Journal of feelsynapsis N°16 - Jul/2014.

Jof :: Ciencia creativa :: Julio 2014 REDACCIÓN

COLABORADORES

Ana Bárcena Panero Antonio Martín Bernardo Herradón Carlos Martín Guevara Carlos Ocaña Carlos Romá Mateo César Tomé Daniel Moreno Dani Torregrosa Francisco R. Villatoro Galiana Jesús David Tavira Guerrero Jose Antonio López Guerrero Jose Manuel López Nicolás José Ramón Alonso Josep Biayna Julián Royuela Laura Mengíbar Laura Morrón Marta Pérez Folgado Molinos Nahúm Méndez Chazarra Patricia Rodríguez Pedro L. Méndez Rafael Medina Raúl de la Puente Rosa Porcel

Ainhoa Balagué F.J. Pérez-Martínez Jesús Varela López Jose Manuel Echevarría Mayo Leticia Puerta María Docavo Marisa Alonso Nuñez Miguel A. Chico Nieves Espinosa Raquel Buj Santiago Campillo Sergio Ferrer Teresa Ferrer-Mico

LUGAR DE EDICIÓN: Madrid ISSN: 2254-3651

REPORTEROS GRÁFICOS

DISEÑO Y MAQUETACIÓN Sr.Brightside CO-EDICIÓN Patricia Rodríguez Rafael Medina, Santiago Campillo Raúl de la Puente EDICIÓN JOF EN LAS AULAS Rafael Medina

Carlos T. Piriz y Mery Vg DIRECCIÓN Y EDICIÓN Enrique Royuela (@eroyuela)

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jof@feelsynapsis.com

La web Feelsynapsis.com no se responsabiliza de la opinión expresada en esta revista

Índice

6

El milagro que pudo, pero no fue Biología Celular JAL Guerrero

14

Biosensores, el otro legado de Clark Biología | Tecnología Daniel Moreno

18

Cajal, fotógrafo

Neurociencias | Fotografía José Ramón Alonso

26

Explicando una fotografía en el aula Las letras de Galiana Galiana

34

Ciencia Forense: de la teoría a la práctica Jof en las aulas | Ciencia Forense Teresa Pons

38

Neurozapping. Aprende sobre el cerebro viendo series de televisión Reseña literaria

Daniel Torregrosa

40

Jeanne Villepreux-Power. La gran bióloga de los océanos Mujeres de Ciencia Patricia Rodríguez

46

Los chivatos moleculares señalan el camino de la enfermedad Biología Molecular Carlos Romá-Mateo

52

Botellas en el océano cósmico Astronomía

Antonio Martín

60

Los criterios de conservación y el dilema de la protección de especies Biodiversidad

Sergi Vila de Vicente

73

Materiales para encerrar un trozo de Sol en la Tierra Física

Francis R. Villatoro

80

Newton. La gravedad en acción Reseña literaria Enrique Royuela

El milagro que pudo, pero que no fue Por Jal Guerrero (@jalguerrero)

OUCH!

Dice la sabiduría popular –la de mi abuela era infinita– que dura poco la alegría en la casa del pobre. Yo sé poco de alegrías –esta pertinaz crisis da poca opción a verbenas–, pero, al menos, sí he podido documentarme sobre unas células milagro que pudieron revolucionar el concepto de terapia celular a corto plazo y, sin embargo, no pasaron de culebrón nipón de verano. Las dos caritas de su protagonista, Haruko Obokata, investigadora del Centro de Biología del Desarrollo (CDB) del Instituto RIKEN de Japón, no dejaba lugar a dudas. Por una parte, esa mirada risueña, de alguien que se siente heredera de una porción de Olimpo, cuando anunciaba, mediante publicación doble en Nature, la obtención de unas células madre de pluripotencia adquirida bajo estímulos denominadas células STAP. Por otro lado, pocos meses después, bajo un manto de lágrimas huidizas, pedía perdón y se retractaba de sus resultados; ya saben, donde dije “digo”…

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Pero vayamos por partes –como diría Jack el Destripador – y resumamos, sucinta y cronológicamente, esta historia de una muerte anunciada. Muerte que, si el señor Noyori –y no es un chiste-, presidente del Instituto RIKEN no evita, afectará al conjunto del CDB –sí, ya sé que una manzana pocha no justifica tirar la cesta, pero…–.

Enero 2014. Fabrican

de los grandes logros de la humanidad, la idea le vino a Haruko Obokata, primera firmante de los trabajos, por casualidad. Al pasar células por un tubo delgado observó cómo encogían hasta el tamaño de células madre. Después estudió diferentes métodos de estrés: calor, privación de alimento y condiciones acídicas. Se comprobó que células sanguíneas blancas obtenidas de ratones recién nacidos podían convertirse en células pluripotentes.

células madre en media hora

Marzo 2014. Se

Sin genes peligrosos y sin muchas complicaciones metodológicas. Un trascendental trabajo llevado a cabo por científicos japoneses presenta un método sencillo para conseguir células madre. Si el proceso pudiera extrapolarse desde los modelos en ratones a humanos, estaríamos ante una forma segura y simple de obtener células pluripotentes para reparar tejidos u órganos dañados.

STAP

Según aparece publicado en dos artículos de la revista Nature, científicos del laboratorio RIKEN de Kobe, Japón, muestran elegantemente cómo sumergiendo células animales durante media hora en una solución ligeramente ácida, adquirían características de células madre. El potencial real de estas células se comprobó tras ser inyectadas en un embrión de ratón y observar cómo se integraban y crecían en tejidos y órganos a lo largo de todo el animal.

Ratones “creados” con este método tuvieron una longevidad y salud normal. Desde luego, todo el foco científico y mediático se ha girado –como el ojo de Sauron– hacia Japón. Si se confirman los resultados, las reticencias de las células derivadas de embriones o las dudas de seguridad hacia las denominadas inducidas pluripotentes, podrían desaparecer. “Se abre una nueva era en la biología de las células madre”, dicen los científicos. Como muchos

avinagran las células El trabajo llevado a cabo desde el CDB del Instituto japonés RIKEN sobre la descripción de las células STAP generadas en medio ligeramente ácido, costó mucho publicarlo –algo que finalmente ocurrió y en dos artículos en Nature, para envidia de propios y extraños–. Al parecer, las razones de dicha reticencia eran más que fundadas. Los científicos denuncian errores en el trabajo de Haruko Obokata. Dicha investigadora comentó que llegó a los fantásticos resultados por casualidad. Ahora, una inspección sobre su trabajo parece señalar que la casualidad… ha sido que la pillaran con datos y técnicas dudosos. Según se comenta en un editorial de la propia revista, Nature, el mismo centro donde se llevó a cabo el trabajo ha presentado algunas dudas sobre su validez y credibilidad. En un blog institucional se señalan las dificultades de repetir los resultados por otros grupos, además de la supuesta utilización de figuras idénticas en varios artículos simultáneamente.

Las células que, en teoría, se desdiferenciaban hasta un estadio casi embrionario podrían utilizarse, según los autores, como fuente ideal para algunos pacientes o como banco de pruebas para ensayar ciertas drogas.

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OBOKATA FELIZ

OBOKATA RETRACTADA

Las primeras pesquisas apuntan a que una misma figura se habría publicado en un artículo del 2011 y otra vez en éste del 2014, señalando resultados distintos, donde las células mostrarían marcadores de pluripotencia diferentes. Así, a bote pronto, uno de los autores, Charles Vacanti, habla ya de algunas anomalías, “no intencionadas”, como mezclas de paneles, de figuras que, en cualquier caso y siempre según los autores, no habrían afectado a la honestidad del trabajo y la validez de los resultados. Otra de las controversias incluye a los embriones de ratones obtenidos por inyección de estas células madre supuestamente nuevas. Muchos científicos están escribiendo a los autores para hablar de protocolos sin haber obtenido, hasta el momento, respuestas… Algo no huele muy bien.

Junio 2014. El tifón Obokata amenaza con llevarse al CDB 8 | JoF | NO. 16 | 2014

OBOKATA HUMILLADA

A pesar de haber sido declarada “investigación bajo sospecha”, los artículos publicados en enero en la prestigiosa Nature sobre las denominadas células STAP o células con pluripotencia adquirida bajo estímulos siguen sin retirarse. Estas células mágicas, supuestamente obtenidas tras cultivo a pH 5.5 en el Centro de Biología del Desarrollo (recuerden, CDB) de la institución científica RIKEN, en Japón, por Haruko Obokata y Teruhiko Wakayama, entre otros muchos científicos, nunca más han podido ser obtenidas en otros laboratorios.

La investigación, lejos de poder ser reproducida por otros grupos, ha mostrado alguna que otra sospechosa anomalía, como resultados duplicados o parcialmente alterados. Las investigaciones iniciadas en torno a estas células STAP siguen sin poder demostrar su existencia. Sin embargo, y mientras la parte científica continúa buscando la verdad, la parte administrativa y política ha cobrado vida propia y amenaza con provocar todo un terremoto en el ámbito científico de Japón desmantelando al mismísimo CDB del Instituto RIKEN en Kobe, Japón.

El desmantelamiento del Centro de Biología del Desarrollo se está solicitando desde diferentes estamentos de la sociedad japonesa que no admite fraudes científicos como el que parece tener entre manos con las falsas células madre

El desmantelamiento del Centro de Biología del Desarrollo se está solicitando desde diferentes estamentos de la sociedad japonesa que no admite fraudes científicos como el que parece tener entre manos con las falsas células madre pluripotentes estresadas. Sin embargo, no todos los primeros espadas en biología celular mundial opinan igual; muchos expertos quieren desligar este lamentable incidente de la excelente investigación llevada a cabo en el RIKEN y han lanzado una campaña mundial, como la emprendida por Austin Smith, de Cambridge, para recoger firmas y evitar el cierre del centro.

Los expertos proclaman la necesidad de separar el incidente aislado de conducta científica equivocada, que debe ser condenada, de la excelencia del CDB, excelencia con la que tratan de convencer al Presidente del Instituto RIKEN, Noyori. ¡Yo estoy de acuerdo!

Julio 2014. Y llegó la retirada…

Estaba cantado. Finalmente, los autores y Nature se retractan de los dos artículos sobre las células STAP, cerrando este lamentable episodio de conducta científica inapropiada que arrancó, en enero, con el anuncio de la creación de unas células pluripotentes mágicas en poco más de media hora a pH ligeramente ácido.

Según el editorial publicado en la misma Nature el pasado 2 de julio, las dos retractaciones ponen de relevancia un asunto de falta de confianza y dejadez que deben ser abordadas con detenimiento. Los dos artículos, ahora retirados, mostraban –como ya he repetido “cienes” de veces– cómo una perturbación física podía transformar células adultas en pluripotentes capaces de diferenciarse en prácticamente cualquier linaje celular.

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¡Lástima de condición humana! Desde que la revista empezó a detectar fallos estructurales y experimentales en los datos aportados por el equipo que encabezaba Haruko Obokata hasta la descalificación final, todos nos agarrábamos -¡sí, todos!- a un clavo científico ardiendo, deseando que esas irregularidades sólo alcanzaran al continente y no al contenido. No ha sido posible mantener más tiempo la utopía. Nadie ha podido repetir los datos y, desconsolada, la joven Obokata –acaba de cumplir 31 primaveras– daba por bueno la retirada de su trabajo. ¡Punto pelota!

Finalmente, quiero comentar algo que parecería extraordinario en otros países –y no miro a ninguno…–. Todas estas irregularidades han podido ser detectadas gracias a la investigación llegada a cabo, desde el principio, por el propio RIKEN, observando imágenes idénticas descritas en condiciones y artículos diferentes, paneles irregulares, figuras mostrando células y embriones distintos que, en realidad, describían a las mismas células y embriones o protocolos con deficiencias e irreproducibles… En cuanto al destino del propio CDB de RIKEN, esperemos que no llegue el harakiri al río y se cierre el asunto con los “listillos” marcados y adecuadamente sancionados –sin ver series manga, por ejemplo–.

Por cierto, los artículos, aunque anulados, seguirán en la web de la revista puesto que, como dicen sus responsables, no se puede dar marcha atrás en la historia. No lo veo mal… Eso sí, los editores de Nature ya se desgañitan dejando claro en el editorial que ni ellos ni los evaluadores – referees – actuaron incorrectamente, ni cuando aceptaron los artículos ni al anularlos.

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La evaluación científica se basa en la confianza entre pares, dicen… o si no… “pa chulos ellos”. Aquí les dejo su alegato final; que cada cual lo traduzca –no solo en el sentido lingüístico– como pueda:

“In short: although editors and referees could not have detected the fatal faults in this work, the episode has further highlighted flaws in Nature’s procedures and in the procedures of institutions that publish with us. We — research funders, research practitioners, institutions and journals — need to put quality assurance and laboratory professionalism ever higher on our agendas, to ensure that the money entrusted by governments is not squandered, and that citizens’ trust in science is not betrayed”.

