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CURIOSIDADES CIENTÍFICAS PARA COMPARTIR

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¿Cómo funciona un espejismo? El misterio de la ‘fata morgana’

Por Mar Gulis (CSIC)*

Hace ya tiempo que las gentes de Reggio Calabria, ciudad costera del sur de Italia, están acostumbradas a ver imágenes surreales, que parecen espectros, cuando miran al horizonte. Sobre el mar, en la línea donde este parece juntarse con el cielo, pueden observarse embarcaciones navegando por encima del agua, como si estuvieran en suspensión.

Lo que ven los lugareños no es una alucinación ni una ilusión óptica, sino un espejismo, una visión real que se produce por la confluencia de varios factores. Hoy tenemos una explicación científica sobre esta anomalía, pero antiguamente marineros y navegantes sentían pánico cuando veían estas imágenes en alta mar, pues las atribuían a maldiciones o hechizos. Estos espejismos distorsionan la apariencia de los objetos situados en el horizonte, que son proyectados como si flotaran.

esquema espejismo

Esquema del proceso de formación de los espejismos. / Camilo Florian Baron

El fenómeno del que hablamos se conoce como ‘fata morgana’, una denominación que procede del latín y significa hada Morgana, en alusión a la hermana del legendario rey Arturo, que según la leyenda era un hada cambiante. El espejismo, frecuente en el estrecho de Mesina, hace que las personas vean cosas donde no las hay debido a la existencia de distintas capas de aire con densidades diferentes. Como resultado, los rayos de luz se refractan, pero quien ve el espejismo no percibe esas diferentes capas, y de ahí el desconcierto.

Para entenderlo, hay que acudir a la óptica. El libro Descubriendo la luz (Editorial CSIC – Los Libros de la Catarata) explica cómo se produce la ‘fata morgana’. “Los espejismos son fenómenos asociados a la propagación de la luz en medios no homogéneos, donde el índice de refracción varía continuamente con la altura y, por tanto, la luz describe trayectorias curvas. Dichas curvas presentan una concavidad en la dirección de aumento del índice de refracción. Es decir, la luz se curva hacia el medio (agua, aire, etc.) con mayor índice de refracción”. En otras palabras, en un espejismo la luz ‘se dobla’ al atravesar las capas de aire a distinta temperatura. Como resultado, “la posición real del objeto está sujeta a la interpretación humana, ya que la formación de la imagen está condicionada por la refracción de la luz”.

Fenómeno de la fata morgana. / Wikimedia commons

Fenómeno de la fata morgana. / Wikimedia commons

Los espejismos pueden clasificarse en inferiores y superiores. La ‘fata morgana’ que alucina a los habitantes y turistas de la costa meridional de Sicilia es un ejemplo de espejismo superior. Como explica el libro Descubriendo la luz, “este se produce cuando el índice de refracción disminuye con la altura, algo que suele darse en zonas frías, donde la capa de aire próxima al suelo es muy fría y es más densa que las capas superiores”. Precisamente lo que sucede en el mar, donde generalmente el agua está a menor temperatura que el aire, produciendo un enfriamiento de las capas de aire más próximas a la superficie del agua. De este modo cambia su densidad y, por tanto, la forma en la que los rayos de luz se refractan. El resultado es el espejismo, bajo la apariencia de barcos que flotan sobre el mar o elementos en el horizonte como islas, acantilados o témpanos de hielo, con siluetas alargadas que les dan una apariencia fantasmal. Estos efectos suelen ser visibles por la mañana, después de una noche fría.

* Este texto está inspirado en los contenidos del libro Descubriendo la luz. Experimentos divertidos de óptica (Editorial CSIC – Los Libros de la Catarata), coordinado por María Viñas, investigadora del Instituto de Óptica del CSIC.

Pinos, ¿nativos o exóticos?

Por Mar Gulis (CSIC)*

Los pinos están tan extendidos por nuestro territorio que resulta prácticamente imposible imaginar un paisaje natural sin su presencia. Pero, ¿alguna vez te has parado a pensar si esos árboles son nativos o exóticos? Es decir, si están ahí de forma natural o han sido introducidos por el ser humano.

A escala regional, la respuesta es clara: los estudios de biogeografía, el registro fósil y el registro de polen en estratos antiguos de las turberas nos dicen que han existido pinos desde hace millones de años. En la península ibérica y las islas baleares hay, según Flora iberica, seis especies nativas: el pino carrasco (Pinus halepensis), el pino negral (P. nigra), el pino resinero (P. pinaster), el pino piñonero (P. pinea), el pino silvestre (P. sylvestris) y el pino negro (P. uncinata). Otras especies, como el pino de Monterrey (P. radiata), han llegado de la mano de los seres humanos. Mientras, en el archipiélago canario el único pino nativo que hay es el pino canario (P. canariensis), que se diferencia de todos los anteriores porque sus hojas en forma de aguja se presentan en grupos de tres y no de dos.

Bosque natural de pino negro (‘Pinus uncinata’) en el pirineo de Andorra. / Jordi Garcia-Pausas.

Sin embargo, no todas las especies nativas pueden vivir en cualquier parte, sino que se distribuyen por el territorio según el clima, el suelo o la frecuencia de incendios. Así, por ejemplo, mientras el pino carrasco y el piñonero suelen vivir a baja altitud y soportan bien el calor y la sequía, el pino negro suele vivir en las montañas y está adaptado al frío. Además, en algunas zonas los pinos forman bosques puros y en otras se mezclan con otros árboles o arbustos. Y hay zonas en las que prácticamente no crecen pinos de forma natural, ya sea por las condiciones ambientales o por la competencia con otras especies más adaptadas a esas situaciones.

Lo que pasa es que los humanos, a lo largo de la historia, hemos ido modificando la distribución natural de cada especie mediante cortas, talas, plantaciones y restauraciones forestales, con el objetivo de aprovechar los numerosos recursos que proporcionan los pinos: madera, resina, piñones, protección del suelo, etc.

Reforestar con pinos no es la única solución

Sin duda, las restauraciones forestales han tenido un gran impacto sobre el territorio. Antiguamente se plantaban árboles (reforestación) para restaurar áreas degradadas sin pensar mucho en su origen, ni teniendo en cuenta si la especie era o no autóctona o si la variedad era local o no. Cuando más adelante se plantaron pinos autóctonos, algunas veces se hizo en zonas típicas de la especie, y otras en zonas donde la especie estaba ausente o en baja densidad.

