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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.

Sobrevivir en el desierto: ¿cómo se adaptan los cactus a la falta de agua?

Por Carlos Pedrós-Alió y Mar Gulis (CSIC)*

Si hay una planta emblemática del desierto, esa es el cactus. Es difícil imaginar una película del Oeste sin un saguaro o dos (Carnegiea gigantea), pero ¿cómo se las arreglan las especies de esta familia para soportar unas condiciones de aridez tan extremas? Pues básicamente recurriendo a dos estrategias: hacer todo lo posible por no perder agua y esforzarse al máximo por obtenerla.

Para entender cómo los cactus consiguen retener agua hay que tener en cuenta que en un ambiente húmedo una planta está constantemente transpirando. El agua es absorbida por las raíces, sube hacia las hojas como parte de la savia y allí se evapora a través de los estomas. Estas estructuras de la hoja tienen que abrirse para aspirar CO2 y espirar O2, los gases que intervienen en la fotosíntesis. De esa forma, en condiciones normales, una planta pierde el 75% del agua que absorben sus raíces, algo que no tiene ninguna trascendencia en un bosque lluvioso tropical, pero que resulta imposible en un desierto.

Plantas que transpiran solo de noche

Esto ha hecho que los cactus conviertan sus hojas, por donde principalmente pierden agua las plantas, en espinas. No obstante, como sabemos, las hojas hacen la fotosíntesis, y una planta necesita este proceso para vivir. Por eso los cactus han transferido el proceso fotosintético a los tallos. Además, para evitar que se escape el vapor de agua, los cactus cierran los estomas durante el día y solamente los abren durante la noche, cuando la temperatura es baja y no va a haber tanta evaporación.

Sin embargo, durante la noche no hay luz. ¿Cómo compaginar la apertura de estomas con la fotosíntesis, que requiere la energía solar? Los cactus han resuelto el problema separando los dos procesos: durante la noche abren los estomas y absorben el CO2; durante el día cierran los estomas y aprovechan la energía de la luz para hacer la fotosíntesis. Con el fin de conservar el CO2 hasta que llegue la luz del día, los cactus y otras muchas plantas crasas han desarrollado un tipo de metabolismo que les permite almacenarlo en vacuolas por la noche y transportarlo a los cloroplastos cuando sale el sol. De este modo, hacen un uso del agua mucho más eficiente.

Cera impermeabilizante, tallos inclinados y segunda piel de espinas

Aquí no se acaban los recursos que tienen los cactus para no perder agua. Otro de ellos es recubrir su tallo de una cutícula de cera que lo impermeabiliza todavía más y que, al ser de color claro, refleja la radiación solar. Esto contribuye a reducir la temperatura de la planta y, por tanto, la evaporación.

El ecólogo Harold A. Mooney y sus colaboradores estudiaron este fenómeno en Copiapoa gigantea, un cactus que se encuentra en el desierto de Atacama. Insertando sensores de temperatura en el tallo, comprobaron que la temperatura debajo de tejidos cubiertos con cera era de 0,5 a 2 grados menor que bajo las zonas en las que se había perdido esa cubierta.

‘Copiapoa gigantea’ inclinada al norte en el desierto de Atacama. / Carlos Pedrós-Alió

Otro mecanismo observado por Mooney fue que la mayoría de los tallos estaban inclinados hacia el norte, de modo que la radiación solar solamente incidía perpendicularmente sobre la cima del tallo, pero no sobre los lados. Así, estos cactus minimizaban la radiación que les llegaba y esto contribuía a que no se calentaran tanto. Como en el ápice se encuentra el tejido de un cactus capaz de crecer y de producir flores, el ecólogo norteamericano especuló que su elevada temperatura ayudaría a que los procesos de crecimiento, floración y fructificación fueran más rápidos. A mayor temperatura, mayor actividad biológica.

Además, las espinas de los cactus forman una segunda piel unos milímetros más allá del tallo. Esta piel refleja una parte de la radiación solar y crea una capa de aire parcialmente aislante alrededor del tallo que reduce la temperatura y la evaporación en su superficie. La arquitectura del siglo XXI también ha descubierto este mecanismo y muchos de los edificios actuales tienen una segunda piel de vidrio separada de la cortina de cristal principal. El aire entre las dos superficies de cristal se calienta, sube y crea así corrientes que contribuyen a refrigerar el edificio.

Sección transversal de un cactus del género ‘Cereus’. Espinas y pelos surgen de las areolas, en las que se interrumpe la dermis y la cutícula que la protege. En el interior, de fuera hacia dentro, encontramos el clorénquima, donde se realiza la fotosíntesis; el hidrénquima, que es el tejido que puede acumular agua; el sistema vascular, que transporta la savia y los nutrientes de una parte a otra de la planta; y el parénquima medular. / Wikipedia

Capacidad para condensar agua

Todos estos mecanismos hacen que un cactus pierda poca agua. Pero, ¿cómo se las ingenia para conseguirla? La estrategia de algunas especies estudiadas por el propio Mooney es tener en sus espinas ranuras que hacen que las gotas de agua se deslicen hacia el tallo. En su recorrido por la espina, las gotas se encuentran con una serie de pelos que quedan empapados y hacen que el agua se escurra hasta el suelo, donde pueden absorberla las raíces.

Esta capacidad para condensar agua a partir de la niebla tiene un potencial de aplicaciones enorme. Si se lograran reproducir las propiedades de los cactus, podrían instalarse sistemas artificiales para atrapar las nieblas en muchos lugares áridos de la Tierra. De hecho, en los últimos años este tema ha recibido una gran atención. Estudiando la estructura microscópica de las espinas y los tricomas –apéndices finos– de un cactus mexicano, Opuntia microdasys, investigadores del Laboratorio Nacional de Pekín para Estudios Moleculares descubrieron que las gotas de agua siempre se deslizaban hacia el tallo, incluso cuando la espina se colocaba cabeza abajo y las gotas tenían que desafiar a la gravedad. Este fenómeno era posible gracias a la forma cónica de las espinas y sus ranuras longitudinales, más gruesas cuanto más cerca están del tallo.