ANEXO Por si el morbo no les dejara dormir, adjunto la copia de la retractación de los dos artículos a modo de decálogo de lo que nunca habría que hacer –o, al menos, haberlo hecho mejor, claro…–

Retraction: Stimulus-triggered fate conversion of somatic cells into pluripotency Haruko Obokata, Teruhiko Wakayama, Yoshiki Sasai, Koji Kojima, Martin P. Vacanti, Hitoshi Niwa, Masayuki Yamato & Charles A. Vacanti.

Nature 511, 112 (03 July 2014) doi:10.1038/ nature13598. Published online 02 July 2014 Several critical errors have been found in our Article and Letter (http://dx.doi.org/10.1038/ nature12969), which led to an in-depth investigation by the RIKEN Institute. The RIKEN

investigation committee has categorized some of the errors as misconduct (see Supplementary Data 1 and Supplementary Data 2). Additional errors identified by the authors that are not discussed in RIKEN’s report are listed below.

(1) Figure 1a and b in the Letter both show embryos generated from STAP cells, not a comparison of ES- and STAP-derived chimaeric embryos, as indicated in the legend.

(2) Extended Data Fig. 7d in the Article and Extended Data Fig. 1a in the Letter are different images of the same embryo and not, as indicated in the legends, a diploid chimaera embryo and tetraploid chimaera embryo.

(3) There is an erroneous description in Fig. 1a in the Letter. The right panel of Fig. 1a is not a ‘long exposure’ image at the camera level but a digitally enhanced one.

(4) In Fig. 4b of the Letter, STAP cell and ES cell are wrongly labelled in a reverse manner.

(5) In the Article, one group of STAP stem cells (STAP-SCs) was reported as being derived from STAP cells induced from spleens of F1 hybrids from the cross of mouse lines carrying identical cag-gfp insertions in chromosome 18 in the background of 129/Sv and B6, respectively, and that they were maintained in the Wakayama laboratory. However, further analysis of the eight STAP-SC lines indicates that, while sharing the same 129×B6 F1 genetic background, they have a different GFP insertion site. Furthermore, while the mice used for STAP cell induction are

homozygous for the GFP transgene, the STAP-SCs are heterozygous. The GFP transgene insertion site matches that of the mice and ES cells kept in the Wakayama laboratory. Thus, there are inexplicable discrepancies in genetic background and transgene insertion sites between the donor mice and the reported STAP-SCs. We apologize for the mistakes included in the Article and Letter. These multiple errors impair the credibility of the study as a whole and we are unable to say without doubt whether the STAP-SC phenomenon is real. Ongoing studies are investigating this phenomenon afresh, but given the extensive nature of the errors currently found, we consider it appropriate to retract both papers.

Retraction: Bidirectional developmental potential in reprogrammed cells with acquired pluripotency Haruko Obokata, Yoshiki Sasai, Hitoshi Niwa, Mitsutaka Kadota, Munazah Andrabi, Nozomu Takata, Mikiko Tokoro, Yukari Terashita, Shigenobu Yonemura, Charles A. Vacanti & Teruhiko Wakayama. Nature 511, 112 (03 July 2014) doi:10.1038/nature13599. Published online 02 July 2014 Several critical errors have been found in our Article (http://dx.doi.org/10.1038/nature12968) and Letter, which led to an in-depth investigation by the RIKEN Institute. The RIKEN investigation committee has categorized some of the errors as misconduct (see Supplementary Data 1 and Supplementary Data 2). Additional errors identified

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by the authors that are not discussed in RIKEN’s report are listed below.

(1) Figure 1a and b in the Letter both show embryos generated from STAP cells, not a comparison of ES- and STAP-derived chimaeric embryos, as indicated in the legend.

(2) Extended Data Fig. 7d in the Article and Extended Data Fig. 1a in the Letter are different images of the same embryo and not, as indicated in the legends, a diploid chimaera embryo and tetraploid chimaera embryo.

(3) There is an erroneous description in Fig. 1a in the Letter. The right panel of Fig. 1a is not a ‘long exposure’ image at the camera level but a digitally enhanced one.

(4) In Fig. 4b of the Letter, STAP cell and ES cell are wrongly labelled in a reverse manner.

(5) In the Article, one group of STAP stem cells (STAP-SCs) was reported as being derived from STAP cells induced from spleens of F1 hybrids from the cross of mouse lines carrying identical cag-gfp insertions in chromosome 18 in the background of 129/Sv and B6, respectively, and that they were maintained in the Wakayama laboratory. However, further analysis of the eight STAP-SC lines indicates that, while sharing the same 129×B6 F1 genetic background, they have a different GFP insertion site. Furthermore, while the mice used for STAP cell induction are homozygous for the GFP transgene, the STAP-SCs are heterozygous. The GFP transgene insertion site matches that of the mice and ES cells kept in the Wakayama laboratory. Thus, there are inexplicable discrepancies in genetic background and transgene insertion sites between the donor mice and the reported STAP-SCs.

We apologize for the mistakes included in the Article and Letter. These multiple errors impair the credibility of the study as a whole and we are unable to say without doubt whether the STAP-SC phenomenon is real. Ongoing studies are investigating this phenomenon afresh, but given the extensive nature of the errors currently found, we consider it appropriate to retract both papers. …¡San Pedro se la bendiga!

JAL Guerrero

ALGUNA REFERENCIA ADICIONAL: - Editorial de Nature con la retractación - Retirada de los papers y disculpas de los autores: http://www.nature.com/nature/journal/v511/ n7507/full/nature13598.html http://www.nature.com/nature/journal/v511/ n7507/full/nature13599.html Y los papers, en sí, online: http://www.nature.com/nature/journal/v505/ n7485/full/nature12968.html http://www.nature.com/nature/journal/v505/ n7485/full/nature12969.html - Comentarios sobre la retirada en el blog de células madre de Paul Knoepfler.

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BIOSENSORES EL OTRO LEGADO DE CLARK Por Daniel Moreno (@Banchsinger)

Clark mostrando su oxigenador de sangre (1952). Probar su funcionamiento le llevó a inventar el primer biosensor.

Severinghaus, J. W. (2002).

Los cinco sentidos (algunos tienen seis) es lo único que nos ha brindado la naturaleza para enterarnos de qué ocurre a nuestro alrededor. De momento no han funcionado mal porque aún no nos hemos extinguido.

Sin embargo, a nadie se le escapa que ni el más agudo oído, ni la más afilada vista, ni el más fino tacto, ni el más entrenado gusto, ni el más vivo olfato perciben muchos matices, a veces de vital importancia, acerca del mundo molecular.

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Por ello, y porque la penuria agudiza el ingenio cosa mala, ya desde el antiguo Egipto hay indicios (Papiro de Ebers, 1553 a. de C. probable copia de otro libro del 3000 a. de C. del uso de determinados comportamientos animales como indicadores de anomalías en la composición de la orina de enfermos que hoy llamamos diabéticos. Probablemente la misma treta o similares fueron usadas para determinar la normalidad en la composición de todo tipo de alimentos, líquidos y excrementos durante milenios; en un intento de prevenir desgracias o de anticipar el curso de las enfermedades que nos han asolado desde el principio de los tiempos. Obviamente, la mayoría de estos conatos de análisis fracasaron hasta que en un alarde de chulería máxima fueron inventadas la química y la bioquímica. Ellas hicieron visible lo invisible. El desarrollo de los métodos analíticos clásicos nos llevó a constatar la presencia y cantidad (incluso muy baja, por cierto) de una sustancia concreta dentro de una mezcla. Todo ello mediante una reacción o proceso fisicoquímico reproducible y controlable. La medición de parámetros biológicos y químicos se estandarizó desvelando muchos de los matices de composición molecular que sustentan nuestra existencia.

Sin embargo, los métodos analíticos clásicos, a pesar de lo útiles que fueron y son, tienen, generalmente, algunas desventajas importantes: necesitan mucha muestra, bastante equipo de análisis, personal formado para ello y tardan comparativamente bastante tiempo en realizarse. En esto precisamente es donde Leland C. Clark volvió a revolucionar la ciencia de su tiempo como ya os adelantaba en las últimas líneas de mi artículo en el anterior y gratuito JoF.

Electrodo de tipo Clark para medir oxígeno: A) Electrodo de platino. B) electrodo de plata que actúa de referencia. C) cloruro de potasio, electrolito.

D) membrana de teflón que aísla de manera permeable los electrodos para no consumir mucho oxígeno. (E) anillo de goma (F) batería (G) galvanómetro para medir las variaciones de potencial dependientes de la concentración de oxígeno. (fuente: Wikipedia Commons)

Corrían los años cincuenta cuando Clark estaba desarrollando uno del los primeros sistemas para oxigenar la sangre. Cuando intentó publicar su invento en Science (una de las revistas científicas más importantes), el editor lo rechazó y le dijo que necesitaría poder medir la presión parcial de oxígeno en sangre, probablemente para poder asegurar que el oxigenador funcionaba adecuadamente. Las técnicas de las que se disponía en la época para cuantificar el oxigeno presente en sangre consumían prácticamente todo el oxigeno de la muestra con lo que eran muy difíciles de calibrar y por tanto, probablemente, poco exactas. Así que, ni corto ni perezoso, el señor Clark inventó el electrodo de Clark. El cual en su momento fue un enfoque revolucionario, no por ser una idea totalmente nueva, sino por mejorar una ya existente de una manera ingeniosa, elegante y simple. De hecho, al invento de Clark también se le denomina electrodo polarográfico de tipo Clark. La polarografía había nacido de la mano de Jaroslav Heyrovský a principios de los años veinte, inaugurando toda una rama de métodos de química analítica, la voltamperometría.

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En ella se usaban las variaciones de potencial de corriente eléctrica producidas en un electrodo al reaccionar con sustancias químicas para determinar la concentración de esas sustancias en la mezcla en la que estaba inmerso. Pues bien, lo que hizo Leland Clark fueron dos cosas, a saber: introducir otro electrodo que actuaría de referencia para poder calibrar al principal, aumentado así la precisión; y recubrir ambos con plástico y cristal hasta la punta, reduciendo el consumo de oxígeno. Al mismo tiempo, Richard W. Stow había hecho algo parecido para el electrodo de CO2 pero al parecer no funcionó bien.

El diseño de Clark estaba lejos de ser óptimo, pero abrió una nueva era. Había demostrado que el análisis químico mediante electrodos era factible y fiable. La aplicación de este sensor químico (o quimiosensor, si les gusta más) en cirugías cardíacas, para monitorizar el oxígeno presente en la sangre de los pacientes mientras eran operados, fue casi instantánea. Todo el mundo vio el enorme potencial de lo que se empezaba a perfilar como una alternativa fácil, barata y miniaturizable de las técnicas analíticas clásicas.

Pero eso no fue todo, Clark tuvo la brillantez de ver que aquel electrodo que podía medir la concentración de oxígeno en la sangre o en otros fluidos o gases, lo haría igualmente con oxígeno desprendido de una reacción enzimática. Las enzimas son proteínas que catalizan (hacen más fácil) una reacción química.

En una reacción química determinados reactivos se convierten en productos (el oxígeno puede formar parte de unos u otros). La actividad de una enzima depende de la cantidad de reactivos y productos que existan en el medio en el que se encuentra.

De esta manera, dada un reacción química donde interviene el oxígeno, el electrodo sería capaz de medir la actividad de la enzima que la cataliza en basándose en la velocidad de producción o consumo de oxígeno. Así pues, a principios de los sesenta, demostró este concepto acoplando una membrana embebida con la enzima glucosa oxidasa a la punta de su electrodo para medir oxígeno.

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Pictograma de medidor de glucosa moderno (Fuente: ARASAAC).

El resultado: el primer biosensor, que era efectivo para medir la concentración de glucosa. En presencia de glucosa y oxígeno, la glucosa oxidasa los convierte en ácido glucónico y agua oxigenada, de manera que la desaparición de oxígeno es proporcional a la concentración de glucosa. Una vez calibrado con concentraciones de glucosa conocidas, cualquier señal eléctrica procedente de la reacción del oxígeno con el electrodo al ponerse en contacto con la muestra, podrá ser asignada a una concentración de glucosa concreta.

La idea del biosensor de glucosa se empezó a comercializar en los años setenta. A partir del primer desarrollo de Clark, se han ido desarrollado infinidad de biosensores para medir todo tipo de sustancias. Los biosensores actuales son instrumentos capaces de medir parámetros biológicos o químicos combinando casi siempre componentes de naturaleza biológica (e.g. enzimas) y físico-química (e.g. electrodos).

Lentilla desarrollada por Google para medir la glucosa en las lágrimas (Fuente: GOOGLE).

Desde el medidor de tirita hasta la revolucionaria tecnología de la lentilla de Google pasando por las narices electrónicas que detectan compuestos volátiles, ya casi se puede medir de todo, en cualquier sitio a concentraciones que rozan las partes por millón: metabolitos, agentes químicos de toda índole, presencia de microorganismos, material genético, etc. Aprovechando el desarrollo tecnológico del los últimos cuarenta años se han hecho más pequeños, más rápidos, más precisos, más baratos y con tantas funciones que levantan la envidia de la navaja del mismísimo McGiver.