Estas restauraciones, que sirvieron para frenar la erosión y controlar los recursos hídricos, son aún visibles en nuestros paisajes. Muchas de ellas se asemejan bastante a ecosistemas naturales, pero otras se parecen más a cultivos para la producción de madera, muy propensos a propagar fuegos intensos si están mal gestionados.

Actualmente, existe un gran acuerdo entre ecólogos y gestores del medio ambiente en que ni los pinos, ni los bosques en general, constituyen la única alternativa en paisajes mediterráneos: los matorrales son también autoctónos, naturales, diversos y antiguos, y contribuyen en gran medida a la elevada biodiversidad de los ecosistemas mediterráneos, además de favorecer la protección de sus suelos.

Un claro ejemplo de esto son los pinares sobre dunas de Doñana, donde hay plantaciones documentadas desde el siglo XVI, aunque masivas sólo en el XX. La finalidad de estas plantaciones era bienintencionada: fijar las dunas, crear puestos de trabajo y generar un ambiente forestal agradable. En aquella época, se valoraba más cualquier estructura arbolada densa, aunque fuese pobre en especies, que un matorral, por muy diverso en especies que fuera. Además, plantar pinos era mucho más fácil y agradecido (mayor supervivencia) que plantar otras especies arbóreas.

Pinar en dunas

Pino piñonero (‘Pinus pinea’) en las dunas de Doñana. / Pedro Jordano

Con los años, esos pinares han pasado a formar parte de nuestro paisaje cultural. La vegetación original de estas dunas litorales era probablemente un mosaico donde alternaban arbustos y árboles pequeños típicos de los ecosistemas mediterráneos, plantas de los brezales y sabinares ibéricos, y herbáceas propias de dunas. En ellas la densidad de pinos era baja, pero el sobrepastoreo y la explotación de leña fueron degradando esos ecosistemas y generando erosión y movimientos no deseables del terreno, lo que motivó las plantaciones de pino.

Tras el incendio que afectó a los pinares de la zona de Doñana en julio de 2017, se ha constatado una regeneración muy satisfactoria de muchas de las especies del mosaico de matorral y brezal que dominaron antes de las plantaciones, mientras que el pino prácticamente no se ha regenerado. Si se facilita y potencia la regeneración de estos matorrales, que son muy diversos en especies, los incendios (inevitables) que ocurran en el futuro serán menos intensos (por la menor biomasa) y el ecosistema se regenerará más rápidamente.

En un contexto de calentamiento global, la reducción de la densidad de pinos en dunas litorales y otros ecosistemas está justificada siempre que se favorezca una vegetación alternativa con importantes valores de conservación. En cualquier caso, ante cualquier intención de reducción drástica de un pinar antiguo, se debería evaluar que no haya especies que dependan de él.

 

* Este texto es una adaptación de la entrada del mismo título realizada por miembros de la Asociación Española de Ecología Terrestre (AEET), y publicada en el blog de Juli G. Pausas y en el del Centro de Investigación Ecológica y Aplicaciones Forestales (CREAF).

La misión InSight, con un instrumento español a bordo, llega a Marte este lunes

Por Juan Ángel Vaquerizo (CSIC-INTA)*

Después de un vertiginoso viaje de apenas seis meses y medio, el próximo lunes 26 de noviembre se producirá la llegada a Marte de la misión InSight de la NASA. En España estamos de enhorabuena porque a bordo de esta nave viaja el instrumento TWINS, un conjunto de sensores medioambientales desarrollado por el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA).

InSight en Marte

Interpretación artística de la misión InSight con todos sus instrumentos desplegados en la superficie de Marte. Bajo el módulo principal a la izquierda, el insturmento SEIS; a la derecha, HP3. TWINS son las dos pequeñas estructuras que sobresalen en forma de L invertida a cada lado de la plataforma superior. /NASA-JPL Caltech

InSight (Interior exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport; Exploración interior mediante investigaciones sísmicas, geodesia y transporte de calor) será la novena misión de la NASA que aterrice en la superficie del planeta rojo. Está basada en el diseño de la nave y el módulo de aterrizaje de la misión Phoenix, que llegó con éxito a Marte en 2008.

En esta ocasión, se trata de un explorador que estudiará a lo largo de un año marciano (dos años terrestres) la estructura y los procesos geofísicos interiores de Marte, lo que ayudará a entender cómo se formaron los planetas rocosos del Sistema Solar (Mercurio, Venus, la Tierra y Marte) hace más de 4.000 millones de años. El lugar elegido para el aterrizaje es una extensión lisa y plana del hemisferio norte marciano y cercana al ecuador denominada Elysium Planitia; un lugar relativamente seguro para aterrizar y suficientemente brillante para alimentar los paneles solares que proveen de energía a la misión.

Marte es el candidato ideal para este estudio. Es lo bastante grande como para haber sufrido la mayor parte de los procesos iniciales que dieron forma a los planetas rocosos, pero es también lo suficientemente pequeño como para haber conservado las huellas de esos procesos geofísicos hasta la actualidad; al contrario que la Tierra, que las ha perdido debido a la tectónica de placas y los movimientos de fluidos en el manto. Esas huellas están presentes en el grosor de la corteza y la estratificación global, el tamaño y la densidad del núcleo, así como en la estratificación y densidad del manto. El ritmo al que el calor escapa de su interior proporciona, además, una valiosa información sobre la energía que controla los procesos geológicos.

Formación de un planeta rocoso

A medida que se forma un planeta rocoso, el material que lo compone se une en un proceso conocido como ‘acreción’. Su tamaño y temperatura aumentan y se incrementa la presión en su núcleo. La energía de este proceso inicial hace que los elementos del planeta se calienten y se fundan. Al fundirse, se forman capas y se separan. Los elementos más pesados se hunden en la parte inferior, los más ligeros flotan en la parte superior. Este material luego se separa en capas a medida que se enfría, lo que se conoce como ‘diferenciación’. Un planeta completamente formado emerge lentamente, con una corteza como capa superior, el manto en el medio y un núcleo de hierro sólido. /NASA-JPL Caltech

Un instrumento español a bordo

La instrumentación científica de la misión está compuesta por cuatro instrumentos. El primero es el SEIS (Experimento sísmico para la estructura interior), un sismógrafo de la Agencia Espacial Francesa que registrará las ondas sísmicas que viajan a través de la estructura interior del planeta. Su estudio permitirá averiguar la causa que las ha originado, probablemente un terremoto marciano o el impacto de un meteorito.