Más recientemente, un grupo de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (Corea del Sur) ha demostrado que las espinas de este mismo cactus condensan el vapor de agua en pequeñas gotas, que luego se depositan sobre los tricomas. Estos tricomas son hidrofóbicos, de modo que la gota reposa sobre ellos sin mojarlos mientras se va evaporando poco a poco. Cuando el tamaño de la gota es el adecuado, es absorbida en microsegundos por la zona hidrofílica que hay por debajo de los tricomas.

Microscopía óptica de la recolección de gotas de agua por las espinas del cactus orientadas de distintas maneras. Las gotas se desplazan hacia la base de la espina incluso en contra de la gravedad. / Ju et al. (2012) y Springer Nature

Por otra parte, algunos cactus tienen un sistema radicular capaz de absorber mucha agua cuando llueve. Por ejemplo, se ha estimado que un saguaro puede llegar a recoger 760 litros después de una tormenta. Para que esto sea posible, el cactus tiene que ser capaz de almacenar el agua. Y esto es justamente lo que permite la estructura en acordeón del tallo: los cactus tienen costillas gracias a las cuales pueden aumentar su volumen cuando hay agua disponible y disminuirlo a medida que la van perdiendo.

En resumen, que un cactus puede ser perfectamente feliz en el desierto.

* Carlos Pedrós-Alió es investigador del CSIC en el Centro Nacional de Biotecnología y autor de los libros de divulgación La vida al límite y Las plantas de Atacama (CSIC-Catarata), del que ha sido adaptado este texto.

De los Beatles a Taylor Swift: un análisis de la música más versionada del siglo XXI

Por José Luis Ortega (CSIC)*

Versionar una canción implica de alguna forma un tributo o reconocimiento a la influencia de un grupo o artista anterior. Por eso, conocer qué artistas y géneros son los más versionados puede darnos muchas pistas sobre cómo evolucionan los gustos y las preferencias musicales a lo largo del tiempo. Con este objetivo, en el Instituto de Estudios Avanzados (IESA) del CSIC hemos utilizado técnicas de big data para extraer y procesar información sobre más de 800.000 versiones y 100.000 intérpretes que albergan las plataformas web SecondHandSongs y Allmusic.

En un primer análisis observamos que hasta la década de los cincuenta el género más versionado fue el Jazz de los años veinte; y que, a partir de entonces hasta hoy, ese lugar lo ha ocupado el Pop/Rock de los años sesenta. En la actualidad, sin embargo, vemos cómo las nuevas generaciones de artistas parecen protagonizar una nueva ola musical, al igual que lo fue el Jazz en los años veinte y el Pop/Rock en los años cincuenta y sesenta.

Antes de nada, veamos cómo se distribuyen los músicos y músicas actuales teniendo en cuenta sus géneros y estilos (Figura 1). El género más dominante es el Pop/Rock, al que se dedican más de la mitad de artistas contemporáneos (55,6%) y que tiene como subgéneros más destacados el Rock Alternativo y el Pop. Otros géneros importantes hoy en día, pero con muchos menos artistas, son el Jazz (8,3%), la Música Electrónica (6,4%) y el Country (5,1%).

Figura 1. Distribución del número de artistas por género y subgénero musical que iniciaron su carrera en el siglo XXI. / Fuente: Allmusic.org

La hegemonía del Pop/Rock viene de lejos. La Figura 2 muestra que la mayoría de géneros musicales en el siglo XXI versionan con mayor frecuencia a músicos surgidos en la década de los sesenta, lo que nos viene a decir dos cosas: la primera es que, para la gran mayoría de géneros, los artistas surgidos en los sesenta al albor del Pop/Rock siguen siendo influencia; y segundo, que la música Pop/Rock es un referente independientemente del género musical de los intérpretes. Artistas del Reggae, R&B o Country versionan por igual a artistas de los sesenta. También se puede apreciar cómo algunos estilos pre-Rock y con un notable pasado mantienen sus referencias a épocas anteriores. Jazz, Blues y Vocal centran sus versiones en artistas surgidos antes de los años cincuenta, cuando estos estilos aparecieron y tuvieron su momento más álgido.

Figura 2. Porcentaje de versiones por géneros musicales a artistas de distintas generaciones. / Fuente: SecondHandSongs y Allmusic.org

De todas formas, si nos detenemos en el Pop/Rock, podemos ver que las versiones a artistas de los años sesenta constituyen sólo el 23%. En este caso, hay una distribución más equitativa y homogénea entre las distintas décadas en que fueron compuestas las canciones originales. Es más, si distinguimos entre las versiones realizadas por los artistas surgidos en las décadas de 1990, 2000 y 2010 (Figura 3), podemos ver claramente cómo los músicos y músicas de esta última década rompen el patrón y, por primera vez, versionan más a artistas coetáneos de la década del 2000 (22%) que a la generación de los años sesenta (16%).

 

Figura 3. Distribución del porcentaje de versiones de los artistas surgidos en las décadas de 1990, 2000 y 2010 a artistas pertenecientes a generaciones anteriores. / Fuente: SecondHandSongs y Allmusic.org

En la década de 2000, los grupos y artistas más versionados siguen siendo las figuras claves del Pop/Rock de los sesenta, con los Beatles, Bob Dylan y David Bowie a la cabeza. También se puede apreciar la aparición de figuras más recientes como Queen, Bruce Springsteen o Pink Floyd, pero aun así pertenecen a las alejadas décadas de los setenta y ochenta (Tabla 1).

Sin embargo, en la década de 2010 aparece una gran proporción de artistas surgidos en el siglo XXI entre quienes atraen más versiones. Por primera vez desde los años sesenta, los Beatles dejan de ser el grupo más versionado en favor de Taylor Swift, la cantante más influyente en la década de 2010. Junto a ella, aparecen también Justin Bieber, Ed Sheeran o Adele. Esto demuestra que no estamos solo ante la influencia de una artista concreta, sino que hay todo un cambio generacional que toma como referente a sus coetáneos y desplaza a las viejas glorias del Pop/Rock de los sesenta.