Daniel Moreno

Referencias: - Iqb.es -Juan Carlos Álvarez Torices. La diabetes en el antiguo Egipto.

- Wikipedia Commons -Severinghaus, J. W. (2002). The invention and development of blood gas analysis apparatus. Anesthesiology, 97(1), 253–6.

- Vanibala.

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CAJAL,

FOTÓGRAFO Por José Ramón Alonso (@jralonso3)

La primera noticia que conocemos de Cajal en relación con la fotografía o, al menos con su fundamento óptico, se produce cuando siendo un niño travieso —sus caricaturas corren de mano en mano y no abandona la cháchara con los camaradas— es castigado a quedarse encerrado en clase en su escuela de Ayerbe. En el aula en penumbra, Cajal hace un descubrimiento sorprendente: la luz que entra por una grieta de la contraventana proyecta sobre el techo, cabeza abajo y con sus naturales colores, las personas y caballerías que pasan por el exterior.

En sus memorias Recuerdos de mi vida.

Mi infancia y juventud escribe: «Ensanché el agujero y reparé que las figuras se hacían vagas y nebulosas; achiqué la brecha del ventano sirviéndome de papeles pegados con saliva y observé, lleno de satisfacción, que conforme aquélla menguaba, crecía el vigor y detalle de las figuras». Así, lo que el maestro consideraba un duro castigo se convirtió en una diversión, gracias a esta cámara oscura. Cajal, siempre con su lápiz, cuenta: «propúseme sacar partido de mi impensado descubrimiento. Y montado sobre una silla entreteníame en calcar sobre papel aquellas vivas y brillantes imágenes, que parecían consolar, como una caricia, las soledades de mi cárcel».

En torno a 1868, cuando tenía dieciséis años, Cajal queda fascinado por el descubrimiento de la fotografía. Antes había topado con daguerrotipistas ambulantes, de esos que provistos de tienda de campaña, cámara de cajón y un objetivo enorme iban por los pueblos y ferias viviendo de fotografiar a los paisanos. En Huesca, invitado por un amigo puede penetrar «en el augusto misterio del cuarto obscuro» situado en un improvisado laboratorio fotográfico que usa como galería las bóvedas de la derruida iglesia de Santa Teresa, cerca de la estación, y queda cautivado por el proceso de revelado: «…la revelación de la imagen latente, mediante el ácido pirogálico, causome verdadera estupefacción».

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Esta imagen latente es la que existe impresionada por la luz en los cristales de sal de plata y es la base del fenómeno fotográfico tanto en el negativo como en el positivo. «No me explicaba cómo pudo sospecharse que en la amarilla película del bromuro argéntico, recién impresionada en la cámara oscura, residiera el germen de maravilloso dibujo, capaz de aparecer bajo la acción de un reductor». Cajal sigue contando ese embeleso de todos los niños que han entrado por primera vez en un cuarto oscuro y han visto el proceso de revelado: «Todas estas operaciones produjéronme indecible asombro» aunque en su memoria cuenta que aquellos modestos fotógrafos estaban: «limpios de toda curiosidad intelectual y … lo importante consistía en retratar mucho y cobrar más». Casi cincuenta años después escribe que aquel momento despierta en él «una pasión, apenas mitigada hoy, cumplidos los sesenta y cinco».

Este inicial hechizo se refuerza años más tarde en su convalecencia en el balneario de Panticosa, donde cura de la malaria y los problemas pulmonares contraídos en su estancia como capitán médico en Cuba y aumenta su interés por la fotografía como sustituto a sus frustradas ilusiones artísticas. Es muy probable que con los ahorros de las soldadas acumuladas en la isla caribeña se comprara, además de un microtomo y un microscopio, su primera cámara, y allí en el balneario bajo los Pirineos «… me entregué al dibujo, a la fotografía, a la conversación y al paseo… su cultivo vino a ser como una compensación feliz, destinada a satisfacer tendencias pictóricas definitivamente defraudadas por consecuencia de mi cambio de rumbo profesional».

La fotografía canalizará su frustrada vena artística o, utilizando sus propias palabras, su anhelo de belleza.

En ese sentido todo le interesaba: personas, grupos humanos, monumentos, paisajes... Hacia 1870 escribe una Historia de la fotografía, inédita hasta 1983, donde define este invento como «una de las maravillas de los fenómenos de la materia, que eclipsa y deja muy atrás a las siete celebradas maravillas del mundo».

Se conservan de él estereografías de Madrid y sus calles, del acueducto de Segovia, de la Venus de Milo, de su viaje a los Estados Unidos, de su mujer y sus hermanas entre las palomas de la Plaza de San Marcos de Venecia... Llega a declarar: «Yo debo a la fotografía satisfacciones y consuelos inefables». Pero quizá lo más interesante de su producción fotográfica son sus autorretratos. Si nos fijamos en muchas de estas fotos, una de sus manos se cierra en un puño para ocultar el

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«LA FOTOGRAFÍA COMÚN Y, SOBRE TODO, LA FOTOGRAFÍA CROMÁTICA, CONSTITUYEN DISTRACCIÓN INCOMPARABLE PARA EL TRABAJADOR INTELECTUAL».

disparador y, en ocasiones, realiza varias tomas sobre la misma placa para ahorrar material. Aparece con traje, o con la toga y la medalla académica o con la ropa vieja que debe usar cualquiera que trabaje con sales de plata y haya visto sus manchas indelebles; solo, rodeado de su mujer y sus hijos, con sus discípulos, con sus hermanos; con aquellos objetos de los que está más orgulloso, su microscopio, ¡en alguna con tres microscopios!; en su despacho, en una mesa que parece del salón de su casa, en la cocina, en el laboratorio; en una excursión del gastronómico Gaster Club, amigos con los que compartía el gusto por el aire libre, la fotografía y los arroces; jugando al ajedrez con Olóriz, catedrático de Granada que se rasca la nuca como queriendo dejar constancia de la maestría de Cajal… Mucho de don Santiago está en sus fotografías.

Con su formación investigadora, Cajal experimentará y trabajará con diferentes técnicas, desde el primitivo daguerrotipo en cobre, pasando por el colodión húmedo hasta llegar al gelatino-bromuro. Esta nueva técnica que trabaja sobre placas secas permite realizar tomas con exposiciones inferiores a un segundo, que permitirán, por fin, hacer retratos sin tener que posar, captar con nitidez seres que se mueven, capturar la espontaneidad y naturalidad de un momento, las famosas «instantáneas».

Gracias a tan bello invento [se refiere al gelatinobromuro] los minutos se convirtieron en fracciones de segundo. Y fue posible abordar la instantánea del movimiento, fijar para siempre la veleidad incopiable del oleaje, reproducir la fisonomía humana en sus gestos más bellos y expresivos sorprenderla, en fin, durante los cortos instante en que, libre del filo de la infatuación o de la pose, la verdadera personalidad del modelo asoma por ojos y labios.

Cajal tenía, además, un gran habilitad técnica y así irá fabricando sus propias placas fotográficas y será un pionero del primer microfilm. Sus experimentos con la fotografía los afronta de manera similar al trabajo de laboratorio. Lleva un cuaderno donde anota sus ideas, las sugerencias para mejorar las técnicas, los resultados obtenidos. Es un avanzado a su tiempo y antes de que nadie se ponga a hablar de granularidad y granulación, de sensibilidad y definición, él ya ha llegado de una forma empírica a la mejora de estos aspectos técnicos. Cajal aconseja que «durante la fabricación de placas, la disolución de plata en la solución de gelatina, no debe hacerse por encima de 40 ºC …porque corremos el riesgo de obtener emulsiones de grano demasiado grueso y por tanto, poco apropiadas a la reproducción del color».

Fruto de todo este trabajo Cajal publica en 1912 un libro titulado Fotografía de los colores. Bases científicas y reglas prácticas, una obra importante en la historia de la fotografía en España. En la introducción a este libro, Cajal cuenta cómo su propia vida ha seguido la vida de la fotografía:

«En mi larga carrera de cultivador de la placa sensible, he sorprendido todas sus fases evolutivas. De niño, me entusiasmó la placa daguerriana, cuyos curioso espejismos y delicados detalles me llenaron de ingenua admiración. Durante mi adolescencia aspiré con delicia el aroma del colodión, proceder fotográfico que tiene los irresistibles atractivos de la dificultad vencida, porque obliga a fabricar por sí la capa sensible

y a luchar heroicamente con la rebeldía de los baños de plata y la desesperante lentitud de la exposición. Alcancé después el espléndido período del gelatinobromuro de Bennet y V. Monckhoven… Ya en plena madurez, saludé regocijado la aparición del autocromatismo de Vögel y la exquisita sensibilidad de las emulsiones argénticas…Faltaba todavía alcanzar el soñado ideal, es decir, descubrir medios prácticos para fotografiar los colores…

Hétenos ya, gracias al maravilloso de invento de Lumière, emancipados de la intolerable esclavitud del blanco y negro».

En los Recuerdos de mi vida. Mi labor científica dice que escribió este libro por dos motivos, el primero «… contribuir con mi modesta iniciativa a divulgar entre los aficionados a la heliocromía los principios físicos fundamentales de esta maravillosa aplicación de la ciencia».

El segundo es sentimental y se debe a que su hijo Santiago enfermó seriamente del corazón «y para estimular iniciativas editoriales escribí los primeros capítulos del libro».

Según va avanzando en su carrera científica, la fotografía y la Neurobiología se van imbricando. Habla del papel intacto de positivar fotografías y el cerebro en blanco del niño que va impresionando imagen tras imagen con el paso del tiempo. Cuenta en las memorias de su infancia que «una pared lisa y blanca ejercía sobre mí (cuando todavía contaba 8 o 9 años) irresistible fascinación». Por otro lado, usa en el laboratorio técnicas de plata, con las que hace la parte fundamental de su investigación. Cajal, que valora lo que una nueva técnica abre para estudiar lo desconocido, aprende los métodos de tinción que le enseña Simarro en uno de los cuales el paso nº 4 dice «Exposición de los cortes [histológicos] a la luz como si fueran papeles fotográficos».

Aún en la actualidad se utiliza fijador fotográfico para estabilizar alguna de estas preparaciones argénticas.

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«SOLO LAS FOTOGRAFÍAS CONTEMPORÁNEAS DE NUESTRA JUVENTUD O DE NUESTRA MADUREZ SABEN HACER EL MILAGRO DE RESUCITAR A LOS MUERTOS».

También mejora sus preparados argénticos del encéfalo y a la vuelta de un viaje de verano a Italia decide modificar el método de Simarro y da lugar a lo que conocemos como los métodos de plata reducida Cajal, cuyos paralelismos con las técnicas fotográficas son innegables. Más aún, Simarro y Cajal incluyen las piezas de cerebro en celoidina, un buen medio de inclusión y corte, pero la celoidina no es otra cosa que el colodión (mezcla de algodón pólvora, alcohol y éter) que es con lo que se fabrican las placas húmedas que tan bien conocía Cajal.

Al igual que en la Neurociencia, los estudios de Cajal sobre la fotografía se reflejan en una importante serie de publicaciones. Entre 1901 y 1926 publica dieciséis artículos y una monografía con temas diversos tales como la aplicación científica de la fotografía, morfología de las emulsiones, reproducciones del color, etc.

Cajal vive la fotografía como una prolongación de la existencia y al mismo tiempo también la reivindica como esparcimiento, como ocio.

En su libro Fotografía de los colores hay al menos dos frases en ese sentido. Al comienzo escribe «La fotografía común y, sobre todo, la fotografía cromática, constituyen distracción incomparable para el trabajador intelectual. En los prosaísmos y miserias de la lucha profesional o de la vida oficinesca, pone un poco de poesía y algo de emoción imprevista» y más adelante añade «es dicha grande para todos los que de vez en cuando necesitamos interrumpir con un poco de solaz el duro batallar del trabajo».

Cajal, y es otra de las constantes de su vida, no se conforma con seguir una receta sino que mejora los protocolos. Analizó las placas fotográficas con un microscopio, lo que le permitió entender las imágenes obtenidas con las placas impresionadas por el método interferencial de Lippmann. Su análisis, probablemente nunca realizado con anterioridad, permitió resolver algún problema muy discutido, como el modo de obtención del blanco.

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Ramón y Cajal también habla de la fotografía para dejar huella, como un elemento de perdurabilidad, de, en una palabra cargada de sentido, inmortalizar.

«Privilegio de la fotografía, como del arte, es inmortalizar las fugitivas creaciones de la naturaleza.

Gracia a aquélla, parecen revivir generaciones extinguidas, seres sin historia que no dejaron la menor huella de su existencia. Porque la vida pasa pero la imagen queda».

De forma especial lo liga al recuerdo de los que ya no están. Cajal ha vivido ese cambio de época en la

que de la generación anterior no queda una imagen, solo los reyes y los ricos dignatarios podían permitirse pagarse un retrato y ahora un avance tecnológico lo ha hecho posible para todas las clases medias.