El segundo es el HP3 (Conjunto de sensores para el estudio del flujo de calor y propiedades físicas), una sonda-taladro de la Agencia Espacial Alemana que perforará hasta los cinco metros de profundidad e irá midiendo, a diferentes niveles, la cantidad de calor que fluye desde el interior del planeta. Sus observaciones arrojarán luz sobre si la Tierra y Marte están hechos de la misma materia.

Además, está el instrumento RISE (Experimento para el estudio de la rotación y la estructura interior) del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, que proporcionará información sobre el núcleo tomando medidas del bamboleo del eje rotación del planeta.

Y, por último, lleva a bordo el instrumento TWINS (Sensores de viento y temperatura para la misión InSight) proporcionado por el Centro de Astrobiología, adscrito al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA). TWINS cuenta con dos sensores para caracterizar la dirección y velocidad del viento y dos sensores de temperatura del aire capaces de obtener una medida por segundo de ambas variables.

Montaje InSight

Montaje y prueba de los equipos en Denver. /NASA-JPL Caltech-Lockheed Martin

Las tareas que debe desempeñar TWINS son muy importantes para los objetivos de InSight. Durante la fase inicial de la misión, los primeros 40-60 soles (días marcianos), TWINS caracterizará el entorno térmico y los patrones de viento de la zona de aterrizaje para que el equipo científico a cargo de SEIS y HP3 pueda establecer las mejores condiciones para realizar el despliegue de los instrumentos en la superficie marciana.

Una vez desplegados los instrumentos principales en la superficie, TWINS se encargará de monitorizar los vientos, con el objetivo de descartar falsos positivos en los eventos sísmicos detectados por el instrumento SEIS.

Por último, los datos medioambientales obtenidos por TWINS se compararán y correlacionarán con los datos ambientales registrados por REMS, la otra estación medioambiental española en Marte, a bordo del rover Curiosity de la NASA en el cráter Gale. Esto contribuirá a caracterizar en mayor detalle los procesos atmosféricos en Marte y mejorar los modelos ambientales existentes a diferentes escalas: procesos eólicos, mareas atmosféricas diurnas, variaciones estacionales, circulación en la meso-escala, vientos catabáticos/anabáticos y remolinos (dust devils).

En este enlace de NASA TV se podrá seguir en directo el aterrizaje, a partir de las 20:00 horas del lunes 26 de noviembre de 2018.

 

* Juan Ángel Vaquerizo es el responsable de la Unidad de Cultura Científica del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA). 

¿Cómo detectamos el ‘umami’ y otros sabores?

Por Laura López Mascaraque* y Mar Gulis

Cierra los ojos. Piensa en algo ácido. ¿Qué te viene a la mente? ¿Un limón, una naranja? Seguro que también visualizas rápidamente alimentos asociados a sabores dulces, salados y amargos. Pero, ¿puedes pensar en el sabor umami? Probablemente muchas personas se quedarán desconcertadas ante la pregunta, por desconocer la existencia de este quinto sabor o no identificar los alimentos vinculados al mismo. Aquí van algunos ejemplos: el queso parmesano, las algas, la sopa de pescado y la salsa de soja comparten este sabor, que se suma a los otros cuatro clásicos: dulce, salado, ácido y amargo.

El sabor umami es típico de la cocina asiática, en la que son habituales sopas que cuentan con soja y algas entre sus ingredientes / Zanpei

En 1908 el japonés Kikunae Ikeda descubrió el umami. Químico de la Universidad Imperial de Tokio, eligió esta palabra, que proviene del japonés y significa “buen sabor”, “sabroso” o “delicioso”, para designar su hallazgo. Ikeda dedujo que el glutamato monosódico era el responsable de la palatabilidad del caldo del alga kombu y otros platos. De hecho, el umami es característico de cocinas como la japonesa, la china, la tailandesa y también la peruana, donde se conoce como ajinomoto. El glutamato monosódico es un compuesto que se deriva del ácido glutámico, uno de los aminoácidos no esenciales más abundantes en la naturaleza (se denominan no esenciales porque el propio cuerpo los puede sintetizar, es decir, fabricar).

Pero, ¿cómo detectamos el umami? ¿O por qué decimos que algo está demasiado salado o dulce? ¿Qué proceso fisiológico desencadena estas percepciones? La mayor parte de lo que llamamos sabor tiene que ver, en realidad, no con el gusto, sino con el olfato. Por eso los sabores parecen desvanecerse cuando estamos resfriados. Juntos, el olfato y el gusto constituyen los denominados sentidos químicos, pues funcionan mediante la interacción directa de ciertos compuestos químicos con receptores situados en el epitelio olfatorio, localizado en la parte superior de la nariz, y las papilas gustativas, situadas en la lengua.

El olor llega al cerebro por dos vías; una directa y ortonasal y la otra indirecta o retronasal. La primera se da cuando inhalamos directamente a través de la nariz. La otra, cuando, al masticar o tragar el alimento, se liberan moléculas que alcanzan la cavidad nasal desde la boca (vía retronasal), es decir, cuando exhalamos. Con la masticación y la deglución, los vapores de las sustancias ingeridas son bombeados en la boca por movimientos de la lengua, la mandíbula y la garganta hacia la cavidad nasal, donde se produce la llamada percepción olfativa retronasal. Así, gran parte de las sensaciones percibidas en alimentos y bebidas se deben al olfato.

Las sensaciones gustativas las percibimos a través de las miles de papilas gustativas que tenemos en la lengua / Pixabay

Por otra parte, ciertos alimentos considerados irritantes (condimentos picantes, quesos muy fuertes, etc.) pueden ser percibidos como olores/sabores a través del sistema quimiosensitivo trigeminal, con receptores localizados en la cavidad nasal y la boca.