2000s 2010s
Nombre Sub-género Versiones Versiones % Nombre Sub-género Versiones Versiones %
The Beatles British Invasion 972 3,09% Taylor Swift Pop 208 1,58%
Bob Dylan Folk/Country Rock 549 1,74% The Beatles British Invasion 160 1,22%
David Bowie Soft Rock 237 0,75% Justin Bieber Dance 135 1,03%
Elvis Presley Rock & Roll/Roots 230 0,73% Ed Sheeran Singer/Songwriter 129 0,98%
Queen Hard Rock 194 0,62% Adele Pop 115 0,87%
Bruce Springsteen Hard Rock 180 0,57% Katy Perry Dance 111 0,84%
Bing Crosby Vocal 141 0,45% Rihanna Dance 101 0,77%
Pink Floyd Hard Rock 128 0,41% Maroon 5 Alternative/Indie Rock 91 0,69%
The Rolling Stones Hard Rock 122 0,39% David Bowie Soft Rock 90 0,68%
Ramones Punk/New Wave 121 0,38% Bob Dylan Folk/Country Rock 89 0,68%
TOTAL 31.481 TOTAL 13.167

Tabla 1. Ranking de los 10 artistas más versionados por cantantes de Pop/Rock surgidos en la década de 2000 y 2010. / Fuente: SecondHandSongs y Allmusic.org

En conclusión, las versiones entre artistas nos han permitido observar cómo cambian las influencias en la música a lo largo del tiempo y qué estilos o géneros musicales marcan la pauta en cada momento. Lo más interesante de este análisis es constatar indicios de que una nueva revolución musical está surgiendo en estos días. Liderada por Taylor Swift, una nueva generación de artistas Pop está convirtiéndose en la principal influencia de artistas de Pop/Rock actuales, y quizás para quienes vengan después.

La razón de este relevo generacional podría estar relacionada con la aparición de nuevos medios (YouTube, TikTok) y concursos de televisión (Idol, The Voice) que estarían popularizando a jóvenes artistas que optan por versionar a los ídolos de hoy en día. Aun así, debemos tener cautela con estos resultados ya que muchos de los datos necesitan más tiempo para ser consolidados, y la imagen que hemos visto de la generación del 2010 puede que en el futuro sea más completa y consistente.

 

* José Luis Ortega es investigador del CSIC en el Instituto de Estudios Sociales Avanzados (IESA).

El clavo: la especia protagonista de la primera vuelta al mundo

Por Esteban Manrique Reol (RJB-CSIC)*

A principios del siglo XVI, se desató en Europa una verdadera vorágine por el descubrimiento de nuevas tierras y tesoros. Durante las décadas y siglos siguientes, una inmensa cantidad de información cartográfica, semillas de plantas tropicales, especias, plantas medicinales y, sobre todo, especímenes vegetales inundaron los gabinetes de historia natural y los jardines botánicos europeos. Una de las plantas más emblemáticas de este periodo fue el clavo de olor. Sin duda, tenía todos los componentes para ser protagonista de una película de aventuras: intriga, ambición, riqueza, misterio…

Las especias no solo fueron muy importantes económicamente hablando, sino que también sirvieron para impulsar el crecimiento y el desarrollo del conocimiento del mundo natural y de la ciencia botánica en particular. En los siglos venideros, especialmente durante el siglo XVIII, las expediciones a los nuevos territorios ya siempre incluirían a geógrafos, geólogos, botánicos y zoólogos, entre otros naturalistas, pertenecientes a los más prestigiosos gabinetes de historia natural y jardines botánicos. La descripción exacta de la planta o el animal para su posterior reconocimiento, así como de sus hábitats naturales, pasó a ser un elemento importante de las expediciones.

Mapa de las islas Molucas, 1594. / Petrus Plancius/Claesz

El árbol del clavo de olor –conocido popularmente como ‘clavero’ (Sizygium aromaticum)­– puede alcanzar los seis metros de altura y sus flores reúnen una serie de características (sabor, olor, capacidad de conservación de alimentos, propiedades medicinales) que hicieron que esta especia fuera ya objeto de comercio en la Antigüedad. Hay restos arqueológicos del III milenio a. C. en Terqa, Siria, que nos hacen pensar que entonces ya había un activo comercio de clavo de olor entre Oriente Medio, la India y las islas del sudeste asiático, de donde es originaria la planta.

La misteriosa procedencia del clavo

Sin embargo, y a pesar de que las referencias sobre el clavo dadas por Plinio el Viejo en el siglo I apuntaban hacia la India, el origen del clavo fue un misterio durante muchos siglos. Hay que tener en cuenta la cantidad de relatos fantasiosos que transmitían los viajeros en la época de las grandes expediciones. Y, para mayor confusión, se sabe que algunos mapas se falseaban a propósito.

Sizygium aromaticum. Köhler’s Medizinal-Pflanzen (vol II, 1890)

El clavo de olor o aromático es, de todas aquellas especias asiáticas que alcanzaban Europa, por la que se llegaba a pagar los precios más altos. Fluctuaba mucho, pero se dice que el precio del kilo de clavo se tasaba en oro. Había, pues, un gran interés en mantener oculta su procedencia. Ejemplo de ello es el Atlas Miller elaborado en Portugal hacia 1519, que mostraba datos falsos para impedir que otros navegantes, particularmente españoles, pudieran llegar al lugar de las especias.

A mediados del siglo XV, Niccolò Da Conti se convirtió en el primer europeo en informar con cierta precisión sobre la procedencia de la especia. Esta información fue presentada por el monje y cosmógrafo Fra Mauro en su obra maestra, el Mapamundi (1459). De alguna manera, Da Conti estaba poniendo en manos de los portugueses el comercio mundial de las especias y propiciando la caída del monopolio veneciano y otomano en la comercialización de los productos provenientes del Oriente.

Mapamundi o hemisferio circular del Atlas Miller (c. 1519)

El dominio portugués

A partir de 1511, los portugueses se establecieron definitivamente en Asia y así tuvieron acceso directo a los mercados y productos del Lejano Oriente. Pronto, Alfonso de Albuquerque intentó establecer relaciones amistosas con los gobernantes locales y alianzas comerciales con proveedores de drogas y especias, clavo en particular. En 1513 los viajes entre los puertos portugueses en Malaca (en la actual Malasia) y Ternate (islas Molucas, actual Indonesia) llegaron a ser regulares. Jorge de Albuquerque fue nombrado capitán general de Malaca en 1514. En enero de 1515 envió una misiva del rey de Ternate a Manuel I prometiendo lealtad al soberano portugués, y también envió un regalo peculiar: un tronco de árbol de clavo y una pequeña rama con algunas hojas y capullos de flores. A partir de este momento los portugueses conocieron en detalle el aspecto del árbol y con ello se hicieron con el control de la producción y el comercio de clavo de olor.

