV-2, causante de la pandemia que vivimos desde hace meses, pero también existen otros que pueden ser beneficiosos para nuestra salud. Los bacteriófagos (fagos) pertenecen a este segundo grupo y se perfilan como la solución contra las bacterias resistentes a los antibióticos, que cada año causan 33.000 muertes en la Unión Europea y 700.000 en todo el mundo.

Ejemplares de bacteriófago phiA72 de ‘Staphylococcus aureus’ aislados en el Instituto de Productos Lácteos de Asturias (IPLA-CSIC). / Pilar García

Como cualquier otro agente vírico, los fagos son parásitos intracelulares que necesitan infectar una célula, en este caso una bacteria, para multiplicarse en su interior, pero, a diferencia de otros virus, resultan totalmente inocuos para humanos, otros animales, plantas y el medioambiente (en este vídeo puedes ver cómo se comportan). Si los comparamos con los antibióticos disponibles –muchos incapaces de eliminar las infecciones provocadas por bacterias– tienen otras ventajas. “Son muy específicos, por lo que solo eliminan el patógeno de interés, mientras que los antibióticos suelen ser de amplio espectro; infectan por igual bacterias resistentes y bacterias sensibles a los antibióticos; y se pueden autorreplicar”, explican Lucía Fernández, Diana Gutiérrez, Ana Rodríguez y Pilar García, investigadoras del CSIC en el Instituto de Productos Lácteos de Asturias (IPLA) y autoras de Los bacteriófagos. Los virus que combaten infecciones (CSIC-Catarata). Además, añaden, “la infección de la bacteria por parte del fago produce más fagos, con lo que la capacidad antimicrobiana aumenta, al contrario de lo que sucede con los antibióticos, cuya dosis efectiva disminuye a lo largo del tiempo”.

Invisibilizados por los antibióticos

Los antibióticos y los bacteriófagos tienen historias paralelas. Ambos se descubrieron a principios del siglo XX, pero su devenir ha sido totalmente distinto. En 1917 el microbiólogo Félix d’Herelle observó cómo cultivos bacterianos que crecían en un medio líquido desaparecían de la noche a la mañana si se les añadía agua residual filtrada, lo que solo se podía interpretar como consecuencia de un virus filtrable, parásito de las bacterias. Félix d’Herelle llamó bacteriófagos (comedores de bacterias) a estos virus, y tanto él como otros microbiólogos llegaron a supervisar la comercialización de productos fágicos para uso clínico en los años 20. Incluso la compañía estadounidense Lilly puso en el mercado compuestos basados en bacteriófagos. Sin embargo, su potencial terapéutico quedó relegado en favor de los antibióticos.

Una década más tarde, en el año 1928, el doctor Alexander Fleming realizó uno de los descubrimientos más importantes del siglo: la penicilina. Algunos años después comenzó a producirse a gran escala y fue utilizada a nivel mundial para el tratamiento de infecciones humanas y animales. Más adelante, en los años cuarenta y cincuenta, tuvo lugar lo que se conoce como edad de oro de los antibióticos, durante la cual se llevó a cabo el descubrimiento de todos los antibióticos conocidos y utilizados hasta la fecha.

Este comienzo y desarrollo estelar tiene un final un tanto fatídico, debido a su pérdida de eficacia. “A pesar de la euforia inicial, poco tiempo después se comprobó que las bacterias pueden evolucionar y adquirir diversos mecanismos de resistencia a estos compuestos”, señalan las autoras. Este proceso de selección natural se ha visto incrementado por el uso abusivo de los antibióticos, de manera que la resistencia a antimicrobianos se ha convertido en un problema de nivel global. “Según estudios realizados por la OMS, se prevé que en el año 2050 las bacterias multirresistentes serán la principal causa de muerte de la población humana”, agregan.

Mientras tanto, ¿qué sucedió con los bacteriófagos? Las investigadoras explican en su libro un hecho poco conocido. “Independientemente del abandono del uso terapéutico de los bacteriófagos en Occidente, varios grupos de investigación de países de Europa del Este continuaron con esta línea de trabajo, debido sobre todo a la baja disponibilidad de antibióticos y a su alto precio”. De hecho, el uso hospitalario de los fagos se ha mantenido en Polonia, Rusia y antiguas repúblicas soviéticas como Georgia, donde se encuentra el Instituto Eliava, fundado en 1923 y considerado actualmente el centro de referencia mundial en la aplicación clínica de fagos.