«Solo las fotografías contemporáneas de nuestra juventud o de nuestra madurez saben hacer el milagro de resucitar a los muertos». Esta nostalgia conecta con un lamento incluido en los Recuerdos de mi vida «No poseo por desgracia retratos de la época juvenil ni siquiera de la madurez de mis progenitores».

Cajal busca perdurar y en ese deseo de perdurar está también en su fotografías, en sus múltiples autorretratos, en las fotos de su mujer y sus hijos, en aferrar y cristalizar los momentos, los recuerdos, los viajes.

«¡Qué pena se siente al pensar en la muchedumbre de seres ignotos, descendidos a la tumba, y que viven y palpitan sin embargo en nuestras viejas fotocopias! Saludemos de pasada a estos muertos transeúntes, ignorantes de que, gracias a nuestro objetivo fotográfico, alcanzaron una sombra de vida y un momento de actualidad».

Al igual que en el laboratorio y en contra de esa imagen del sabio trabajando en la penuria y con escasez de medios, Cajal intentó tener el mejor microscopio y contaba con un muy buen equipo de máquinas fotográficas y accesorios. Poseía una Steinheil estereoscópica construida en Múnich, una “Verascope”, una «E. Krauss» con objetivo Zeiss y otra más moderna, una «L. Gaumont & Cía.» modelo «Stereo Spido». Algunos de esos instrumentos, cámaras, visores, etc. se conservan en el museo del Instituto Cajal.

Hay una pregunta última cuya repuesta es difícil de saber. Siendo Cajal un experto en fotografía, ¿por qué sus artículos, sus libros solo contienen, salvo algún caso excepcional y prácticamente anecdótico, dibujos y ninguna foto? Cada dibujo detallado — un aspecto clave de la “marca Cajal”, reconocibles universalmente todavía al día de hoy— implica un trabajo ingente y además, arriesgado. A pesar del uso de la cámara clara, un aparato que permite seguir con el lápiz o el pincel los contornos de lo que estás viendo en el microscopio, siempre hay

mayor riesgo de subjetividad en un dibujo que en una foto. Por otro lado, Cajal disponía de aparatos microfotográficos y además, la calidad de sus preparaciones histológicas era excelente, no se trataba por tanto de recurrir al dibujo para ocultar las imperfecciones que una fotografía desvelaría. Entonces ¿por qué?

Hay varias respuestas posibles: • Una pasión artística. A Cajal le encantaba dibujar y eso es una constante en su vida. En el colegio, en Cuba, en el balneario de Panticosa, Cajal dibuja y dibuja. Muchos de sus dibujos científicos están coloreados y son de una belleza apabullante, auténticas obras de arte.

• Un ejercicio de realismo. La preparación histológica no deja de ser un artefacto, algo hecho por el hombre, es la célula muerta, deshidratada, tratada con numerosas sustancias químicas, procedimientos que muestran unas cosas y ocultan otras, una preparación no deja de ser un «dibujo» de la célula real.

• Un afán didáctico. El dibujo interpreta y la fotografía no, o lo hace en menor medida.

El dibujo permite llevar al lector a los detalles importantes. Cajal guía, «sabe ver» y enseña a ver, discrimina lo importante de lo anecdótico, muchas de sus ilustraciones están a medio camino entre el dibujo y el esquema, son representaciones morfológicas que quieren sugerir una explicación funcional.

• Un problema técnico. La fotografía enfoca en un único plano y tiene poca profundidad de campo lo que genera un problema con las neuronas que lanzan sus extensiones por grandes distancias de un volumen amplio.

Muchos de los preparados con la técnica de Golgi que usa Cajal se cortan a un grosor treinta veces superior o más al de las preparaciones histológicas habituales para poder seguir las prolongaciones. La fotografía puede hacer perder muchos detalles valiosos.

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• Un trabajo inclusivo. Cajal llega a sus conclusiones tras estudiar cientos de preparados, a menudo comparando distintas especies, distintas edades de la misma especie. Sus dibujos no son una representación gráfica de uno de esos detalles histológicos, como sería necesariamente una fotografía sino una imagen integradora, ideal, construida a partir de observar cientos de imágenes parecidas y cogiendo los mejores detalles de cada una de ellas.

En el ámbito del microscopio nos perdimos al Cajal fotógrafo pero disfrutamos del Cajal artista, además del esforzado trabajador, pues en cinco años, los que tardó en preparar La Histología del sistema nervioso del hombre y los vertebrados escribió 1800 páginas de texto y 887 grabados originales, un ejemplo más de la tenacidad y la capacidad de trabajo de este aragonés universal.

Para terminar su reflexión sobre la fotografía realizada cuando ya había cumplido los sesenta años:

«La fotografía no es deporte vulgar, sino ejercicio científico y artístico de primer orden y una dichosa ampliación de nuestro sentido visual. Por ella vivimos más, porque miramos más y mejor. Gracias a ella, el registro fugitivo de nuestros recuerdos conviértese en copiosa biblioteca de imágenes, donde cada hoja representa una página de nuestra existencia y un placer estético redivivo. Y es algo más. Constituye también medicina eficacísima para las decadencias del cuerpo y las desilusiones del espíritu; seguro refugio contra los golpes de la adversidad y el egoísmo de los hombres.

De mí sé decir que olvidé muchas mortificaciones gracias a un buen cliché, y que no pocas pesadumbres crónicas fueron conllevadas y casi agradecidas al dar cima a una feliz excursión fotográfica».

José Ramón Alonso

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Para leer más: • Abadía Fenoll, F., Carrato Ibáñez, A. (1984) Cajal una vez más. Universidad de Granada, Granada.

• Argerich Fernández, I. (2004) Cajal y la fotografía. En: Santiago Ramón y Cajal (1852-2003). Ciencia y Arte. Catálogo de exposición. La Casa Encendida, Madrid.

• Hernández Latas, J.A. (2000) Viajes fotográficos de Santiago Ramón y Cajal. De París a Estados Unidos, 1899.

Catálogo de exposición. Cortes de Aragón, Zaragoza.

• Hernández Latas, J.A. (2001) Viajes fotográficos de Santiago Ramón y Cajal.

Italia, 1903. Catálogo de exposición.

Cortes de Aragón, Zaragoza.

• López Piñero, J.M- (2000) Cajal. Ed. Debate, Madrid.

• Ramón y Cajal, S. (2004) La fotografía de los colores: Fundamentos científicos y reglas práctica. Nicolás Moya, Madrid 1912, 2ª ed. Ed. Clan, Madrid.

• Ramón y Cajal, S. (2007) Mi infancia y juventud. El mundo visto a los ochenta años. Ed. Prames, Zaragoza.

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EXPLICANDO UNA FOTOGRAFÍA EN EL AULA Por Galiana (@GalianaRGM)

En mi primer día de clase en el instituto siempre les hago el mismo juego a los alumnos. Les muestro una fotografía y les invito a que me digan sin tapujos qué ven en ella.

La primera respuesta suele ser sobre que está hecha en blanco y negro, y que en ella aparecen personas viejas. Les pregunto si sobre eso hay alguna discrepancia y nadie dice lo contrario porque quien, levantando la mano, opinó de esa manera tiene razón.

En la imagen aparecen personas de determinada edad; no todos peinan canas, pero se nota que no son ya unos jovencitos.

Intento que mis alumnos vean alguna cosa más, y lo siguiente que suelen destacar es la vestimenta de otro siglo. Cierto; el retrato coral —ahora lo llamaríamos selfie—, está complementado por una película rodada en 1927 y los que salen en ella van vestidos según los usos y costumbres de la época.

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¿Alguna observación más? Casi siempre contesta a esta pregunta una alumna que, con cierto tono de ofensa, espeta: -¡Solo hay una mujer!

La verdad es que no hace falta ser una lumbrera para darse cuenta de ello, pero explicar en clase de Física y Química que las mujeres han sido ninguneadas en la Ciencia a lo largo de la historia es entrar en materias más propias de otras asignaturas.

A continuación, los que siguen la “religión del fútbol” lo comparan con la foto de la temporada del equipo de sus amores, con lo que me veo obligado a cortar el tema porque las rivalidades futboleras nos alejan de la materia que debemos tratar, y toca mandar callar antes que se desmadren del todo.

Una vez puesta la sordina al aula, hago la pregunta del millón.

-¿Quién de vosotros sabría identificar a alguno de los retratados?

El silencio es aterrador. Y digo que es aterrador porque siempre espero que entre los 25 alumnos por lo menos uno diga un nombre y, año tras año, me encuentro con la callada por respuesta.

-Os daré alguna pista por si eso os ayuda.

La fotografía fue hecha en Bruselas, y todas estas personas fueron reunidas por un químico industrial belga que nació en 1838 y murió en 1922. Este hombre se hizo inmensamente rico gracias a la sosa, tanto que se dedicó a labores de filantropía, como por ejemplo la creación de varios institutos internacionales de investigación científica en fisiología, sociología, física y química. ¿Alguno sabe de quién estoy hablando?

De nuevo el silencio en el aula me confirma que mis alumnos son poco observadores y nada curiosos, lo cual dada la materia que imparto no es nada bueno.

-Sé que es vuestro primer día de clase, pero habéis estado en las instalaciones de este Centro varias veces antes de hoy, y habéis dicho, o por lo menos escrito, más de una vez el nombre de la persona a la que me estoy refiriendo.

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Todos callados, las cabezas mirando a las mesas, y ese miedo a que yo les pregunte directamente y deje a alguno en evidencia el primer día, lo cual no entra en mis intenciones.

-Supongo que todos sabéis como se llama este Centro. Uno que se atreva a decir su nombre.

-¡Ernest Solvay!- suelen gritar casi todos a coro -No era tan complicado.

La persona que da nombre a este Instituto fue el promotor de una serie de Congresos en los que reunió a las personas que aparecen en la fotografía que os estoy enseñando. Esta pertenece en concreto al quinto.

Ahora quiero que volváis a mirar bien la fotografía. Buscad en la imagen a la mujer que hay y según miráis contad dos hombres a la derecha. Uno que tiene pelo blanco y bigote negro. ¿Lo tenéis todos localizado?

Mis alumnos suelen asentir con la cabeza -¿Alguno puede decirme si conoce a esta persona?

De nuevo todos callados.

-Ahora mirad en la segunda fila; empezando por la derecha, el primero. Uno que está muy repeinado hacía atrás. ¿Localizado?

La clase entera asiente con la cabeza, pero no se atreven a decir ni mu.

-Pues entre los dos personajes que os he señalado tuvieron sus más y sus menos sobre un principio que había desarrollado un tercero. Éste está situado en la última fila, los que están de pie, contando tres. Teniendo en cuenta que el segundo podría ser considerado como una cuarta fila. ¿Todo el mundo sabe a quién me refiero?

Nadie suele decir nada, pero los ojos de todos están fijos en la fotografía.

-El tipo del bigote negro con el pelo blanco le dijo a éste ultimo «Usted cree en un Dios que juega a los dados», a lo que el primero de la segunda fila empezando por la derecha le dijo «…deje de decirle a Dios lo que debe hacer con sus dados».

Los tres personajes son nada más y nada menos que Albert Einstein siendo socarrón con el Principio de Incertidumbre de Werner Heisenberg, y Niels Bohr tratando de dejar en evidencia al físico alemán de origen judío.

La cara de sorpresa de mis alumnos es tremenda, y los comentarios sobre ¿ése es Einstein?, que dicho sea de paso es el único que les suena de los tres.

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Soy incapaz de reproducirlos dado que incluyen algunos calificativos poco afortunados.

-De momento ya conocéis a tres protagonistas. Nos quedan veintiséis por identificar y tenemos que hacerlo antes de que se acabe la clase. Tenemos mucha tarea por delante antes que dé la hora, no podemos perder el tiempo.

Diecisiete de los diecinueve fueron Premio Nobel, pero solo uno de ellos lo fue por dos disciplinas diferentes, una en Física y otra en Química. Y para más señas es la única mujer. ¿Alguno se atreve, sabiendo que es contemporánea del creador de la Teoría de la Relatividad, a decir su nombre?

Aquí siempre alguno levanta la mano. Normalmente, lo dice a boleo no porque esté seguro de lo que está diciendo, pero como es la única mujer que le viene a la mente lo suelta por si cuela, y atina.

-Marie Curie.

-¡Has acertado!, la mujer en cuestión es Maria Salomea Skłodowska-Curie.

Ya van quedando menos Sobre la Conferencia que estamos comentado, os he dicho que existe una película, que os enseñaré en otra ocasión, grabada por Irving Langmuir, el neoyorquino fue Premio Nobel en Química en 1932 y está sentado el primero por la izquierda en la primera fila.

En este punto siempre algún alumno comenta que porqué no la vemos en ese momento, a lo que tengo que decirle que hoy solo vamos a analizar la fotografía.

Ahora viene la parte que los docentes odiamos porque siempre es compleja: cómo hacer que tus alumnos te presten atención. Toca echar mano de todos los recursos y empezar por aquello que puede resultarles más llamativo.