Eran pues las islas Molucas el misterioso lugar donde crecía de forma exclusiva (endémica) el árbol del clavo de olor, pero solo lo hacía en las montañas de cinco islas del archipiélago. En concreto, los mejores clavos eran los provenientes de la isla de Ternate.

De la primera vuelta al mundo a la expansión del clavo

La lucha por el comercio del clavo no había hecho más que empezar. De hecho, esta especia fue la protagonista absoluta de la primera vuelta al mundo. Fernando de Magallanes, tras la negativa del rey Manuel I a financiar un nuevo viaje a su cargo, pues Portugal ya tenía establecida una ruta por oriente para llegar a las islas de las Especias, presentó en 1519 a Carlos I su audaz plan de una ruta alternativa viajando hacia el oeste: fue la expedición de Magallanes y Elcano (1519-1522). Después del largo viaje transoceánico de tres años de duración, la nave Victoria retornó a Sanlúcar de Barrameda tras realizar la primera circunnavegación de la historia. Aunque Magallanes murió en Filipinas, regresaron Juan Sebastián Elcano y Antonio Pigafetta, relator del viaje. En el informe presentado al emperador, el cronista italiano incluía una muy clara descripción del árbol de clavo.

El navegante Fernando de Magallanes descubrió en 1520 el Estrecho de Magallanes, durante la expedición española a las Molucas. Cuadro del pintor chileno Álvaro Casanova Zenteno (1857-1939)

Posteriormente, debido a la relevancia económica de esta especia, franceses y holandeses consiguieron sacar semillas de clavero de las islas originarias e introdujeron la planta en otras áreas tropicales. Los primeros en plantar el árbol del clavo fuera de su lugar de origen fueron los franceses, quienes lo introdujeron en las islas Mauricio durante el siglo XVIII. Más tarde se introdujo en el suroeste de la India, Sri Lanka, Zanzíbar y Madagascar.

Propiedades químicas del clavo y su uso en la actualidad

Además de los capullos de flores aromáticos, hay otras dos partes del clavero que se utilizan como especias: los pedúnculos florales y los frutos. El aroma proviene de varios compuestos volátiles que constituyen el aceite esencial del clavo y que se obtiene por destilación en etanol. La composición en principios activos y aromas es compleja e interesante ya que es la especia que tiene más cantidad de eugenol, el principal principio activo del aceite esencial.

En relación a su peso seco, el clavo contiene entre el 15 y el 20% de aceite esencial, en el que el eugenol es el principal componente (entre el 85 y el 95% del aceite esencial). El eugenol también se encuentra en otras especias como la nuez moscada (miristicáceas) y la canela (lauráceas). El químico italiano Ascanio Sobrero (1812-1888), descubridor de la nitroglicerina, aisló el eugenol a mediados del siglo XIX y, a partir de entonces, se empleó en medicina. Una de sus mayores propiedades es la de ser un eficaz antioxidante. De ahí su utilización en la conservación de alimentos.

Hoy el clavo como especia se sigue usando ampliamente en todas las cocinas del mundo. Su mercado no ha disminuido desde el siglo XV, sino muy al contrario. Son muchos los trabajos científicos que han publicado estudios de las propiedades terapéuticas del clavo o de los componentes de su aceite esencial, principalmente del eugenol. El tipo y número de productos en los que se añade el clavo de olor o su esencia ha ido creciendo exponencialmente en todos los sectores, tanto en medicina como en cosmética y, por supuesto, en la alimentación.

 

* Esteban Manrique Reol es doctor en biología y actual Director del Real Jardín Botánico de Madrid (CSIC). Este texto es una adaptación del capítulo que firma dentro del libro de la colección Divulgación En búsqueda de las especias. Las plantas de la expedición Magallanes-Elcano (1519-1522) (CSIC-Catarata), coordinado por Pablo Vargas. El libro se presenta el jueves 13 de mayo de 2021 a las 12:00 horas en el Real Jardín Botánico, en un acto con entrada libre que también podrá seguirse online.

Células estrelladas: ‘agentes dobles’ en el hígado

Por Raquel Benítez Ruiz (CSIC)

¿Qué es una célula estrellada? ¿Cómo nos ayuda a mantener la salud del hígado? Y, sobre todo, ¿por qué a veces se desata y provoca más daño del que intenta reparar? Raquel Benítez Ruiz, investigadora del CSIC en el Instituto de Parasitología y Biomedicina ‘López Neyra’, nos lo cuenta en el vídeo y el relato que os presentamos a continuación. El audiovisual ganó la última edición del certamen ‘Yo Investigo. Yo Soy CSIC’, en la que participaron cerca de 100 investigadores e investigadoras predoctorales del CSIC. Si quieres descubrir el importante papel que las células estrelladas juegan en nuestro organismo, no te los pierdas.

UNA NOCHE CON LA CÉLULA ESTRELLADA

Ahí estaba yo, haciendo tiempo leyendo algunos artículos cuando de repente, aparecida de la nada, ahí estaba ella también. Como si de una película del agente 007 se tratase, me encontraba frente a una espía. Aunque de esta espía no había películas en la gran pantalla, sólo fotografías y más bien de tamaño reducido, muy reducido.

–Sí, sí, sí. Sé lo que estás pensando, que todos estos días de confinamiento te han vuelto loca. Y, la verdad, no te culpo, es una suposición bastante razonable.

La célula me hablaba a mí y os juro que, por más que me pellizqué, no despertaba de lo que yo pensaba que era una alucinación hiperrealista.

–Bueno, empecemos. Me llamo Estrellada, Célula Estrellada –me dijo mientras se acomodaba.

–¿Perdón? –Evidentemente yo seguía sin salir de mi asombro.