Morfología de los bacteriófagos. A: representación esquemática de la morfología de un bacteriófago. B: microfotografías electrónicas de distintos bacteriófagos aislados en los laboratorios del IPLA-CSIC. / Diana Gutiérrez

Así, la terapia fágica no es un tratamiento nada novedoso, y ahora parece resurgir entre la comunidad científica occidental. Las científicas del IPLA así lo confirman: “entre los años 1987-2000 se obtuvieron resultados muy satisfactorios que demuestran la gran eficacia de los bacteriófagos en comparación con los antibióticos. A partir de ese momento, numerosos grupos de investigación han encaminado su trabajo hacia este campo, utilizando fagos de forma individual, como cócteles o en combinación con otros agentes antimicrobianos (antibióticos o desinfectantes) para la eliminación de las bacterias patógenas”.

En Occidente, el tratamiento de infecciones con fagos queda restringido a pacientes individuales, y solo con un uso compasivo, es decir, cuando no existen otras posibilidades para salvarles la vida o simplemente para aliviar su sufrimiento. No obstante, “a pesar de la falta de una regulación clara, se están llevando a cabo varios ensayos clínicos en diferentes países con resultados prometedores”, indican las biólogas.

Biocidas y desinfectantes

Además de la terapia fágica en humanos, estos virus presentan un amplio abanico de aplicaciones. En el ámbito de la veterinaria, la investigación se orienta al “uso de fagos como agentes profilácticos y terapéuticos en animales de granja, principalmente para tratar bacterias patógenas en pollos y cerdos”. Ya se aplican en algunos países como en EEUU como alternativa ‘amigable’ desde el punto de vista medioambiental a algunos de los productos fitosanitarios. Además, el hecho de que los fagos se aíslen de distintas fuentes naturales permite que sean registrados como biopesticidas y así ser utilizados en agricultura ecológica.

Bacteriófago phiIPLA-C1C de ‘Staphylococcus epidermidis’ aislado en el IPLA-CSIC. / Pilar García

El sector de la seguridad alimentaria también es prometedor para el empleo de los bacteriófagos, ya que “pueden servir como bioconservantes de alimentos, como desinfectantes de instalaciones industriales o incluso en el desarrollo de sistemas de identificación de contaminación bacteriana en los alimentos. De esta forma, se abarca cada etapa de elaboración del producto”, resumen las científicas del CSIC.

Una vez detectadas sus potencialidades, hay todo un campo de trabajo por delante para el aislamiento, la caracterización y la producción de fagos a gran escala. “En la actualidad se están diseñando métodos adecuados de producción y purificación para facilitar y abaratar su comercialización”, precisan las investigadoras.

Los requerimientos legales para la administración de productos fágicos también son otro paso imprescindible dentro del largo proceso que ha de recorrer todo compuesto antes de incorporarse al vademécum de medicamentos. En este ámbito hay diferencias notables entre los países donde existe una legislación específica para la terapia con fagos, como Polonia o Georgia, y otros países europeos donde solo se permite su uso compasivo. A este respecto, las investigadoras son optimistas: “en la práctica clínica existen aún esperanzas de que esta nueva estrategia de tratamiento de enfermedades infecciosas pueda llegar a tiempo para resolver la crisis actual. Algunos de los puntos clave que es preciso reforzar son el apoyo a la investigación básica y a los ensayos clínicos, así como una mayor interacción entre empresas biotecnológicas, farmacéuticas, centros de investigación y autoridades sanitarias”, concluyen.

 

Puentes que se derrumban y copas que estallan: el fenómeno de la resonancia mecánica

Por Daniel Ramos Vega y Mar Gulis (CSIC) *

El 12 de abril de 1831, una compañía del cuerpo de fusileros del ejército británico regresaba al cuartel después de unas maniobras militares. Al cruzar el puente de Broughton (Manchester), los 74 hombres que componían la compañía notaron un ligero balanceo. Comenzaron entonces a marcar el paso más firmemente e incluso llegaron a cantar canciones de marcha militar, cuando se escuchó un ruido atronador, como si de una descarga de armas se tratase. Uno de los cuatro pilares que sostenían la cadena que soportaba el peso del puente se desplomó y provocó su colapso: el puente acabó derrumbándose por completo sobre el río arrastrando consigo a 40 soldados. Por fortuna, en esa época del año aún no había crecido el nivel del agua y no hubo que lamentar víctimas mortales. Eso sí, 20 soldados resultaron heridos.