En resumen, los receptores del olfato, el gusto y el nervio trigémino contribuyen al sabor, que se define por la suma de tres sensaciones: olfativas, gustativas y trigeminales. Las olfativas se perciben por la nariz desde concentraciones muy bajas y son las más variadas y complejas. Las gustativas lo hacen gracias a los receptores de la lengua y el paladar, localizados en las aproximadamente 5.000-10.000 papilas gustativas, que conducen información de la composición química de los alimentos hacia una parte del cerebro especializada en interpretar estos mensajes de acuerdo a las cinco cualidades gustativas básicas que mencionábamos al principio: salado, dulce, amargo, ácido y umami.

Cada uno de estos sabores puede asociarse a una o varias sustancias químicas caracterizadas por tener fórmulas y propiedades específicas que permiten su reconocimiento. Por ejemplo, los ácidos, como el zumo de limón o el vinagre, liberan iones de hidrógeno y, por lo tanto, presentan sabor ácido, mientras que la sal de cocina libera iones sodio y cloruro y, así, manifiesta sabor salado. Lo mismo les sucede a las moléculas de glucosa o azúcar con el dulce, a las del café o el bíter que libera alcaloides con el amargo, y al glutamato monosódico y otros aminoácidos con el umami. Actualmente se investiga la posibilidad de que existan receptores específicos en la lengua para reconocer el sabor de la grasa y el de las harinas o el almidón (sabor starchy).

En cuanto a las sensaciones trigeminales, estas se perciben en las terminaciones del nervio trigémino de la nariz y la boca a través de bebidas y alimentos que producen una sensación de irritación (picor, frío…). Por tanto, cuando hablamos de percepción del sabor, nos referimos a una respuesta conjunta de señales que provienen del olfato, del gusto y del trigémino, combinadas con otras características físicas como la textura, la temperatura y la presión.

 

* Laura López Mascaraque es investigadora del Instituto Cajal  del CSIC y autora, junto con José Ramón Alonso de la Universidad de Salamanca, del libro El olfato de la colección ¿Qué sabemos de?, disponible en la Editorial CSIC y Los Libros de la Catarata.

Virus y bacterias para estudiar en directo la evolución

Por Ester Lázaro (CSIC)*

Todos sabemos que en nuestra vida cotidiana hay actos que son perjudiciales para nuestra salud, como tomar el sol sin protector solar, hacerse radiografías innecesarias o ingerir alimentos con ciertos aditivos. Esto es así por la capacidad que la radiación y algunas sustancias químicas tienen para alterar nuestro ADN, la molécula que porta las instrucciones para que nuestras células y nuestro cuerpo sean como son y puedan realizar todas las actividades necesarias para mantenerse vivos.

Los cambios en el ADN se denominan mutaciones y pueden, desde no tener efecto, hasta ser responsables de la aparición de muchos tipos de cáncer. Sin embargo, a pesar de su mala fama, las mutaciones son absolutamente necesarias para que los seres vivos puedan adaptarse a los cambios que continuamente ocurren en el ambiente. Vivimos en un entorno tan dinámico que, sin esta capacidad, la vida se habría extinguido al poco tiempo de iniciar su andadura por nuestro planeta. En lugar de eso, se ha diversificado en un grado tal que cuesta creer que toda la vida tenga el mismo origen.

Virus infectando bacteria

La ilustración muestra un conjunto de bacterias que están siendo infectadas por sus virus característicos, los bacteriófagos. Los experimentos detallados en este artículo se llevan a cabo utilizando un bacteriófago que infecta la bacteria Escherichia coli./ María Lamprecht Grandío

Gran parte de las mutaciones ocurren de forma espontánea, debido a los errores que se producen cada vez que la molécula de ADN es copiada, algo que tiene que suceder siempre antes de que cualquier célula se divida. Las mutaciones son responsables de que los individuos que componen las poblaciones no sean iguales, sino que posean diferencias que les dotan de diferente éxito reproductivo. De este modo, y gracias a la selección natural –de la que ya nos hablaba Darwin hace más de un siglo–, los individuos más aptos acabarán siendo más frecuentes, hasta que lleguen a ser mayoritarios en la población. A lo largo de la historia, esta acción combinada de las mutaciones y la selección natural es lo que ha conducido a la evolución y diversificación de la vida a partir de un ancestro común que vivió hace 3.800 o 4.000 millones de años.

La gran capacidad evolutiva de los microrganismos

Estudiar la evolución no es tarea fácil. No solo por los largos tiempos que normalmente son necesarios para observar sus resultados; también porque su causa primera –la generación de mutaciones– ocurre por azar y porque el efecto de estas depende del ambiente. Para reducir el desconocimiento que todavía existe sobre los principios que gobiernan la evolución sería deseable poder realizar experimentos en el laboratorio que nos permitieran aplicar el método científico.

Las poblaciones experimentales tendrían que satisfacer dos requisitos: evolucionar rápido y ser fáciles de manipular y de analizar, algo que donde mejor se cumple es en los microorganismos. De hecho, la rapidez evolutiva de los virus y las bacterias puede ser observada en el día a día. La contrariedad de que podamos coger la gripe más de una vez, las resistencias de las bacterias a los antibióticos y de los virus a los antivirales, la aparición de nuevas cepas de virus… Todo eso no es más que el resultado de la gran capacidad evolutiva de los microorganismos, que les permite adaptarse en un tiempo récord a casi cualquier circunstancia que pueda limitar su crecimiento.

Pero, ¿por qué los microorganismos evolucionan tan rápido? La respuesta está en la gran velocidad a la que se reproducen y en que durante la copia de su material genético se producen muchas más mutaciones que en otros tipos de organismos más complejos. La consecuencia es que tanto los virus como las bacterias son capaces de generar en poco tiempo poblaciones de gran tamaño y con una elevada diversidad, en las cuales pueden existir mutantes que son beneficiosos en determinadas condiciones ambientales, las mismas bajo las cuales se verán favorecidos por la selección natural.

Entender la evolución para entender el origen de la vida

Los experimentos que realizamos en el laboratorio de Evolución Molecular del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA) consisten en propagar poblaciones virales en ciertas condiciones que imponemos y controlamos. Con el paso del tiempo, los procesos de mutación y selección permiten que se genere una población evolucionada, que se podrá analizar y comparar con la ancestral. De este modo, podremos no solo encontrar la respuesta adaptativa frente a una condición ambiental concreta, sino también extraer conclusiones generales sobre el proceso evolutivo.