-¿Alguno ha oído hablar del gato de Schrödinger?

Esta pregunta me la contestó hace un par de años un alumno diciendo que así se llamaba el minino de su vecina que no hacía más que bufarle a su perro.

Tentado estuve de explicarle que el físico austriaco elaboró una composición mental diabólica, allá por 1935, según la que encerraba a un gato en una caja de acero, en la que suponía una vasija cerrada con cianuro de hidrógeno amenazada por un martillo acoplado a un contador Geiger, de manera que si se producía la desintegración radiactiva de algún átomo el contador dispararía el martillo, que romperá la vasija y el gato moriría. Dejé pasar la ocurrencia de mi alumno porque matar animales en clase, aunque sea de palabra, suele herir sensibilidades.

Este año nadie conocía al dichoso gato, con lo que decidí pasar a otro personaje de la fotografía.

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-Visto que ninguno ha oído hablar de Schrödinger ni de su gato, veamos si alguno ha oído hablar de Mecánica Cuántica y del Principio de Exclusión. Localizad de nuevo a Heisenberg; el morenito que está a su lado izquierdo es Wolfgang Pauli. Al físico austro-suizo no se le ocurrió otra cosa que pensar sobre la imposibilidad que dos electrones de un mismo átomo puedan tener la misma energía, el mismo lugar, e idénticos números cuánticos. Teoría por la cual, en 1945, le dieron un Nobel en Física.

Me gusta ver las caras de mis alumnos fijos en la foto y esperando que les cuente algo que no tenga que ver con teorías de las que nunca han oído hablar, así que vuelvo a los chascarrillos que es lo que más les atrae.

-En la última fila, el primero por la izquierda, el que le saca la cabeza a todos... Fue la primera persona en utilizar una aeronave presurizada colgada de un globo para ascender a la estratosfera, acompañado de su mujer. Su nombre es Auguste Piccard, y a los que les guste “Las aventuras de Tintín”, el personaje del Profesor Tornasol está inspirado en este físico suizo.

Ni que decir tiene que siempre alguno conoce al reportero salido de la imaginación de Hergé, y el resto preguntan por sus héroes preferidos, con lo cual de nuevo tengo que cortar el tema alegando que tenemos que ver un montón de científicos antes que toque la sirena.

-Tú, el de la primera fila —me gusta señalar a un alumno y voy rotando por filas en cada curso—, señálame uno de los retratados del que no haya hablado.

-El que se parece a Charlot.

-No veo a ninguno con bombín y bastón, pero supongo que te refieres al tercero por la derecha de la segunda fila.

-A ése, a ése.

-Se trata nada más y nada menos que del Príncipe Louis-Victor Pierre Raymond de Broglie, séptimo Duque de De Broglie, y par de Francia. Este noble francés, que además era físico, recibió un Nobel en Física en 1929 por descubrir la dualidad onda-corpúsculo, pero intentaré a lo largo del curso contactar con Stephen Hawking por si pudiera pasarse por aquí para explicar la hipótesis de De Broglie como Dios manda.

Curiosamente todos conocen al científico y gritan alborozados ante la posibilidad de una visita del británico al Centro.

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De nuevo corto la algarabía y sigo con mi explicación.

-Para hacer esto un poco más rápido voy a citar la fila de atrás desde Piccard hasta el final. Si alguno quiere saber sobre alguien en particular, que anote el nombre y que me diga cuando llegue al final.

Junto al explorador suizo del que ya os he hablado está situado el doctorando de Marie Curie, Émile Henriot, que demostró la radioactividad del potasio y del rubidio, elementos químicos de los que hablaremos a lo largo del curso. A su lado, el físico austriaco Paul Ehrenfest, que desarrolló el teorema que lleva su nombre, pero que nadie se asuste porque no tendréis que estudiar sus teorías sobre Mecánica Cuántica. El siguiente es un químico belga llamado Edouard Herzen; tras él está Théophile Ernest de Donder —matemático y físico belga—, famoso por desarrollar la Afinidad Química. El moreno de las cejas blancas me lo salto porque ya hemos hablado de él, y a su lado está el físico flamenco Emile Verschaffelt, que fue secretario del Instituto Internacional de Física Solvay. A continuación, Pauli, Heisenberg, el astrónomo británico Sir Ralph Howard Fowler y el último de esa fila, el creador de la Teoría de la Información, el físico francés Léon Nicolas Brillouin.

- ¿Alguien está interesado en saber sobre los científicos que acabo de citar?

Normalmente aquí no hay preguntas porque esto de enumerar no les gusta nada, así que me toca rebuscar en el anecdotario antes de que empiecen a remover sus culos en las sillas y entremos en la fase de interrumpir la clase con alguna payasada típica de adolescente.

-¿Quién de vosotros ha visto la película de Grease? Ya sé que es de 1978, pero alguna reposición en la TV han puesto.

Aquí siempre alguno suele decir que su padre es muy fan de Travolta. Entonces yo les digo que el matemático y físico alemán Max Born que aparece en la fotografía es abuelo de Olivia Newton-John, la actriz que da vida a Sandy en la película.

Es nombrar el cine y los alumnos vuelven a prestar atención, pero hay que seguir ahí y los profesores no lo tenemos nada fácil. Así que utilizar el recurso de los amantes es lo siguiente que me toca.

-Entre Marie Curie y Einstein debería estar sentado Paul Langevin, pero, para evitar que las malas lenguas comentaran el romance que éste mantenía con la viuda de Pierre Curie, sentaron al matemático holandés Lorentz. Y, sí, Langevin estaba casado.

Por cierto, el físico francés fue arrestado por la Gestapo y cuando fue puesto en libertad huyó a Suiza como alma que lleva el diablo. Sentado a su derecha está el matemático suizo Charles-Eugène Guye, que hizo la tontería de demostrar que la masa de los electrones se incrementa con su velocidad. ¿Alguno me puede decir cuántos retratados nos quedan?

Llegado a este punto siempre hay alguno que da una cifra y, por increíble que sea, acierta.

-Profesor, quedan 9.

Sigo con la explicación sin confirmarle que está en lo cierto, que luego se crecen que no veas.

-Debye, físico-químico, en cuyo honor se dio su nombre al asteroide 30852 descubierto en octubre de 1991, cuando todavía ninguno de vosotros había nacido. Otro que tiene su nombre unido al espacio es Hendrik Kramers, porque se le dio su nombre a un cráter lunar, lo mismo que el físico escocés Charles Wilson, que está sentado en primera fila, el segundo por la derecha. A su lado, en el extremo derecho, está el Premio Nobel de Física en 1928 Owen Willans Richardson, que por si os interesa es el que estableció las bases de la emisión termoiónica.

He pronunciado un palabra que con toda probabilidad nunca habéis escuchado, pero ir acostumbrándoos porque en esta clase hablaremos del crecimiento epitaxial por haces moleculares. Y no, no es otro idioma, son vocablos manejados por Martin Knudesen.

A Arthur Compton le otorgaron el Nobel de Física en 1927 por los espectros de los rayos X, esto ya os suena algo más.

Al lado izquierdo de Marie Curie ocupa asiento Max Planck, al que se le ocurrió relacionar la energía con la frecuencia de la radiación, y de ahí está la constante que lleva su nombre.

De William Lawrence Bragg os diré que le otorgaron el Nobel de Física cuando tenía 25 años. Ahí lo dejo por si alguno se aplica en mis clases y quiere invitarnos a Estocolmo dentro de una década.

El último de los que quedan es el más callado de todos; no en vano Paul Dirac, pronunció la frase «A mí me enseñaron en la escuela que nunca se debe empezar una frase sin saber el final de la misma». Aprender esto no os vendría nada mal.

No sé como lo hago pero cuando pronunció esta frase coincide con el sonido de la sirena que indica el cambio de clase y apenas me queda tiempo para decirles a mis alumnos que les veré el próximo día.

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JoF EN LAS AULAS

CIENCIA FORENSE

DE LA TEORÍA A LA PRÁCTICA Por Teresa Pons (@Teresa_Pons) En el Londres del siglo XIX, en plena época victoriana tardía, una serie de acontecimientos dejaron a la sociedad inglesa/británica asustada y confusa.

Eran tiempos de industrialización y progreso que hicieron de la capital la ciudad más grande del imperio británico (y del mundo). Y junto con ello, nacieron los suburbios donde reinaban barrios abarrotados de gente, condiciones insalubres y proliferación de burdeles. Las crónicas de la época hablan de lo poco segura que era Londres debido al gran número de ladrones, niños carteristas y bandas callejeras.

No debió de ser una época fácil, sobre todo en la zona de “East End” de Londres, área conocida por sus notables “slums” habitados por gentes de clase obrera, nativos ingleses o bien, inmigrantes llegados de diferentes partes de Europa. En estas condiciones de gran pobreza, acontecieron unos eventos atroces: al menos cinco casos de mujeres muertas y mutiladas se asociaron a un asesino en serie, Jack el Destripador.

Mucho ha llovido desde los casos de “Whitechapel” del

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1888 y hoy en día, aunque todavía haya casos por resolver, la ciencia forense ha avanzado a pasos de gigante y el tal Jack se lo pensaría dos veces antes de cometer semejantes atrocidades en la actualidad.

Prueba de ello son las iniciativas que cualquier aficionado o experto en la materia puede disfrutar: fascinantes series de TV tales como CSI, Bones o la increíble doctora Jan Garavaglia en Dra. G. Médica Forense. También hay interesantísimos libros que enseñan a hacer experimentos forenses caseros (ver referencias) y un largo etcétera. Asimismo, no hay que olvidar esas charlas y congresos en las que se juntan profesionales del sector para exponer y debatir nuevos hallazgos que puedan beneficiar en el estudio forense y la sociedad como última beneficiaria.

Tuve la oportunidad de participar en el 2º Congreso internacional en Ciencias

Póster del Segundo Encuentro Internacional de Ciencias Forenses y Comportamiento Criminal

Forenses y Comportamiento Criminal que se celebró el pasado Mayo en Portugal y que fue organizado por el “Instituto Superior de Ciências da Saúde Egas Moniz”, ISCSEM. En él se dieron cita algunos de los expertos de gran renombre internacional en las más diversas y cautivadoras áreas con las que la ciencia forense cuenta hoy en día.

Tal es el caso del Dr. Dallas Mildenhall experto neozelandés en palinología a nivel mundial y de quien esta misma revista Jof publicó una entrevista en el número 14. Mildenhall expuso el problema de la falsificación de medicamentos aportando escalofriantes datos tales como que dicho fenómeno representa del 15 al 20% de los fármacos comercializados llegando a ser del 100% en algunas áreas. Respecto a los fármacos antimaláricos, el 53% de éstos en el sur este de Asia son falsos. No supone una tarea fácil descubrir su origen y cuáles son las rutas de comercio o entrada. Por ello, un enfoque interdisciplinar que cuente con el estudio de diversas áreas como el estudio del polen, de los compuestos químicos, de blisters, e incluso de folletos es lo que recopila la “Operación Júpiter”.

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“

Mildenhall expuso el problema de la falsificación de medicamentos aportando escalofriantes datos tales como que dicho fenómeno representa del 15 al 20% de los fármacos comercializados llegando a ser del 100% en algunas áreas

Ésta nació originalmente como programa dirigido por la Interpol para estudiar la falsificación de mercancía en Sudamérica y que gracias a los recursos disponibles, se pudo expandir en el análisis de medicamentos falsos. Con certeza, una tarea para nada fácil.

Un campo de lo más atractivo en el estudio forense es la antropología, ciencia que aplicada a esta rama estudia restos humanos utilizando técnicas en arqueología, paleopatología e incluso osteología para reconstruir qué sucedió durante la muerte de cierto individuo o grupo de personas. La Dra. Gillian Fowler, experta en antropología forense de la Universidad de Lincoln (Reino Unido) y con una amplia experiencia en exhumaciones de fosas comunes en Guatemala y Afganistán, habló de la importancia de establecer el perfil biológico para identificar cuerpos asignables a personas desparecidas. La actividad del experto antropólogo también engloba la creación del perfil de la víctima por medio de entrevistas a familiares así como de establecer una versión de los hechos lo que a veces supone un difícil hito dadas las circunstancias en que se engloben los mismos. Fowler también hizo hincapié en la importancia que el trabajo de antropólogo supone a nivel individual, para la comunidad y nacionalmente así como también como refuerzo del sistema legal. Sin lugar a dudas, un trabajo extraordinario.

El estudio de los residuos de disparos con arma de fuego (también conocidos como “Gunshot residues”) son de especial interés ya que permiten esclarecer si un arma se ha disparado o quién ha estado en contacto con ella. La gran experta en este tema es la Dra. Suzanne Bell del departamento de química de la Universidad de Virginia Occidental

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en Estados Unidos. La Dra. Bell contó cómo el estudio de los componentes del cebador del arma (en inglés conocido como primer) son el blanco para el desarrollo de métodos de obtención de residuos o restos de las manos para identificar si se ha disparado con el arma, “entre las 12 y 24 horas” tal y como ella afirma.

Todo un reto.