Puente de Tacoma Narrows oscilando

¿Por qué se derrumbó el puente? La causa más probable del colapso la encontramos en el fenómeno de la resonancia mecánica.

Para entenderlo, antes tenemos que hablar de ondas y frecuencias. Una onda es una perturbación que se trasmite por el espacio, lleva implícito un cambio de energía y puede viajar a través de diferentes materiales. Imaginemos por ejemplo las ondas que se generan cuando lanzamos una piedra a un estanque o cuando sacudimos una cuerda de arriba a abajo. Para definir una onda utilizamos conceptos como la amplitud, que es la distancia vertical entre el punto de máximo desplazamiento y el punto medio; el periodo, que se define como el tiempo completo en que la onda tarda en describir una oscilación completa; o la frecuencia, que es el número de veces que se repite la oscilación en un tiempo dado.

Onda, magnitud y frecuencia. / Daniel Ramos Vega.

Todo cuerpo presenta una o varias frecuencias especiales que se denominan frecuencias características o propias. Dependen de la elasticidad del objeto, sus dimensiones o su masa. Como los objetos transmiten mejor unas frecuencias que otras, cuando aplicamos una fuerza que oscila a la frecuencia propia del objeto, logramos hacer que el efecto se magnifique. Entonces decimos que entra en resonancia.

Una resonancia, por tanto, se produce cuando sometemos un cuerpo a una fuerza periódica igual a su frecuencia característica. En el caso del puente, la amplitud de las vibraciones es cada vez más grande, hasta el punto que se produce un colapso de la estructura. De esta forma, una fuerza relativamente pequeña, como pueden ser los pasos de unos soldados al marchar sobre él, puede causar una amplitud de oscilación muy grande.

Este curioso episodio tuvo una consecuencia inesperada que aún perdura hasta nuestros días: desde ese accidente, las tropas británicas tienen orden de romper la formación y el paso cuando cruzan un puente.

A lo largo de la historia ha habido episodios similares y han sido varios los puentes que han terminado derrumbándose por el efecto de la resonancia mecánica. Tal vez el más significativo sea el Puente de Tacoma Narrows (Washington), construido en 1940 y que acabó desplomándose violentamente cuatro meses después de su construcción. En este caso fue el viento el que provocó que el puente entrara en resonancia y hay varias filmaciones que muestran el momento del derrumbe.

Vibraciones que hacen estallar copas de cristal

Otro ejemplo de cómo la resonancia mecánica puede tener unos efectos cuanto menos sorprendentes es el siguiente. A principios del siglo XX la cantante de ópera australiana Nellie Melba era conocida por hacer estallar las copas de cristal al cantar. También el famoso tenor italiano Enrico Caruso conseguía este fenómeno cuando cantaba ópera. Y el marido de María Callas, considerada la cantante más eminente del siglo XX, afirmaba que se cortó el brazo al estallar una copa cuando su mujer ensayaba en casa.

¿Puede realmente una cantante de ópera hacer estallar una copa al cantar? La respuesta es sí y la razón es que se ha excitado la resonancia del cristal. Como hemos explicado, este fenómeno físico tiene lugar cuando se ejerce una fuerza sobre un cuerpo con una frecuencia que coincide con la frecuencia propia del sistema. Es lo que pasa cuando empujamos un columpio en el parque: no lo hacemos de cualquier forma, sino que damos un pequeño empujón en el momento adecuado, justo cuando el columpio alcanza su máxima amplitud. Si conseguimos aplicar la fuerza con la misma frecuencia que la frecuencia del balanceo del columpio, somos más efectivos. En el caso de la cantante y la copa de cristal, bastará con que se emita una nota musical cuya frecuencia coincida con la vibración propia de la copa. Manteniendo la nota con la potencia necesaria, como pasaba con el columpio, la energía que se acumula en ella gracias al fenómeno de la resonancia hará que se produzcan vibraciones tan grandes dentro del cristal que la copa estalle.

Eso sí, si algún cantante de ópera quisiera emular a Melba, Caruso o Callas, no le valdría cualquier copa. Debería ser de cristal muy fino y de gran calidad, cuya composición química sea homogénea para que la copa tenga una única frecuencia propia y se comporte como un sistema limpio, de forma que toda su estructura pueda entrar en resonancia. Afinen esas cuerdas vocales mientras alejan su cristalería más preciada.

 

*Daniel Ramos Vega es investigador del Instituto de Micro y Nanotecnología (IMN) del CSIC y autor del libro Nanomecánica (CSIC-Catarata) de la colección ¿Qué sabemos de?