–Sí, mira, dejémonos de tonterías. La cosa es así, nos hemos cansado de que nuestro trabajo se lo atribuyan a otros y de que la gente aún no entienda quiénes somos o lo que hacemos. Así que he decidido darnos a conocer en profundidad y para la exclusiva te hemos elegido a ti, enhorabuena.

–¿Nos? –De normal suelo ser más locuaz, os lo aseguro.

–Nos, sí, las células implicadas en estas misiones. Hoy estamos algo lentas, ¿eh? –De verdad, a esta célula sólo le faltaba tener un cigarro para agarrarlo con sus ramificaciones a modo de manos y cruzar las ‘piernas’ para ser la viva imagen de esos individuos de peli policiaca antigua que tan seguros de sí mismos parecen en los interrogatorios.

–Pues sí, discúlpeme señora… Estrellada. Pero no todas las noches me encuentro con una célula en mi salón hablándome –dije empezando a recobrar algo de capacidad verbal.

–Bueno, pues va siendo hora de recuperarse de la sorpresa, que mi tiempo es muy importante y no estoy para tonterías. Mis compañeras ya me estarán echando en falta en el hígado.

–Entonces, ¿qué quiere que haga? –le pregunté.

–Creo que va a ser más rápido si yo hablo y tú apuntas, porque como tenga que esperar a que me hagas una entrevista con esa labia que tienes ahora, lo llevamos claro…

Decidí dejarme llevar por el momento y ya cuando despertase, si lo recordaba, me echaría unas risas con el sueño que aún creía estar teniendo. Aparté lo que tenía en la mesa, cogí un bolígrafo y empecé a anotar todo lo que empezó a contarme:

“Mi primera aparición pública se remonta al siglo XIX cuando fui descubierta por un famoso investigador llamado Kupffer. El caso es que, como es normal debido a mi importante labor, desde aquel momento el dosier que tienen sobre mí las agencias de espionaje ha ido engordando. Me han llamado de muchas formas, célula rica en vitamina A, célula Ito, lipocito, célula perisinusoidal, hasta célula almacén de grasa… Y sí, bueno, soy todo eso, pero me identifico más como Célula Estrellada hepática.”

La verdad, mirándola detenidamente tenía sentido. Mi interlocutora poseía una serie de elongaciones que partían de su cuerpo central y que le permitían tantear todo lo que tenía alrededor, recordando así a la figura estrellada que le daba nombre.

“Soy una agente de tipo fibroblasto y las misiones que mejor domino son las de fibrosis hepática.”

–Entiendo que entonces trabajas en el hígado, ¿no?, por lo de ‘hepática’ me refiero –le interrumpí.

–Correcto. Se me puede encontrar en una zona que se llama Espacio de Disse. Es una zona pequeñita dentro del hígado que está entre los hepatocitos y los sinusoides por los que discurre la sangre. Y cuando digo pequeñita evidentemente es a vuestra escala, para mí es todo un mundo. –El orgullo al hablar de su hogar se reflejaba claramente en su citoplasma. –El tema es que ahí yo me puedo enterar de todo y, si me dan el chivatazo de que algo está pasando, entro en acción.

–Espera un momento, antes me pareció escucharte mencionar a unas compañeras, ¿eso es que sueles tener colaboradores en tus misiones?

–Sí, muy bien, y eso que parecía que no estabas atenta. En mis misiones no estoy sola, cuento con la ayuda de otros agentes, mis compañeras celulares, los hepatocitos, los macrófagos, los linfocitos, las células endoteliales… Todas tenemos nuestro propio objetivo, pero siempre que es necesario colaboramos entre nosotras. En fin, déjame que continúe con mi historia que el tiempo apremia.

“El caso es que yo siempre me encuentro preparada y lista para actuar. En una situación normal, lo que sería dentro de un hígado sano, estoy en estado quiescente, es decir, tranquila y centrada en el almacenamiento de vitamina A. Sin embargo, si se produce un daño en el tejido hepático, la cosa cambia, me enfado, entro en modo combate y asciendo al rango de Miofibroblasto.”

Observé que cuando hizo mención a esto se empezó a remover en su sitio, no estaba cómoda con lo que ahora me iba a confesar.

“La verdad es que todas en algún momento hemos tenido algún enfado que se nos ha ido de las manos… Y me temo que yo no soy menos. El problema reside en que cuando yo pierdo el control al estar demasiado furiosa pues provoco más daño del que intento reparar y es cuando la fibrosis hepática se desarrolla.”

–Perdona que te vuelva a interrumpir, pero esto de la fibrosis que tanto mencionas, ¿en qué consiste? –Me sonaba el término, pero hasta ese momento no me había parado a pensar en qué era eso realmente.

–A ver, la fibrosis, en condiciones normales, es un proceso de cierre de heridas. Cuando se producen daños en el tejido, en este caso el hígado, por un ataque de enemigos como los maquiavélicos virus, como el de la hepatitis C, o agentes tóxicos, como el abuso de alcohol, o por una inflamación crónica que se infiltra en nuestro territorio, pues yo me activo y diferencio a Miofibroblasto. En este estado lo que hago, entre otras funciones, es generar matriz extracelular para reparar esa herida inicial. El problema viene cuando esto se me va de las manos y genero demasiada. –Se notaba que le afectaba profundamente y no se sentía nada orgullosa de ello. –Lo que provoco entonces es aún más daño el tejido y, si no recupero el control y la fibrosis progresa, se puede llegar a un fallo hepático, lo cual es terrible… Y, por eso mismo era necesario que te contara nuestra historia.

–Entiendo, pero ¿qué puedo hacer yo? –le pregunté.

–Pues lo que puedes hacer es divulgar a los cuatro vientos todo lo que te he contado. Es muy importante que el conocimiento se difunda e inspire tanto a investigadores como tú como a gente ajena a ese mundo. A los primeros, para que entiendan más sobre nuestra existencia y que así puedan encontrar tratamientos para curar los estragos que causo sin querer; y a los segundos, para que sepan lo que sucede en el interior de su propio cuerpo y lo esencial que somos todas y cada una de las células que les componemos.

–Está bien, eso haré –le prometí haciéndome cargo del que ahora era mi cometido.