Además de los campos citados para el estudio de la ciencia forense, existen otros importantes como la entomología o la genética, que pueden contribuir a la resolución de casos y por ende, a la justicia y seguridad de los civiles.

Teresa Pons

Referencias:

- Roland, P. 2006. The Crimes of Jack the Ripper.

Arcturus Publishing.

- Thompson, R. B. & Thompson, B.F. 2012. The Illustrated Guide to Home Forensic Science Experiments. O’Reilly.

- 2nd International Meeting in Forensic Sciences and Criminal Behaviour website - Jupiter Operation Interpol website

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Reseña de libros Por Dani Torregrosa (@DaniEPAP)

Neurozapping.

Aprende sobre el cerebro viendo series de televisión Autor: José Ramón Alonso Peña Editorial: Laetoli, 2014

¿Podemos -como reza el subtítulo de este libro- aprender sobre el cerebro viendo series de televisión? Respuesta corta: No. Pero antes de dar por terminada la lectura de esta reseña y de que el autor del libro me retire definitivamente la palabra o maldiga mi estirpe, he de matizar tan contundente afirmación.

No se aprende sobre ciencia viendo televisión, cine o leyendo ficción, en plan como sucede en la película Matrix, donde se implantan los conocimientos y habilidades con la facilidad del que se toma una cerveza con los amigos. No, el mundo no funciona de esa manera.

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Sería pretender algo parecido a lo que buscaba el rey Claudio Ptolomeo cuando le preguntó a Euclides si no había otra forma más rápida para aprender geometría que con los Elementos, y Euclides le respondió aquella mítica frase que ha quedado para la historia o la leyenda: “Majestad, no hay caminos reales para la Geometría”.

Y no, no hay atajos, ni para la geometría ni para la neurociencia ni para casi nada en este mundo. La ciencia y el conocimiento en general requieren un esfuerzo en su camino, años de estudio y a veces hasta cierto sufrimiento. Y no podemos pretender encontrar una vía tan fácil como una serie de televisión para atajar ese camino.

De hecho, de existir, yo no la querría. Supondría perderse el paisaje y la satisfacción de cada descubrimiento, de cada detalle. Supondría hacerse adultos de la noche a la mañana sin haber experimentado y saboreado el tiempo entre asombro y asombro. Sería el fin de la infancia.

Una vez matizado esto, que no deja de ser una advertencia inicial para aquellos despistados que creen que se puede aprender un idioma en siete días o discutir con un científico a su nivel porque has leído un libro de esos que comienzan con ambiciosos títulos como “Todo lo que necesita saber sobre…“ he de reconocer que estamos ante una extraordinaria obra de divulgación científica.

Y digo extraordinaria porque Neurozapping recoge una exquisita explicación y selección de patologías, conceptos y curiosidades del mundo de la neurociencia, con la excusa de su aparición en una serie de televisión. ¡Es un libro-trampa! Con el anzuelo de la cultura popular de algunas series de televisión, José Ramón Alonso nos acerca de forma rigurosa y con su estilo tan personal a los últimos avances en este campo de la ciencia, a la descripción de trastornos como los síndromes de Asperger o Tourette, los efectos de drogas y neurotóxicos, la encefalofagia, el donjuanismo, la anosmia, las altas capacidades, la psicopatía… Y así hasta veintiún capítulos a cuál más interesante y entretenido.

Reformulando la pregunta con la que comencé, ¿se puede aprender neurociencia leyendo este libro? Respuesta corta y sin matices: Sí. Y no solo eso, sino que tras su lectura se sale con un ansía de seguir aprendiendo. De leer, estudiar y disfrutar descubriendo cómo funciona ese objeto tan misterioso que tenemos sobre nuestros hombros. E incluso, te entran ganas de ver de nuevo alguna serie de televisión, salvo que sea La casa de la pradera, en cuyo caso yo me lo haría mirar.

Resumiendo, Neurozapping es un libro muy interesante y entretenido, en la línea tan unificadora de las mal llamadas “dos culturas“ que tan bien se le da a su autor mezclar y lo recomiendo tanto si te gustan o no las series de televisión que aparecen en él.

Y para finalizar, qué mejor que hacerlo con un pequeño diálogo de Los Simpsons, una de las series que también aparecen en el libro:

- Homer, hay un hombre que puede ayudarte.

- ¿Batman?

- No, es un científico.

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Patricia Rodríguez (@_Argi_)

JEANNE VILLEPREUXPOWER. La gran bióloga de los océanos.

Jeanne Villepreux-Power (1794-1871) dejó atrás sus raíces humildes en la Francia rural para probar fortuna en París como modista. Trabajando en el vestido de novia de una dama de la realeza, Jeanne encontró su príncipe azul con el que vivió su propia aventura en una isla del Mediterráneo. Allí, Jeanne encontró otra de sus grandes pasiones: la naturaleza, y desarrolló su actividad científica, estudiando la flora y fauna de Sicilia y dedicando gran parte de sus investigaciones a la observación de la vida acuática. Su devoción por el trabajo le llevó a inventar el acuario, por lo que será siempre recordada en el mundo de la biología marina.

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Retrato de Jeanne Villepreux-Power

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Concha de Argonauta argo exhibida en el Museo Fernbank de Historia Natural en Atlanta, USA

J

LOS COMIENZOS eanne Villepreux fue la hija mayor de un humilde zapatero del pueblecito de Juillac, Pierre Villepreus y su mujer Jeanne Nicot. Nació el 25 de septiembre de 1794, una época en la que Francia había sido arrasada por la Revolución y el reinado de terror de Robespierre enviaba a miles de personas a la guillotina. Sin embargo, Jeanne vivió una infancia tranquila creciendo en el campo. Su educación fue muy básica, limitándose poco más que a aprender a leer y a escribir.

Jeanne abandonó su pueblo natal a los 18 años para ir a París, haciendo el trayecto desde Juillac, unos 400 kilómetros, a pie. Una vez en la capital, Jeanne empezó a trabajar como asistente de una modista de la alta sociedad francesa. A pesar de su humilde posición, Jeanne comenzó a ser conocida tras realizar el vestido de novia de la futura Duquesa de Berry, una princesa siciliana que se casó con un sobrino del rey Luis XVIII en 1816. Gracias a su diseño nupcial, Jeanne conoció a un rico noble inglés, James Power.

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La pareja se casó en 1818 en Messina, Sicilia, instalando allí su residencia durante más de 20 años.

OBSERVANDO LA VIDA MARÍTIMA Poco después de su matrimonio, Jeanne Villepreux-Power empezó a demostrar su interés por la historia natural. Aprendió de manera autodidacta y viajó por toda la isla observando, registrando y describiendo toda su flora y su fauna, recogiendo minerales, fósiles, distintas especies de mariposas y conchas. Sin embargo, Jeanne estaba fascinada por la vida animal y se sentía tan especialmente atraída por las criaturas acuáticas que buscó la manera de poder estudiarlas más de cerca.

Jeanne Villepreux-Power centró sus estudios en los moluscos y dedicó gran parte de su trabajo al cefalópodo Argonauta argo. Fue la primera persona en descubrir cómo esta criatura fabrica su concha recubriéndose a sí mismo en lugar de obtenerla de otro animal, como se pensaba, y cómo se reproduce.

Cuadro de Anne Lan en homenaje a Jeanne Villepreux-Power

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Ilustración de Argonauta argo

Sus investigaciones sobre esta especie le reportaron un gran prestigio y fueron las responsables de su gran avance científico: la invención del acuario.

Con el objetivo de observar la vida acuática de las especies debajo del mar, ideó tres tipos diferentes de acuarios: el primero, de cristal y muy parecido a los que podemos encontrar en la actualidad, lo utilizaba en su propio estudio; otro, también hecho de cristal pero rodeado de una rejilla para ser sumergido en el mar y estudiar pequeños moluscos; y el tercero, una especie de jaula para grandes moluscos, que podía ser anclado a una profundidad determinada.

PUBLICACIONES, NAUFRAGIOS Y VUELTA AL HOGAR En 1839, Jeanne Villepreux-Power publicó su primer libro “Observations et expériences physiques sur plusleurs animaux marins et terrestres” con los resultados de sus experimentos. Tres años después apareció su segundo libro “Guida per la Sicilia”, que ofrecía una detallada descripción medioambiental de la isla. En 1995 la Sociedad Histórica de Messina volvió a publicar esta obra.

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En ella no sólo se describe la naturaleza de Sicilia, sino que Jeanne hace algunas sugerencias para su conservación. También sentó las bases de la acuicultura de la región, recomendando la repoblación de los ríos con peces capturados y alimentados hasta alcanzar el tamaño suficiente para ser introducidos en las aguas.

Jeanne Villepreux-Power y su marido dejaron Sicilia en 1843 y desde entonces dividieron su tiempo entre París y Londres. Por desgracia, en uno de los viajes, el barco que trasportaba la mayor parte de la colección de Jeanne, anotaciones y dibujos, naufragó camino a Londres, destruyendo todos estos trabajos.

Después de este desastre, Jeanne abandonó sus investigaciones, aunque siguió escribiendo y publicando.

Durante cuatro meses, París fue sitiada en el invierno de 1780 a 1781 por la armada de Prusia, que intentó matar de hambre a la ciudad para conseguir su rendición. Este hecho hizo a Jeanne huir de la capital y volver a su hogar natal en Juillac. Poco después, falleció.

Fotografía de Argonauta argo

LOGROS CIENTÍFICOS La mejor herencia que dejó Jeanne VillepreuxPower a la biología marina fue la invención del acuario, aunque la observación sistemática de los animales contribuyó a mejorar su legado, a pesar de que gran parte de su material de investigación se encuentra literalmente bajo el agua.

Desde 1832, Jeanne fue la única mujer miembro de la Academia de las Ciencias Naturales de Catania y además fue miembro corresponsal de otras 17 academias, incluida la Sociedad Zoológica de Londres.

Durante más de un siglo después de su muerte, Jeanne Villepreux-Power ha sido tremendamente olvidada, sin embargo, recientemente su trabajo ha sido redescubierto y en 1997 un cráter de Venus fue bautizado con su nombre.

Fuentes: -

‘Women in Science’. European Commis-

ion. Directorate General of Research.

-

“Jeanne Villepreux-Power”. Encyclopedia

Britannica.

-

Wikimedia Commons.

-

Women rock science

Patricia Rodriguez

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Los chivatos moleculares señalan el camino de la enfermedad Por Carlos Romá-Mateo (@DrLitos)

L

a evolución de la medicina y sus estrategias, tanto diagnósticas como de tratamientos, ha avanzado siempre pareja al nivel de conocimiento respecto al cuerpo humano y sus mecanismos. Desde el principio de su historia, la medicina se ha basado en descripciones y observaciones minuciosas que han ido profundizando en nuestro organismo, pasando del sistema al órgano, del órgano a la célula, y de la célula a las moléculas. Tras desentrañar cómo funciona el material genético y establecer la relación entre los genes y las proteínas, diseccionar las estructuras celulares y desvelar la función de cada una de ellas, la moderna biología molecular ha proporcionado las claves para entender cómo determinado fallo puede dar lugar a una patología concreta.

El colofón de esta estrategia de disección podría considerarse el conocer la secuencia completa del genoma humano: en el extremo más utópico, este conocimiento permitiría establecer relaciones inequívocas y unívocas entre cada uno de nuestros genes, las proteínas que producen, y las funciones que éstas realizan. Teniendo este catálogo a nuestro alcance, sólo tenemos que ir subiendo en la escala para asociar cada fallo orgánico a un defecto en este mapa genético, y trabajar de manera focalizada para corregirlo.

Lamentablemente, la realidad es mucho más compleja.

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No, esto no es un biomarcador.

Sin embargo, no vamos a hablar de esto hoy. Vamos a asumir que esta utopía algún día dejará de serlo, pero mientras los estudios del genoma, los genes que contiene, las interacciones entre ellos y su regulación particular siguen avanzando a pasos agigantados, el conocimiento molecular de la vida nos proporciona otra forma particularmente curiosa de analizar, desde una perspectiva muy específica y detallada, cualquier enfermedad. Se trata de una perspectiva relacionada con el diagnóstico, apoyada en conocimientos moleculares de última generación y capaz de producir herramientas clínicas de gran utilidad, pese a no disponer en muchos casos de una explicación exacta de por qué funcionan. Se trata de los biomarcadores.

No me llames chivato, llámame biomarcador

En términos generales, un biomarcador puede definirse como un parámetro biológico susceptible de ser medido, y cuya variación correlaciona con la progresión de determinado proceso biológico. En el contexto de la biomedicina, un biomarcador puede ser cualquier elemento susceptible de ser detectado y cuantificado, y cuya presencia o cantidad tenga una relación estrecha con el desarrollo de un estado patológico.

Para entendernos: los biomarcadores son, por un lado, chivatos que avisan de una situación anómala. Por otro lado, son soplones, informadores infiltrados en el organismo que proporcionan valiosísima información sobre los próximos pasos en el progreso de la enfermedad. A veces estos chivatos son constituyentes del propio organismo que aparecen en un lugar que no les corresponde; en otras ocasiones, lo que está fuera de lugar es que aparezcan en una cantidad anómala.