Las preguntas a las que intentamos dar respuesta son del tipo: ¿cómo pueden responder los virus al aumento de la temperatura ambiental? ¿Existe un límite en la producción de mutaciones que sea incompatible con la supervivencia? ¿Qué relaciones hay entre el tamaño poblacional y la adaptación? ¿Cómo interaccionan las mutaciones? Buscamos entender la evolución de la vida actual, pero también aproximarnos a cómo pudo ser la evolución de las moléculas de replicadores primitivos que precedieron a la vida celular, algo para lo que las poblaciones virales también constituyen un modelo excelente. Pero eso ya es otra historia que nos lleva hacia el pasado de la vida, en lugar de hacia su futuro… Algo fascinante que trataremos en otra entrega de este blog.

* Ester Lázaro es investigadora en el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), donde dirige el grupo de evolución experimental con virus y microorgamismos.

Emigrar a la ciudad, precaria solución para aves amenazadas

Por Álvaro Luna (CSIC) *

Cuando se piensa en una ciudad, rara vez se hace desde el punto de vista de la naturaleza que alberga. Sin embargo, hoy se estima que el 20% de especies de aves del mundo está presente en ciudades, y cada vez conocemos más casos de plantas y animales en peligro de extinción que encuentran un insospechado refugio en ecosistemas altamente humanizados.

Un ejemplo que recientemente hemos dado a conocer tiene como protagonistas a dos psitácidas (especies normalmente llamadas loros o papagayos). Se trata de dos aves autóctonas de La Española, isla caribeña que engloba a República Dominicana y Haití: la cotorra Amazona ventralis y el perico Psittacara chloropterus.

Pericos de La Española anidan en la ciudad de Santo Domingo. / Álvaro Luna

Pericos de La Española anidan en la ciudad de Santo Domingo. / Álvaro Luna

La transformación del hábitat para uso ganadero y agrícola fue relegando a estos animales a zonas cada vez más recónditas. Para más inri, han sido y son cazados al acudir a comer a los cultivos y, últimamente, el ‘mascotismo’ se ha unido al resto de factores que han llevado al límite a estos loros, convirtiéndose en un terrible problema que diezma las escasas poblaciones restantes a través de la captura ilegal, que se da incluso dentro de espacios protegidos.

Un estudio llevado a cabo por un grupo de investigación de la Estación Biológica de Doñana del CSIC ha profundizado en la alarmante situación de la cotorra y el perico de la isla La Española en sus ecosistemas originarios, y ha detectado escasos ejemplares incluso en las zonas mejor conservadas del país (se visitaron 12 espacios protegidos y todo tipo de hábitats), un escenario que resulta ser aún peor de lo que se estimaba.

Esta situación contrasta con las poblaciones de dichas especies que se han descubierto en las grandes ciudades de República Dominicana, único lugar donde se observa con facilidad a estos animales. Por ejemplo, en Santo Domingo se han censado dormideros con unos 1.500 ejemplares de perico, y en Santiago otro de 50 cotorras. En la naturaleza, por establecer una comparación, en un dormidero encontrado en la reserva de la biosfera, donde a priori están las mejores poblaciones, se contaron solo 137 pericos y 15 cotorras. Así, los datos obtenidos sobre observaciones de estas especies a lo largo y ancho del país arrojan que el perico es 6 veces más abundante en la ciudad que en entornos naturales, y 3 veces más en el caso de la cotorra.

Hábitat de cría usado por las poblaciones de loros urbanos en ciudades de República Dominicana. /Álvaro Luna

Hábitat de cría usado por las poblaciones de loros urbanos en ciudades de República Dominicana. / Álvaro Luna

No obstante, más allá de números, no hay que desatender el hecho de que estas especies realizan unas funciones ecológicas en la naturaleza que además, en el caso actual de esta isla, no pueden desarrollar otras especies, como es la dispersión de semillas de árboles. A modo de ejemplo, durante este estudio se recolectaron 306 semillas pertenecientes a 11 especies diferentes de árboles (el 99.5% aptas para germinar) que habían sido dispersadas por estos loros, y se midieron las distancias entre las semillas y el árbol más cercano de su misma especie. La distancia mínima media de dispersión fueron 37 metros, siendo el 93% de los casos dispersiones en un rango de entre 20-60 metros, con algunos casos de mayores distancias. Prácticamente todos los casos fueron en ciudad, dada la ausencia de las dos especies en el medio natural.

Se podría decir que para estas aves amenazadas puede que la ciudad sea su última baza para evitar la extinción, pero la desaparición de poblaciones viables de su hábitat real y originario acarreará también la extinción de funciones ecológicas en sus ecosistemas naturales, algo sobre lo que casi nadie está reparando. El hecho de que estos loros estén ecológicamente extintos en los bosques de la isla afectará a la estructura y dinámica de los mismos, con repercusiones presentes y futuras negativas.

 

* Álvaro Luna es investigador doctorando en la Estación Biológica de Doñana del CSIC y autor del libro Un leopardo en el jardín. La ciudad: un nuevo ecosistema (Tundra)

¿Somos los ‘Homo sapiens’ los únicos humanos que hemos habitado la Tierra?

Por Antonio Rosas (CSIC)*

Hasta muy recientemente, ‘ser humano’ significaba pertenecer a nuestra especie Homo sapiens. Otras formas similares más antiguas y arcaicas, como Homo erectus o los neandertales, aun siendo incluidas en el género Homo, eran vistas con cierta distancia y carentes de los atributos básicos que asociábamos al concepto de humano.

La evolución humana se percibía –y aún hoy muchos la siguen asumiendo– como una secuencia lineal y ascendente de especies. La condición más primitiva del género la definía la especie Homo habilis, de cara muy prominente y cerebro aún reducido (aproximadamente 700 cm3 de volumen encefálico). La fase intermedia venía definida por Homo erectus, caracterizada por un mayor encéfalo (aproximadamente 1.000 cm3). Y, por último, en la fase final aparecería la especie actual, Homo sapiens, con un gran volumen encefálico (aproximadamente 1.400 cm3), una cara muy reducida y una sofisticada cultura material. ¡Para algunos el zénit de la evolución!