–De acuerdo, pues ya me marcho. Estaré vigilando que cumplas tu misión igual que yo cumplo la mía. –Y tal cual dijo estas palabras se desvaneció en el aire de la misma sorprendente forma en que había aparecido.

Aún no sé si fue un sueño inducido por el calor de aquella noche o un delirio de mi desmedida imaginación. Pero de lo que sí estoy segura es de dos cosas, que por fin pude entender eso de la fibrosis hepática y que ya nunca olvidaría la noche en que conocí a aquella célula, la Célula Estrellada.

 

Los riesgos del teletrabajo: ¿es seguro trabajar en la red?

Por David Arroyo, Víctor Gayoso y Luis Hernández (CSIC)*

El confinamiento ha sido uno de los principales elementos de contención de la COVID-19 desde el inicio de la crisis pandémica. Para mantener la actividad laboral y educativa ha sido necesario desplegar un conjunto de soluciones tecnológicas que han hecho que el teletrabajo y la enseñanza online cobren un peso muy significativo en nuestra sociedad. Así, por ejemplo, se ha estimado que entre marzo y septiembre de 2020 hubo un incremento del 84% en el uso de herramientas de teletrabajo. En paralelo, sin embargo, también han proliferado los ciberataques y los cibercrímenes: a lo largo de 2020, se estima que hubo un incremento del 6.000% en ataques por spam, ransomware (programas de secuestro de datos) y phishing (suplantación de la identidad de un tercero –persona, empresa o servicio– para que un usuario proporcione datos confidenciales creyendo que trata con un interlocutor de confianza).

Un ejemplo de los riesgos que trae consigo el teletrabajo es el de las aplicaciones de videoconferencia, como Zoom, Skype o Teams, que nos han permitido seguir manteniendo reuniones. El uso de herramientas como estas, desarrolladas por terceros, puede hacer mucho más vulnerable la seguridad de la información intercambiada; sobre todo, cuando se recurre a ellas con urgencia y no son debidamente auditadas y verificadas.

La amenaza del espionaje afecta también a las reuniones presenciales, pero acceder maliciosamente a la información que se comparte en estos encuentros supone que los atacantes pongan en marcha procedimientos y técnicas de alto coste y específicos para cada situación. En el caso de las videoconferencias, si existen vulnerabilidades de seguridad en una aplicación, todas las reuniones celebradas usando ese software estarán afectadas por un riesgo de interceptación de la información intercambiada. Esto es, existiría una vulnerabilidad matriz que puede ser explotada de modo generalizado.

El software que se emplea en videoconferencias solo es una pieza dentro del complejo del teletrabajo, que constituye un verdadero reto para las políticas de ciberseguridad. Lo es en situaciones de normalidad, pero mucho más en escenarios de crisis similares al deparado por la COVID-19. En este contexto, el teletrabajo se ha adoptado en la mayor parte de los casos de modo improvisado, sin una política de seguridad previamente definida y debidamente evaluada. Baste mencionar como ejemplo de ello los recientes ataques contra el Servicio Público de Empleo Estatal (SEPE) y el Ayuntamiento de Castellón, o los mensajes fraudulentos relacionados con el ofrecimiento de servicios a domicilio para la vacunación contra la COVID-19.

Ciberhigiene y ciberseguridad

Sin duda, es deseable que todas las personas que teletrabajan sigan unas buenas prácticas de ciberhigiene, como evitar la instalación de software no recomendado por los responsables de cibersegu­ridad, no conectarse a redes wifi públicas o no responder correos sospechosos de phishing. Ahora bien, una buena política de seguridad no asume sin más que esas normas de ciberhigiene se vayan a cumplir, sino que establece mecanismos de control para salvaguardar la seguridad, o al menos paliar las consecuencias de posibles ataques, en caso de incumplimiento.

Pues bien, en la crisis de la COVID-19 el teletrabajo se ha desplegado, en muchos casos, sin que las plantillas tengan arraigada esa disciplina de ciberhigiene y sin que su empresa haya diseñado una política de seguridad adecuada. Es más, en muchas situaciones los teletrabajadores han tenido que utilizar ordenadores y dispositivos propios. Dada la situación de confinamiento generalizado y la limitación de recursos tecnológicos en el hogar, es de suponer que en muchos domicilios los ordenadores han sido compartidos entre varios integrantes de la unidad familiar. Esta práctica tiene que ser considerada como un riesgo de seguridad adicional, ya que cada miembro del hogar tiene, a priori, una cultura de ciberseguridad distinta y usa la tecnología para objetivos diferentes.

Por ello, es preciso formar de modo adecuado a las personas que potencialmente van a teletrabajar para que tomen conciencia de los riesgos de ciberseguridad asociados a entornos de trabajo fuera del perímetro de seguridad de su empresa. En este sentido, sería de alto interés la planificación de simulacros y ciberejercicios en los que la interacción con las personas responsables de la ciberseguridad permitiera fortalecer rutinas de ciberhigiene, así como establecer pautas para la resolución de problemas de seguridad con el apoyo telemático de especialistas.

Si se ejecutan de modo correcto y de forma regular, estos ejercicios pueden servir para disminuir el impacto de los ciberataques al mejorar las competencias tecnológicas de la plantilla y la gestión de factores psicológicos que pueden ser explotados por ciberatacantes en periodos de crisis. Es el caso del estrés, la ansiedad o la falta de concentración motivada por las distracciones que se dan en un entorno distinto del laboral. Aquí conviene tener presente que la cadena de ataque habitual incluye estrategias de ingeniería social y phishing mediante las que los usuarios pueden bajar la guardia e instalar software sin evaluación de seguridad, acceder a sitios web asociados a campañas de malware y ser víctimas de robo de información o de ciberacoso.

Fomentar una cultura de ciberseguridad y ciberresiliencia puede y debe contribuir a reducir el impacto de estos ataques en posibles crisis futuras.

* David Arroyo, Víctor Gayoso y Luis Hernández son investigadores del CSIC en el Instituto de Tecnologías Físicas y de la Información “Leonardo Torres Quevedo” y autores del libro Ciberseguridad (CSIC-Catarata). Este post es un extracto del mismo.

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.