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Un buen ejemplo sería la glucosa: en sí misma, es una molécula biológica con determinadas funciones y presente en diversos lugares del organismo, tanto fuera como dentro de las células; pero pensemos en los niveles de glucosa en sangre como una medida que puede indicar que una persona sufra hiperglucemia (una subida de azúcar), y de alargarse esta circunstancia en el tiempo, podría ser un indicador de diabetes. En este caso, la glucosa nos está sirviendo como un biomarcador, que además podemos utilizar como referencia a la hora de aplicar un tratamiento. Al administrar insulina, los niveles de glucosa deberían bajar.

El azúcar puede servirte a ti para endulzar tu vida y tu café, y al médico para ver si tienes diabetes (fuente: ABC.es)

A la hora de intentar usar los biomarcadores como una forma de anticiparse a las enfermedades, suele buscarse sustancias cuya mera presencia ya sea indicadora de que algo anda mal en los alrededores.

En este caso podríamos poner como ejemplo las células del sistema inmunológico, y las sustancias que secretan.

Cuando tus anticuerpos veas aumentar…

S e puede saber mucho acerca de una infección antes de que se manifieste externamente, sólo analizando el tipo de anticuerpos mayoritario

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circulando por la sangre de una persona (recordemos el ejemplo de las mujeres embarazadas y la toxoplasmosis, que vimos en este artículo).

Los microARNs están formados por una única cadena, a diferencia del famoso ADN. En esta imagen, el microARN verde se asocia específicamente a una hebra de ARN mensajero (del tipo que contiene información genética que dará lugar a una proteína) produciendo que la maquinaria molecular correspondiente produzca la degradación de esta; es decir, que las bolitas se unan a aquello que marca el microARN y lo hagan trizas (Fuente: Labtimes.org)

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En otros casos, los médicos se encuentran con pacientes que muestran síntomas peculiares o difíciles de explicar: un análisis a nivel molecular puede mostrar presencia de elementos del sistema inmunológico que reaccionan contra estructuras del propio paciente, dando la voz de alarma y poniendo el punto de mira en los trastornos autoinmunes. Esta es la ventaja a la que nos referíamos de los biomarcadores como herramienta diagnóstica: consiguen que vayamos más allá de las apariencias externas y lleguemos lo antes posibles a la auténtica raíz del problema.

En vez de andar buscando algún factor ambiental externo que pueda estar afectando al paciente y produciendo determinados síntomas, los esfuerzos se centrarán en analizar detalladamente su sangre y los parámetros que delatan enfermedades autoinmunes: en algunos casos, se podrá aplicar un tratamiento específico, como es el caso de algunas terapias moleculares que se utilizan para reducir las consecuencias de la artritis reumatoide, y que tienen mucho éxito en algunos pacientes.

Pero además del diagnóstico, la ventaja para el seguimiento de la enfermedad es fundamental. Si se aplica un tratamiento crónico al afectado, el seguimiento de cómo disminuyen esos mismos biomarcadores que delataron el problema es crítico para saber si el tratamiento está siendo efectivo o no. La búsqueda de biomarcadores específicos es un auténtico reto, pues muchas enfer medades autoinmunes presentan síntomas

parecidos tanto a nivel externo como molecular.

Al desconocerse muy a menudo la auténtica causa del trastorno, es crítico poder conocer lo mejor posible la forma en que se manifiesta, para poder aplicar un tratamiento lo más personalizado posible.

Soplones de última generación Como decíamos, casi cualquier sustancia puede considerarse un biomarcador. Hoy en día están siendo muy estudiadas unas pequeñas moléculas llamadas microARNs. La mayoría de lectores asociará el ARN (nombre completo: ácido ribonucleico) con el proceso de transcripción y traducción de la información genética, actuando como intermediario desde el ADN hasta las proteínas. Pero en los últimos años se ha descubierto que una importante cantidad de moléculas de ARN no codifican ninguna información, sino que se encargan de regular la información contenida en otros genes. Algunas de estas moléculas de ARN son de muy pequeño tamaño, pero los gigantescos avances en técnicas de secuenciación (las mismas técnicas que permitieron leer al completo la secuencia contenida en el genoma humano) permiten a un coste relativamente asumible y en una cantidad de tiempo razonable, identificar la presencia de microARNs concretos en determinado tejido. Esto ha permitido descubrir que la cantidad y variedad de microARNs en cada zona del organismo tiene relación con un programa genético concreto, y por lo tanto, ya se va estableciendo una correlación muy reveladora entre la presencia o ausencia de ciertos microARNs y el desarrollo de determinadas patologías. Por si estos datos no fuesen lo bastante prometedores, se empieza a comprobar que también existen microARNs circulantes, que viajan por la sangre sin que se sepa a ciencia cierta cómo está regulado su viaje ni cómo consiguen llegar a controlar de manera fina y concreta la expresión de los genes en zonas lejanas del organismo. Pero por el momento, el poder detectarlos e identificarlos (al secuenciar estas moléculas, podemos asignar a cada una su propia “matrícula” única e intransferible) puede ser una forma sencilla, muy poco invasiva (una mera extracción de sangre bastaría) y reproducible de prever y anticipar los síntomas irreversibles de enfermedades tan incurables a fecha de hoy como el Parkinson.

Aún nos faltan muchas piezas del rompecabezas para entender la relación entre estos pequeños chivatos y las enfermedades que delatan; pero por el momento, y aunque se va a seguir intentando unir todas las piezas (quién sabe, la manipulación de los microARNs o entender por qué están ahí, pueden ser hitos claves en la comprensión de muchas enfermedades), mientras las correlaciones estrechas y reproducibles entre uno y otro factor sigan pudiéndose medir, tendremos una herramienta de gran utilidad para ir más allá de lo que se podría analizar a simple vista, observando alteraciones en tejidos o síntomas muy secundarios a las causas reales. Como en tantos otros campos, el análisis molecular supone una visión más profunda, pero complementaria: sólo puede ser eficiente combinándola con el conocimiento médico acumulado previamente. Dicen que el reto de la nueva biología no será la obtención de datos, sino la clasificación y manejo de unas cantidades de datos ingentes que las nuevas tecnologías están facilitándonos a un ritmo vertiginoso. Esto no deja de ser cierto en la biomedicina actual, donde poco a poco vamos siendo capaces de obtener una cantidad asombrosa de información específica en cuanto a genes alterados, moléculas circulantes, y alteraciones metabólicas sutiles pero relevantes, todo ello en un mismo paciente. El poder obtener todos estos datos de forma rápida, barata y automatizada, junto con la capacidad de analizarlos debidamente en poco tiempo, sentará las bases para una medicina personalizada. A partir de ahí, diagnósticos inequívocos, tratamientos enfocados y sin ramificaciones indeseadas, y un seguimiento riguroso desde la misma base de las alteraciones en la raíz de la enfermedad, darían forma a la utopía de la que hablábamos al principio. Con unos cuantos años más de investigación y desarrollo tecnológico, puede que no estemos lejos de ver cómo se convierte en una realidad.

Mientras tanto, tendremos que seguir recorriendo las esquinas más recónditas y las barriadas más conflictivas de nuestro organismo, en busca de esos informadores fortuitos que nos señalan el camino.

Carlos Romá-Mateo Fuente de la imagen de portada: Sneakhype

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BOTELLAS EN EL OCÉANO CÓSMICO Por Antonio Martín (@antoniomartinr)

Hubo un tiempo en el que enviamos señales al exterior para que nos encontraran

IMAGEN: Kepler 186b. Fuente: NASA

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En la primera mitad del año 2014 se ha confirmado la existencia de 761 exoplanetas. Ya se conocen un total de 1.807. Es el mejor año en la detección y confirmación de nuevos mundos. Los astrónomos están desarrollando, desde que en 1989 se describiera el primer planeta fuera de nuestro sistema solar, una carrera de descubrimientos apasionante.

Este año, además, hemos sabido que uno de esos exoplanetas, llamado Kepler-186f, es el más parecido a la Tierra en cuanto a tamaño y energía recibida de su estrella. La búsqueda de vida extraterrestre avanza por el camino de hallar planetas habitables para después determinar los habitados. Hace unas décadas, además de buscar, nos dedicamos a enviar señales al exterior, confiando que fueran otros los que nos encontraran.

El rastreo de nuevos planetas habitables tiene un sentido muy profundo: saber si estamos acompañados en el universo. “En la búsqueda de vida extraterrestre, la mayor posibilidad de encontrarla es que sea microbiana. No hay que olvidar que la mayor parte de la historia de la vida en la Tierra ha estado presidida por este tipo de organismos”, comenta Manuel Vázquez Abeledo, investigador en el Instituto de Astrofísica de Canarias. No en vano, en la evolución de la vida terrestre, desde los primeros organismos vivos unicelulares (hace de 3.800 a 3.500 millones de años) a la explosión de vida cámbrica en la que aparecieron ya seres multicelulares y formas de vida más variadas y especializadas (entre 542 y 530 millones de años antes del presente) pasaron prácticamente 3.000 millones de años. La vida compleja en la Tierra comprende sólo una sexta parte, la última, de toda su historia evolutiva.

Por eso, para encontrar vida, primero hay que hallar lugares que puedan albergarla.

En lo que llevamos de siglo, han pasado cosas relevantes en la detección de nuevos mundos.

En 1999, se conocían sólo una treintena de planetas asociados a otras estrellas. Ahora, y con una gran aportación por parte del telescopio espacial Kepler, hay entre 1.737 (según el recuento la Nasa)1 y 1.807 (según el Observatorio de París)2 confirmados y otros 3.000 esperando serlo. Las confirmaciones se suceden tan deprisa que ambos organismos ofrecen datos algo diferentes. Posiblemente, cuando el lector llegue a estas líneas, la cifra habrá aumentado.

No sólo se han detectado exoplanetas con cada vez más frecuencia, sino que además sabemos que algunos de ellos están en una zona denominada de habitabilidad. Esta franja viene determinada por la posibilidad de que el agua esté en estado líquido de manera estable, ni muy cerca de la estrella para no encontrarla en forma de vapor, ni muy lejana en que esté en estado sólido.. La zona de habitabilidad depende también del tamaño y de la edad de la estrella. Este anillo presupone que el disolvente necesario para el desarrollo de la vida es el agua, y no otro.

1 http://planetquest.jpl.nasa.gov 2 http://exoplanet.eu

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IMAGEN: Radiotelescopio de Arecibo. Fuente: James Perker

Vázquez Abeledo es más optimista en la búsqueda de vida extraterrestre microbiana que de otro tipo. “Hay una posibilidad mayor de la detección de microorganismos que de otras formas de vida”, apunta. “La vida compleja, como las plantas y los hongos, es menos frecuente, más rara. Y más aún la vida inteligente. En nuestro planeta, sólo una especie, la nuestra, ha propiciado un desarrollo tecnológico”, añade Vázquez Abeledo. En todo caso, el investigador considera que en esta década se pueden producir avances en el estudio de planetas extrasolares y que en la próxima se puede empezar a discernir qué planetas son habitables y cuáles están habitados.

Por ello, los esfuerzos actuales en esta materia se centran más en el

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descubrimiento de pistas de vida microbiana que en otras formas más complejas. Entre nuestros astros vecinos las expectativas están puestas en Marte, en la luna de Júpiter Europa y en los satélites de Saturno Titán y Encélado. Fuera del sistema solar, en encontrar una exotierra lo más parecida posible a la nuestra. “La comunidad científica prefiere centrar sus esfuerzos y recursos en la búsqueda de este tipo de vida”, explica el físico del IAC.

Hay que tener en cuenta algo. La existencia de vida inteligente no conlleva necesariamente el desarrollo de una tecnología que permita la exploración y la comunicación espacial.

Desde los primeros homínidos hasta hace unos sesenta años, cuando iniciamos la carrera espacial, así éramos los humanos.

Escuchando señales Estamos empezando a explorar el universo, cómo se compone y si está o estuvo habitado o no por otros seres, además de los de la Tierra. Respecto a la posibilidad de que exista vida, nos encontramos en una dicotomía. El escritor y divulgador Arthur Clarke lo definió así: “Sólo hay dos posibilidades, que estemos solos o no. Y no sé cuál de las dos es más aterradora”. Demostrar que estamos solos se antoja una aventura casi imposible: hay miles de millones de galaxias con miles de millones de estrellas en el universo observable. Es lógico pensar que estén acompañadas por planetas orbitando a su alrededor y que en algunos de estos planetas existan condiciones similares a las que existieron en la Tierra para que la materia orgánica pasara a ser un ser vivo.

En la búsqueda de la vida extraterrestre inteligente, hubo una etapa en la que se desarrollaron importantes proyectos de investigación. En los años 70, la NASA propició una serie de investigaciones bajo el acrónimo de SETI (Search for ExtraTerrestrial Intelligence).

Sin embargo la agencia estadounidense retiró la financiación a SETI y tuvo que buscar financiación privada.