Cráneos

Varios cráneos de neandertales y, al final de la hilera, un cráneo de sapiens. / Comunicación CSIC

Hoy en día la situación es algo más compleja y la respuesta a la pregunta ¿qué significa ser humano? ya no resulta tan inmediata. El avance de la ciencia ha puesto de nuevo en entredicho conceptos que teníamos casi por absolutos. En la actualidad sabemos que hace apenas 100.000 años coexistieron en el planeta Tierra al menos cinco linajes (especies) humanos, cada uno con un acervo cultural propio.

Durante algún tiempo, los humanos anatómicamente modernos (nosotros: H. sapiens) habitábamos el África subsahariana; los neandertales (H. neanderthalensis), centrados en Europa, poblaban el extremo occidental de Eurasia; los pequeños H. floresiensis, cuyo cuerpo conserva reminiscencias muy arcaicas, vivían en la Isla de las Flores (Indonesia); las últimas poblaciones de H. erectus perduraban en la Isla de Java y quizá también en el continente asiático; y un nuevo linaje humano –los llamados ‘denisovanos’ –, descubierto recientemente en las cuevas de Denisova (Siberia) e identificado a partir de su ADN fósil, habitó extensas áreas de Asia. En resumen, nada menos que cinco linajes humanos coexistiendo, cuya simple enumeración detrae un buen pedazo de arrogancia a nuestro ego de ‘especie elegida’.

Filogenia 5 expecies

Esquema de la filogenia de las cinco especies humanas. / Antonio Rosas

¿Cómo impacta sobre la noción de humanidad el hecho de haber existido diferentes especies humanas? En buena medida, creo que carecemos de los conceptos formales que nos permitan pensar con solidez en este asunto. Nos enfrentamos colectivamente al reto de articular un nuevo discurso antropológico basado en el conocimiento empírico y serio de la paleontología humana.

Pero, además, la definición de lo humano encuentra nuevas dificultades. Actualmente existe un interesante debate en torno al origen del género Homo y quienes fueron sus representantes. Así, mientras algunos especialistas consideran que la primera especie humana fue H. habilis, –de la que se han encontrado evidencias de hasta 2,8 millones de años–, para otros, entre los que me encuentro, dicha especie debería ser excluida del género, cuyo origen sería mucho más reciente.

En paralelo, la producción de herramientas ha sido, desde que así fuera propuesto por Darwin, uno de los rasgos más sintomáticos y esenciales de lo humano. Sin embargo, hoy conocemos herramientas, así como las marcas de su uso dejadas sobre los restos de animales, encontradas en yacimientos con antigüedades que rondan los 3,3 millones de años y que se remontan a tiempos muy anteriores al origen de Homo. Obviamente fueron otras criaturas las artífices de estos utensilios, que asociamos con alguna especie de Australopithecus. Por toscos que puedan ser esos utensilios son, de facto, herramientas concebidas y elaboradas por homininos no humanos.

Por lo común, la noción clásica de humanidad –conjunto de todos los seres humanos actuales y la manifestación de sus capacidades– encierra el carácter de ‘ser única’. De forma implícita, se admite que humanidad solo hay una. Visto desde el presente, por muy dispares que pudieran parecer los grupos raciales o sus etnias, hoy reconocemos en todos ellos una comunidad de rasgos y cualidades que los agrupan bajo una misma entidad que llamamos H. sapiens. Frente a concepciones racistas, admitimos que todos los seres humanos tenemos un mismo estatus evolutivo y jurídico.

Sin embargo, acabamos de nombrar cinco linajes humanos diferentes. ¿Debemos acaso hablar de cinco humanidades diferentes? Ante la pregunta de qué es el ser humano, la ciencia nos pone hoy frente a una cuestión previa: ¿de qué ser humano hablamos? ¿Hablamos de los humanos anatómicamente modernos: H. sapiens? ¿Nos referimos a H. floresiensis? ¿O acaso hablamos de los neandertales? Nuestra humanidad “sapiens” podría ser solo un subconjunto de lo potencialmente humano.

 

* Antonio Rosas es investigador del CSIC en el Museo Nacional de Ciencias Naturales y autor de los libros de divulgación Los neandertales, Los primeros homininos y La evolución del género ‘Homo’ (CSIC-Catarata). El texto del post ha sido extraído de este último libro. 

¿Tienes fotografías antiguas del Museo Nacional de Ciencias Naturales? ¡Puedes formar parte de su historia visual!

Por Soraya Peña Carolina Martín Albaladejo (CSIC)*

¿Cuántas personas se habrán retratado con el Megaterio, enorme cuadrúpedo del Pleistoceno, cuando se realizó su montaje en 1951 o cuando, unos años más tarde, Rocío Dúrcal volvió a ponerlo de moda con la película Acompáñame (1966), de Luis César Amadori? ¿Cuántas jóvenes volvieron entonces al Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN) del CSIC para fotografiarse como la cantante?

Y los descubrimientos del elefante en Villaverde Bajo en 1958 y del mastodonte en Toledo en 1971, ¿cuánta expectación generaron cuando llegaron al Museo? Seguro que muchas personas guardan recuerdos de esos momentos y de otros parecidos en las cajas y los álbumes de sus progenitores, de sus abuelos o de ellas mismas. Son recuerdos vinculados a las pequeñas o grandes historias personales que ahora pueden ayudar a construir un relato colectivo más amplio, más complejo, el de un Museo que es parte fundamental de la historia de las ciencias naturales en España y reflejo de la propia historia de nuestro país.

Si tienes guardadas en algún rincón fotografías hechas en el MNCN-CSIC que sean anteriores a 1990, no dudes en contribuir a la recuperación de la memoria visual de la institución y participar en el concurso “Yo estuve en el Museo de Ciencias Naturales…”. Las imágenes han de subirse a la plataforma tuphotomuseo.es a través de un formulario y deben acompañarse de una pequeña descripción. Las fotografías recibidas serán compartidas en un álbum online y, además de pasar a formar parte del Archivo Histórico del Museo, podrán ser utilizadas en exposiciones y publicaciones de tipo divulgativo y de investigación. Puedes enviar las fotografías hasta el 15 de Mayo de 2019.