Te contamos por qué son tímidos los árboles

Por Mar Gulis (CSIC)

Hace décadas apareció en la literatura científica el concepto de “timidez de los árboles” para referirse a un curioso fenómeno que se puede observar en los bosques: los árboles de la misma especie y, en ocasiones, de especies diferentes, mantienen sus copas a una distancia prudencial de los ejemplares adyacentes. Es decir, las copas de determinadas especies de árboles frondosos crecen dejando unos espacios o grietas, a modo de canales, entre sí y los otros ejemplares. Así, se desarrollan sin afectar (y casi sin tocar) al resto de individuos.

En una fotografía aérea presentada en la 17ª edición de FOTCIENCIA, su autor, Roberto Bueno Hernández, señala en el texto que la acompaña que aún no hay una explicación definitiva para esta curiosidad botánica. De hecho, hoy se tiende a pensar que quizá no hay una sola y única causa para la “timidez” de los árboles, sino que en cada especie en la que se da (pues no se da en todas), ese mecanismo adaptativo se desarrolla de diversas maneras y por razones diferentes. En este texto vamos a resumir las principales hipótesis que explican este fenómeno.

La imagen 'La timidez de los árboles' forma parte de la exposición y el catálogo de FOTCIENCIA17. / Roberto Bueno Hernández

La imagen ‘La timidez de los árboles’ forma parte de la exposición y el catálogo de FOTCIENCIA17 (CSIC-FECYT). / Roberto Bueno Hernández

  1. Hipótesis de la fricción o de la abrasión mecánica

Esta hipótesis fue presentada por el botánico australiano Maxwell Ralph Jacobs, quien por vez primera utilizó, en los años 50 del pasado siglo, la palabra “timidez” para referirse a esta manera en la que algunos árboles se retraen ante otros. Según su planteamiento, la abrasión o el roce que producen unas hojas contra otras cuando se ven azotadas por los vientos o las tormentas sería la causa de este fenómeno, pues se produciría una especie de “poda recíproca” debido a la fricción. Ahora bien, en la actualidad la comunidad científica baraja otro tipo de explicaciones que veremos a continuación.

  1. Hipótesis de los fotorreceptores

Los árboles, y las plantas en general, deben adaptarse a las condiciones de luz para sobrevivir y asegurar su fotosíntesis y desarrollo. A diferencia de los animales, las plantas no pueden trasladarse de lugar ante las condiciones adversas o en busca de ambientes que les sean más favorables, por lo que parece que han desarrollado mecanismos, a través de fotorreceptores o “sensores de luz”, mediante los cuales pueden detectar y sentir diferentes intensidades y longitudes de onda para optimizar su crecimiento. De este modo, tienen la posibilidad de minimizar los posibles daños por exceso o defecto de radiación adaptándose a las diferentes condiciones del entorno. Así, según esta explicación, la acción de los fotorreceptores haría que los brotes más cercanos al dosel arbóreo crecieran menos al acercarse a sus vecinos, pues es donde menos cantidad de luz recibirían.

El fenómeno de la "timidez de los árboles" se puede observar fundamentalmente en los bosques con especies de eucaliptos, pinos y hayas.

El fenómeno de la «timidez de los árboles» se puede observar fundamentalmente en bosques con especies de eucaliptos, pinos y hayas.

  1. Hipótesis de la alelopatía

La tercera explicación relaciona este fenómeno con la alelopatía, mecanismo por el cual los organismos cercanos, de una misma especie o de especies diferentes, se envían señales químicas. Estos compuestos bioquímicos, o aleloquímicos, pueden tener efectos (positivos o negativos) sobre su crecimiento, reproducción o incluso sobre su supervivencia. El envío de compuestos químicos entre árboles, generalmente de la misma especie (aunque no solo) supone algún tipo de comunicación entre ellos, como explicaban en una entrada anterior de este blog los investigadores Rafael Zas y Luis Sampedro, de la Misión Biológica de Galicia del CSIC. Según la científica forestal canadiense Suzanne Simard, esta “comunicación química de los árboles” se daría en mayor parte bajo tierra a través de las redes micorrizales (es decir, de la simbiosis entre los hongos y las raíces de los árboles y las plantas) y formaría parte de toda una compleja red de cooperación entre especies para asegurar el beneficio mutuo. Esto es, Simard plantea un escenario donde los árboles, más que competir, cooperan para su supervivencia, formando parte de una simbiosis mutualista. Actualmente, esta tercera hipótesis parece ser la más respaldada por la comunidad científica.

Aunque probablemente no haya una explicación única para la timidez de los árboles, es indudable que estamos ante un mecanismo adaptativo que puede hacernos ver los bosques con otros ojos; al margen de nuestros problemas humanos, incluso de nuestra timidez.

¿En qué se diferencian los probióticos de los prebióticos?

Por Carmen Peláez, Teresa Requena y Mar Gulis (CSIC)*

Con frecuencia nos encontramos en el mercado productos que contienen probióticos o prebióticos, o bien una combinación de ambos. Su creciente comercialización en alimentos y en productos farmacéuticos y de parafarma­cia hace que estos compuestos nos parezcan muy saludables, pero lo cierto es que muchas veces no sabemos distinguirlos ni cuáles son sus propiedades. En este texto vamos a explicar en qué consisten, en qué se diferencian y qué beneficios pueden tener los probióticos y los prebióticos para nuestra microbiota intestinal y, por tanto, para nuestro organismo.

El colon: uno de los ecosistemas más densamente poblados de la Tierra

Si bien la microbiota se aloja en diferentes partes del cuerpo (en la piel, la boca, la cavidad genitourinaria…), el tracto intestinal es la región que contiene la comunidad microbiana más numerosa, densa y diversa del cuerpo humano. En concreto, la microbiota intestinal está compuesta por billones de microorganismos, de los que una gran mayoría son bacterias.

El colon posee características fisiológicas y un constante aporte de nutrientes que lo convierten en un eficiente reactor biológico. Gracias a ello, este órgano forma uno de los ecosistemas más densamente poblados de la Tierra, en el que se desarrolla una microbiota que interviene en numerosas funciones fisiológicas del organismo.

Algunas enfermedades están asociadas con desequilibrios en la microbiota intestinal, que interviene en numerosas funciones de organismo.