Un descanso mientras se cambia la tarima en el Salón de Zoología, 1935. / Archivo MNCN

Un descanso mientras se cambia la tarima en el Salón de Zoología, 1935. / Archivo MNCN

Un Museo con más de dos siglos de historia

Aunque el actual MNCN-CSIC fue creado por el Rey Carlos III en 1771 como Real Gabinete de Historia Natural, el periodo comprendido entre 1939 y 1985 es el menos conocido de su historia visual. En 1928, Miguel Primo de Rivera, como presidente del Gobierno Militar, prometió trasladar la Escuela de Ingenieros para que el Museo ocupara todo el edificio. Promesa vana que nunca se cumplió completamente, pero que sí permitió iniciar unas obras de remodelación y ampliar el Museo al ala sur donde hoy se muestra la exposición de Minerales, fósiles y evolución humana, que incluye una reproducción emblemática de un Diplodocus, quizá todavía esperando a tomar esa prometida y ansiada nave central.

En una imagen de ese traslado tomada en 1935 se ve a unos despreocupados obreros posando en un descanso del trabajo mientras cambian el piso de madera por losa. Años más tarde, una nueva remodelación haría regresar la madera original. Un botijo y una bicicleta protagonizan el primer plano y sus sonrisas no parecen predecir la violenta historia que comenzaría al año siguiente, la Guerra Civil Española (1936-1939).

Sala de Vertebrados (antes de 1935). / Archivo MNCN

Sala de Vertebrados (antes de 1935). / Archivo MNCN

A partir de 1939, al finalizar la guerra, muchas cosas se disgregaron en nuestro país y el Museo no fue una excepción. Incorporado al recién creado Consejo Superior de Investigaciones Científicas, se dividió, y el Museo quedó a cargo de las colecciones y de las exposiciones, mientras que tres nuevos centros de investigación dedicados a Zoología, Entomología, Geología y Paleontología se responsabilizaron de la investigación científica. Hubo que esperar hasta 1984 para que se volvieran a reagrupar, coincidiendo prácticamente con el final de una larga transición.

A la hora de repasar la historia del Museo, este periodo posterior a 1939 es uno de los menos conocidos. Por ello, con el objetivo de reconstruir la memoria reciente de la institución, y para dar a conocer y entender el significado de esa desconocida y quizá sorprendente trayectoria, el grupo Historia y Documentación de las Ciencias Naturales en España del MNCN-CSIC lo está sacando a la luz a través del proyecto de investigación ‘El Museo Nacional de Ciencias Naturales entre 1939 y 1985: de la disgregación a la reunificación en su contexto nacional e internacional’.

Uno de los primeros hallazgos de esta investigación ha sido comprobar la falta de documentación fotográfica de este periodo (1939-1985). No se conocen apenas imágenes y, sin embargo, seguro que hubo fotógrafos presentes en las distintas inauguraciones y que los visitantes se hicieron retratos al lado de las piezas más espectaculares o de sus animales preferidos. Es más que posible que los trabajadores que durante todos esos años poblaron sus espacios se retrataran en diferentes ocasiones… Miles de historias cruzadas que posiblemente quedaron guardadas en álbumes familiares quizá ya un poco olvidados. Esas imágenes son las que el Museo quiere recuperar para devolver el protagonismo a sus ocupantes, pero también para hacer suyo un periodo imprescindible de la historia de la institución.

Precisamente por ello se ha puesto en marcha el concurso “Yo estuve en el Museo de Ciencias Naturales…”. Apoyar este proyecto de investigación y subir las fotos recuperadas de ese baúl de los recuerdos, donde todos podemos rebuscar y reencontrarnos con nuestro propio pasado olvidado, significa integrarnos en otra historia colectiva, la del devenir de la ciencia, de lo pasado y de lo que está por venir. Entra en www.tuphotomuseo.es y sé parte del MNCN-CSIC y de su historia. En ese espacio nos encontraremos y nos redescubriremos.

 

* Soraya Peña de Camus Sáez es coordinadora de exposiciones del MNCN-CSIC. Carolina Martín Albaladejo es investigadora del grupo Historia y Documentación de las Ciencias Naturales del MNCN-CSIC.

Pedalear por la ciencia: una vuelta ciclista en defensa de la investigación

Por Pablo Vargas (RJB-CSIC), Fernando Valladares (MNCN-CSIC), Luis Navarro (Universidad de Vigo), Adrián Escudero (Universidad Rey Juan Carlos) y José María Sánchez (Universidad de Vigo)

El lunes 17 de septiembre, un día después de que concluya la Vuelta Ciclista a España, un pequeño grupo de investigadores nos embarcaremos en nuestra singular Vuelta Ciclista por la Ciencia. Pedalearemos cientos de kilómetros enlazando algunas de las principales universidades de nuestro país con el objetivo de acercar el conocimiento científico a la sociedad y transmitir la pasión por hacerlo avanzar.

Pelotón

Fernando Valladares y Pablo Vargas (primero y segundo por la izquierda), protagonistas de la Vuelta Ciclista por la Ciencia, junto con otros compañeros de pelotón.

Con el mismo impulso que impondremos a nuestras bicicletas y con el mismo entusiasmo que cruzaremos puertos y ciudades, trataremos de explicar los aspectos más novedosos y fascinantes de las ciencias naturales, como las lecciones que nos dan las plantas sobre el cambio climático, los recientes cambios acontecidos en la clasificación de los seres vivos o las consecuencias de las invasiones biológicas en España. También daremos nuestro punto de vista sobre los desafíos y dificultades de la ciencia que se hace en nuestro país y sobre las mejoras que a nuestro juicio necesitan acometer la Administración y los organismos de investigación.

Esta particular aventura física e intelectual pretende fomentar vocaciones y estimular la proyección del pensamiento científico en la sociedad. Partiremos de la Universidad de Vigo y recalaremos sucesivamente en las universidades de Santiago de Compostela (día 17), Oviedo (día 18), León (día 19) y Salamanca (día 20). Nuestro periplo concluirá en el campus de Móstoles (Comunidad de Madrid) de la Universidad Rey Juan Carlos (día 21).