Es fácil deducir que semejante cantidad y diversidad microbiana ejerce importantes funciones en nuestro cuerpo y que, por tanto, sus desequilibrios podrían causar diversos desajustes en nuestra salud. Algunas alteraciones de la microbiota intestinal, como la reducción de diversidad, la excesiva proliferación de patobiontes (patógenos oportunistas) o la reducción de la producción de ácidos grasos de cadena corta o de bac­terias con propiedades antiinflamatorias, están asociadas con algunas enfermedades, tanto infecciosas como no transmisibles. Aunque no se ha demos­trado que las alteraciones de la microbiota, conocidas como disbiosis, sean la causa de patologías, cada vez resulta más evidente la importancia de emplear estrategias que modulen la composición y/o la funcionalidad de la microbiota intestinal. Entre ellas, las estrategias más estudiadas son tres: la utilización de microorganismos probióticos, el consumo de compuestos prebióticos y los trasplantes fecales. En esta entrada del blog nos centraremos en las dos primeras.

Probióticos

Según una definición ampliamente aceptada por la co­munidad científica, los probióticos son microor­ganismos vivos que, cuando se administran en cantidades adecuadas, proporcionan un beneficio para la salud del or­ganismo. La diferencia con las bacterias mutualistas del tracto gastrointestinal (aquellas que en su relación con un organismo proporcionan un beneficio mutuo) es que son microorganismos que se han aislado y cultivado, y que existen evidencias científicas y clínicas sobre su capacidad para aportar un beneficio para la salud.

Se considera que este beneficio es gene­ral en algunas especies de bacterias que pertenecen a los géneros Bifidobacterium y Lactobacillus. Son especies con las que se han realizado numerosos ensayos clínicos que demuestran su potencial para mejorar ciertas condiciones intestinales y ejercer una modulación inmunológica. Los efectos saludables se han demostrado frente a la diarrea infecciosa, la asociada al tratamiento con antibióticos o el síndrome de intestino irritable, así como con la mejora del tránsito intestinal. Los mecanismos por los que los probióticos mejo­ran la salud gastrointestinal se relacionan con la produc­ción de compuestos antimicrobianos, vitaminas, nutrientes esenciales o mecanismos de defensa y competición frente a patógenos y la interacción con el sistema inmune.

Alimentos como el yogur o el queso cuentan con bacterias que favorecen una adecuada microbiota intestinal.

Alimentos como el yogur o el queso cuentan con bacterias que favorecen una adecuada microbiota intestinal.

Aunque la mayoría de los probióticos no se ins­talan permanentemente en el intestino, parece que ejercen un efecto saludable durante su tránsito. El beneficio está asociado a su funcionali­dad, que podría contribuir a restablecer un equilibrio micro­biológico intestinal saludable. Por otra parte, no exis­ten datos de efectos adversos por su consumo, aunque siempre es recomendable consultar antes con los profesionales sanitarios.

Hay especies de lactobacilos y bifidobacterias, en las que se incluyen muchos probióticos, que están presentes en alimentos como el yogur, el kéfir o el queso, así como en otro tipo de alimentos fermentados, como el chucrut, las aceitunas o el kimchi. Sin embargo, el creciente interés científico, clínico y comercial sobre los probióticos ha generado un esce­nario en el que proliferan multitud de productos que se denominan probióticos, pero todavía resulta difícil para consumidores y profesionales sa­nitarios separar la paja del grano.

No todos los productos etiquetados como probióticos responden a la definición y en algunos no existe ningún dato que identifique a las bacterias que contiene, la cantidad en que se encuentran y la evidencia que respalda el beneficio para la salud. Es fundamental conocer la composición de cada producto y contar con información fiable y contrastada de la acción de estos microorganismos sobre nuestra salud. También es importante conocer los mecanismos y las características que explican los beneficios de cada probiótico.

Prebióticos

A diferencia de los probióticos (microorganismos vivos), los prebióticos son componentes de los alimentos, no digestibles, que están presen­tes de forma natural o añadidos. Por decirlo de un modo muy sencillo, los prebióticos serían el “alimento” de las bacterias beneficiosas (probióticos). Por ello, también pueden contribuir a restablecer la diversidad bacte­riana y riqueza genética que se ve empobrecida en ciertas condiciones patológicas, como obesidad, enfermedades inflamatorias intestinales, etc.

Los prebióticos son sustratos utilizados selectivamente por microorganismos del hospedador que le confieren un efecto beneficioso para la salud. En el tracto intestinal, sirven como sustrato de crecimiento para la microbiota resi­dente en el intestino y, de este modo, promueven cambios de composición o metabólicos que se consideran beneficiosos. Se trata fun­damentalmente de carbohidratos que favorecen una po­blación microbiana intestinal sacarolítica, que a su vez aumenta la formación de ácidos grasos de cadena corta que proporcionan múltiples beneficios metabólicos. En algunos casos son suministrados con probióticos, denominándose simbiótico al conjunto.

Los alimentos ricos en fibra son los que nos aportan más componentes prebióticos.

Los alimentos ricos en fibra son los que nos aportan más componentes prebióticos.

Los alimentos que nos aportan más componentes prebióticos son los ricos en fibra, como las frutas, las verduras, las legumbres o los cereales integrales. Curiosamente, el primer prebiótico natural de consumo humano está constituido por los oligosacáridos que se ingieren con la leche materna. Estos compuestos favorecen el desarrollo de bacterias beneficiosas como las bifidobacterias, y a la vez aumentan la resistencia a la invasión por patógenos. Por ello, una línea de investigación y desarrollo comercial actual consiste en incluir, en la fórmula de leches maternizadas, oligosacáridos equivalentes a los presentes en leche humana (que prácticamente no existen en la leche de vaca).

¿Te ha quedado algo más claro qué son los probióticos y los prebióticos y en qué se diferencian? Conocer estos componentes beneficiosos para nuestra microbiota intestinal nos ayudará a valorar lo que ingerimos.

 

* Carmen Peláez y Teresa Requena son investigadoras del CSIC en el Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CIAL) y autoras de La microbiota intestinal, de la colección de divulgación ¿Qué sabemos de?, disponible en la Editorial CSIC y Los Libros de la Catarata.

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!