Recorrido

Durante la mañana de cada jornada pedalearemos entre cien y ciento veinte kilómetros y aprovecharemos para realizar observaciones y descripciones de la biodiversidad vegetal y animal que vayamos encontrando. Ya por la tarde mantendremos un encuentro con los responsables de cada universidad y ofreceremos un ciclo de charlas breves en el que trataremos temas de actualidad en biología y en el que esperamos contar con una importante participación del público. El programa completo de la Vuelta puede consultarse en la web https://cienciavuelta.com

Nuestro objetivo final es que esta iniciativa tenga continuidad en el tiempo y se repita anualmente, de forma que en próximas ediciones aumente de modo significativo la envergadura del pelotón y se pueda contar con apoyo y ayudas para su organización. Los gastos de esta primera edición los hemos asumido entre los propios participantes, que también vamos a emplear nuestras respectivas vacaciones para poder divulgar los descubrimientos científicos de mayor interés.

Podéis seguirnos diariamente en la cuenta @CienciaVuelta de Twitter y cienciavuelta2018 de Instagram.

¿Por qué somos racistas?

Por Margarita del Olmo (CSIC)*

Hace 20 años, la Unión Europea publicó un cómic titulado ¿Racista Yo? El cómic tenía el objetivo de “luchar contra la discriminación por razones de sexo, raza, origen étnico, religión y creencias, minusvalías, edad o tendencias sexuales”. Para conseguirlo, trataba de demostrarnos que la respuesta a esa pregunta es un rotundo “SÍ”, que todos discriminamos en alguna ocasión a otras personas, incluso aunque seamos víctimas de la discriminación en ocasiones.

Pixabay

He dedicado muchos años de trabajo a contestar una pregunta parecida: ¿por qué somos racistas aunque no creamos serlo, incluso aunque no queramos serlo? Llegar a una respuesta me ha resultado muy complicado por dos razones fundamentales. En primer lugar, somos racistas porque nos hemos educado desde pequeños en una sociedad racista, y eso ha pasado sin darnos cuenta. Al mismo tiempo que hemos aprendido a comportarnos de esta manera, también nos han enseñado que ser racistas es algo ‘malo’. Así que hemos aprendido a ser racistas pero sin parecerlo, sin darnos cuenta de cómo, cuándo y por qué actuamos así. Parece que las personas racistas son solo aquellas que declaran querer serlo. Pero el racismo es un mecanismo social muy complicado, y para explicarlo siempre lo comparo con un iceberg. La parte visible del iceberg, la más pequeña, corresponde a las personas que no tienen ningún problema en reconocer que son racistas. El resto, los seres humanos que no queremos serlo, representamos la parte oculta del iceberg, la que no se ve desde la superficie.

La segunda razón por la que nos comportamos de manera racista es más complicada de explicar. En resumen, se trata de que a veces nos conviene porque sacamos beneficio inmediato de una situación concreta o en términos generales.

En una situación concreta utilizar un argumento racista en una discusión o en un conflicto es como jugar a las cartas con un as guardado en la manga que podemos sacar en el momento más efectivo. Es una forma de decirle a la otra persona: “no vales tanto, vales menos”, pero de una forma que le haga daño. Por ejemplo, cuando en una discusión se dice: “tú no eres de aquí, ¡vete a tu país!”, es negar a esa persona la pertenencia y la opinión. O en otra situación: “¿de dónde eres?”, “de aquí de Madrid”, “bueno sí pero y tus padres, ¿de dónde son?”… Esto significa que no consideramos ‘normal’ su color de piel o su manera de vestir o de hablar y, por lo tanto, pedir aclaración implica señalar la diferencia con lo que debería ser (pertenecer al mismo grupo que pertenece la persona que pregunta).

En términos más generales, un argumento racista esconde privilegios. Vivimos en una sociedad que atribuye las ventajas (dinero, poder, mejores condiciones de vida) a los méritos y al esfuerzo; a las oportunidades también, pero sobre todo al hecho de saber aprovecharlas. Pero eso implica pensar que todas las personas hemos nacido en las mismas condiciones y, si la vida se pudiera representar como una carrera, es como creer que partimos de la misma línea de salida. Sin embargo, esto no es así. El lugar en el que nacemos nos proporciona a algunas unos privilegios de partida y nos coloca en una posición que nos permite aprovechar las oportunidades con ventaja, como si hubiéramos nacido un poco adelantados con respecto a la salida de la carrera. Pero curiosamente, en vez de reconocerlo, lo que hacemos es ocultar los privilegios, de manera que nuestras ventajas puedan atribuirse al esfuerzo y al trabajo.

Portada del cómic ¿Racista yo? / Oficina de Publicaciones Oficiales de las Comunidades Europeas, Luxemburgo, 1998

Los argumentos racistas nos ayudan a esconder los privilegios de partida y desvían la atención hacia las personas que no salieron adelantadas, atribuyendo sus lugares más atrasados en esa carrera de la vida a determinadas características o carencias que ellas tienen. Les decimos, de manera que hasta ellas lo aceptan, que por ser mujer o por pertenecer a determinada religión o haber nacido en un lugar no tienen los mismos derechos, no pueden estar en igualdad de condiciones.

Los argumentos racistas son dolorosos, para las víctimas en primer lugar, porque suelen ser condiciones que no se pueden cambiar pero, sobre todo, porque las propias víctimas, que han crecido y se han educado en la sociedad racista, han aceptado que determinados colores de piel o género o lugar de nacimiento les excluyen de determinadas ventajas. Ocultamos los privilegios de partida porque queremos que atribuyan las ventajas al trabajo y al esfuerzo, y culpamos a las víctimas de sus desventajas haciéndoles responsables a ellas.

Si tuviéramos el convencimiento de que es necesario erradicar el racismo, deberíamos iniciar un proceso que nos ayude poco a poco a ser conscientes de cuáles son los privilegios que disfrutamos con respecto a otras personas y entender que son esos privilegios los que nos han permitido aprovechar las circunstancias, y no solo el esfuerzo y el trabajo como solemos pensar.

Y como no siempre somos verdugos, sino que en algunas ocasiones también somos víctimas, deberíamos aprovechar la sensibilidad que las víctimas tienen hacia la discriminación y el interés por combatirla, e incorporar esos aprendizajes para tener más cuidado en las ocasiones que actuamos como verdugos.

 

* Margarita del Olmo es investigadora en el Instituto de Lengua, Literatura y Antropología del CSIC