Para la búsqueda de señales artificiales de otros planetas, se ha optado por dos métodos. Uno es pasivo y consiste básicamente en escuchar los mensajes que otras civilizaciones hayan podido enviar. El otro es activo, y se trata en salir en la búsqueda de esa vida.

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IMAGEN: Un operario inserta el disco de oro en la Voyager 1. Fuente: NASA

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En el primer caso, para captar las emisiones dejadas en el espacio por una civilización extraterrestre, sería necesaria la existencia no sólo de vida inteligente, sino tecnológicamente avanzada.

Además, como no podemos esperar la existencia de este tipo de vida en nuestro sistema solar, tenemos que esperar señales un sistema de comunicación interestelar. Esto condiciona la forma en la que tendrían que comunicarse con otras civilizaciones.

Carl Sagan afirmaba que esa tecnología a emplear debería estar basada en un método económico, rápido y visible para cualquier otra civilización, fuera cual fuera su nivel de desarrollo. Llevamos empleando esa tecnología desde hace unos años y, curiosamente, emitiendo información al exterior a través de ella de forma involuntaria: se trata de las ondas de radio. Con el fin de captar mensajes interestelares y para otros objetivos, hemos construido inmensos radiotelescopios. El mayor se inauguró recientemente, en 2013, en el desierto de Atacama (Chile).

Se llama ALMA y sus antenas son capaces de captar ondas de radio milimétricas y submilimétricas.

Ni que decir tiene que aún no hemos detectado una señal de radio de una fuente no natural. Sin embargo, en 1977, una anomalía nos dio un susto. El radiotelescopio de la Universidad del Estado de Ohio (Estados Unidos) detectó durante unos segundos una señal diferente al ruido de fondo. El operario que estaba allí, un profesor universitario llamado Jerry Ehman, anotó “Wow” en el papel donde aparecía impresa en caracteres alfanuméricos. La señal Wow no se repitió. Bien pudo proceder de la Tierra o de un satélite artificial que pasara, en esos momentos, por la zona de rastreo del radiotelescopio.

Enviando mensajes Sin embargo, el ser humano es un animal inquieto y, cuando ha podido, ha salido a explorar. Nuestro afán por aprender más del cosmos nos ha llevado a explorar nuestro sistema solar tanto con vehículos robotizados como por nuestro pie, por ahora sólo en nuestra cercana Luna. También a enviar sondas y mensajes espaciales fuera de nuestro sistema.

Tal es el caso de las sondas Pioneer 10 y 11 y Voyager 1 y 2. Por si en un futuro se toparan con civilizaciones extraterrestres, las primeras portan una placa en la que hay una representación realista de un hombre y una mujer a escala de la propia sonda, la ubicación del Sol respecto a los púlsares más cercanos y el origen de la propia sonda,

la Tierra, y su ubicación respecto al Sol y su sistema, con la representación de todos los planetas. La placa contiene la linda anacronía, para el ser humano del siglo XXI, de considerar a Plutón como un planeta más. Las Voyager, por su parte, portan un disco de oro cada una. En ellos se grabaron saludos en 198 lenguas; 116 fotografías de la flora y la fauna, de la bioquímica básica de los seres vivos y de la anatomía humana, así como de construcciones significativas de nuestra civilización; músicas, como una canción de Chuck Berry o una composición de Stravinski; o sonidos de la naturaleza en nuestro planeta: truenos, cantos de grillos, un saludo de las ballenas. En la cubierta, vuelve aparecer la ubicación del Sol respecto a los púlsares e instrucciones para la lectura del disco. Las Pioneer y las Voyager están destinadas a viajar por el espacio interestelar durante miles de años camino de estrellas próximas. En el caso de la Voyager 1, en 2013 se convirtió en el primer objeto humano en salir del sistema solar.

Carl Sagan, quizá el astrofísico más famoso de todos los tiempos, estuvo detrás de ambas iniciativas y convenció a la NASA de incluir en las sondas esta información, estas “botellas lanzadas al océano cósmico”, como las denominó. Era unos de los proyectos SETI para contactar con civilizaciones extraterrestres. Otro fue enviar una señal al universo.

En 1975, se utilizó el radiotelescopio de Arecibo (Puerto Rico, Estados Unidos), para enviar una señal al cúmulo globular M13. En este caso se tardarán 52.000 años en conocer si hay retroalimentación en la comunicación (26.000 de ida y 26.000 de vuelta, si alguien recibe la señal y decide responderla), aunque el mensaje fue más bien una demostración a la sociedad de los avances en astronomía y astrofísica.

El mensaje de Arecibo era una pictografía que contenía un código binario para interpretarlo y la representación del número de átomos del nitrógeno, carbono, hidrógeno, oxígeno y fósforo, la estructura química del ADN y un dibujo y número de sus nucleótidos, un dibujo de un ser humano, la posición de la Tierra en comparación con el Sistema Solar (de nuevo aparecía Plutón como noveno planeta) y la representación del radiotelescopio emisor.

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Dificultades El envío de sondas y señales al exterior, el establecimiento de estos canales de comunicación, plantea no pocas dudas éticas. Es fácil suponer que si existiera una civilización tecnológica que captara esas señales, estaría más avanzada de lo que estamos nosotros ahora. No en vano, llevamos unas sólo décadas explorando el Sistema Solar. ¿Por qué iban a tener interés en nuestros mensajes? ¿Tendrían intenciones amistosas? También plantea dudas en cuanto a la duración de una civilización tecnológica como la nuestra… o la receptora. ¿Estaremos en el mismo sitio cuando envíen el acuse de recibo? ¿Habremos llegado a tiempo, o llegaríamos demasiado pronto para que en un mundo con vida se hubiera desarrollado una civilización tecnológica?

Hay que tener en cuenta que si alguien enviara en tiempos de Napoleón una señal de radio a la Tierra, no habríamos sido capaces de captarla. Las inmensas distancias del cosmos juegan en nuestra contra. También nuestra capacidad de entendimiento. Si captamos algún día una señal, ¿la sabremos interpretar? La comunicación interestelar es, sin duda, más compleja y lenta que mandar un mensaje de texto con el móvil.

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“En la inmensidad del cosmos debe de haber otras civilizaciones mucho más antiguas y avanzadas que la nuestra. ¿No deberían pues, habernos visitado? ¿No debería haber de vez en cuando naves extraterrestres en nuestro cielo?”. En 1980, Sagan se hacía esta pregunta en su serie televisiva Cosmos.

En aquellos momentos, el fenómeno OVNI era una verdadera moda y Sagan lo desmitificaba en aquel capítulo. La falta de pensamiento crítico y la confianza en el pensamiento mágico aún sigue presente en nuestra sociedad. Por eso, los OVNIS aún siguen perteneciendo a nuestro imaginario colectivo. Sabemos que el universo está lleno de materia orgánica y, quizá haya vida. Sería magnífico que hubiera otras civilizaciones para desprendernos de esta sensación de soledad universal, de excepcionalidad, que envuelve a toda la vida en la Tierra. Sin embargo, antes de conocer nuevos planetas habitados, quizá debamos saber cómo se produjo el salto de materia orgánica a ser vivo en nuestro pequeño planeta azul. Es la otra gran pregunta que nos atosiga junto a la de si estamos solos o acompañados: cómo se produjo la vida, nuestra vida. “En todo caso, todo hace pensar que la vida es otro paso en la evolución de la materia en el universo”, señala Vázquez Acebedo. Y quizá, las respuestas a ambas preguntas trascendentales estén interconectadas.

Antonio Martín

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LOS CRITERIOS DE CONSERVACIÓN Y EL DILEMA DE LA PROTECCIÓN DE ESPECIES Por Sergi Vila de Vicente (@LetsTalkCiencia)

IMAGEN: Ejemplo de especie bandera: el lince ibérico (Lynx pardinus).

Fuente: José María Álvarez

“Ellos, y todos los animales silvestres según sus especies, y todos los animales domesticados según sus especies, y todo reptil que se arrastra sobre la tierra según su especie, y toda ave según su especie, y todo pájaro de toda especie.”

Estos versos pertenecen al capítulo 7 del Génesis referidos al Arca de Noé y al Diluvio Universal. La historia de este personaje es la inspiración para el “principio de Noé”: la necesidad moral que tiene el hombre de proteger todas y cada una de las especies del planeta (muchas de ellas amenazadas por sus actividades y algunas extinguidas por su culpa).

La diferencia más grande con el relato bíblico es que en la realidad es imposible proteger todas las especies, teniendo en cuenta que hay más de un millón de ellas ya descritas, a las que hay que sumar las que se van descubriendo y las que nunca se descubrirán oficialmente. Aun así, es una fuerza imperativa del hombre intentar proteger al máximo posible. Teniendo en cuenta esto, es prioritario centrarse en esas especies que corren más riesgo de desaparecer, esas que están amenazadas o en peligro de extinción.

Todas las especies, incluidos nosotros, tienen una función en su hábitat, en su ecosistema y en el planeta. Todas ellas se relacionan formando una red muy compleja de interacciones. El hecho de que estas relaciones se vayan rompiendo, debido a las extinciones e impactos que causamos, es un daño muy grave. Cuanto menos densa es la red, más frágil y más sensible será a las perturbaciones, de manera que cualquier impacto tendrá un efecto mucho más dañino, con una recuperación más lenta.

La desaparición de especies concretas (como pueden ser las abejas, con su función de polinización) podría acarrear consecuencias desastrosas económicas para el hombre y la industria alimentaria. Nuestra salud, la estabilidad del clima, la salubridad de nuestras aguas y la resistencia de los suelos a la erosión son sólo algunos ejemplos de hasta qué punto dependemos de la buena salud de los ecosistemas.

Hace muchos años que distintas organizaciones no gubernamentales están haciendo esfuerzos para proteger a todas las especies, principalmente las amenazadas. IUCN (International Union for Conservation of Nature), CI (Conservation International), WWF (World Wildlife Fund), NatureServe y TNC (The Nature Conservation) han llevado a cabo unas labores muy destacables (Cuadro 1). También han contribuido los gobiernos de ciertos países, como Estados Unidos, Nueva Zelanda y la Unión Europea en su conjunto.

Una de las actividades habituales es redactar listas de especies que se deben proteger (Cuadro 2), listados que, sin embargo, no implican la creación de proyectos de conservación (sólo las Directivas Hábitats y Aves de la Unión Europea, explicadas en el Cuadro 3, tienen este tipo de consecuencias), aunque sí que sirven como un apoyo fundamental para empezar a crearlos.

CRITERIOS CLÁSICOS Para la confección de una lista de especies protegidas se siguen un conjunto de criterios estrictos que, delimitados por los conocimientos científicos que se tienen de las especies (principalmente biológicos y ecológicos) permiten distribuirlas en unas categorías u otras según su estado, y de esta forma otorgar prioridad a las que más lo necesitan. No todas usan las mismas categorías, pero a la práctica son equivalentes y permiten la misma protección. Algunos de los criterios usados más habitualmente son: 2014 | NO. 16 | JoF | 61

IUCN – Lista Roja: es el listado de especies y su grado de amenazas más extendido de todos.

Las primeras se iniciaron en 1963 y actualmente tiene un rol muy importante en las actividades de conservación de gobiernos, ONGs e instituciones científicas. Actualmente contiene más de 60.000 especies evaluadas, de las cuales casi 20.000 están amenazadas. Tanto las listas como los criterios se actualizan periódicamente.

CI – Mapa de hotspots: Conservation International empezó a usar el término de hotspot (creado por Norman Myers en 1988) como línea de trabajo en 1989. El primer mapa se creó en 1990, por parte del mismo Myers, y desde entonces se ha ido actualizando. El mapa más actual contiene 34 zonas, una de las cuales es la Cuenca Mediterránea.

WWF – Proyectos de conservación: Creada en 1961, ha llevado a cabo muchos proyectos (más de 12.000 sólo desde 1985) alrededor de todo el planeta para las especies y sus hábitats. Sus iniciativas han ido enfocadas a la conservación de especies que van desde el rinoceronte negro al tigre, pasando por otros programas más amplios destinados a la protección de los bosques húmedos tropicales, la lucha contra el tráfico de especies o estrategias para el desarrollo sostenible. En España, su mayor logro fue la protección de Doñana.

Unión Europea – Red Natura 2000: es una red de áreas protegidas definida por la Directiva Hábitats y Aves, formada por los LICs (Lugares de Importancia Comunitaria) y las ZEPAs (Zonas de Especial Protección para las Aves) , y operativa desde 2004. En 2007, había 4617 ZEPA (454.723 km2 de superficie) y 20862 ZEC (560.445 km2) dentro de la Unión Europea. En España, la red Natura 2000 comprende una superficie de casi 150.000 km2, con 1.446 LICs y 595 ZEPAs.

CUADRO 1.

EJEMPLOS DE LABORES DE LAS ORGANIZACIONES E INSTITUCIONES

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• Tamaño de la población (principalmente se tienen en cuenta los individuos adultos): una especie con menos individuos es más probable que desaparezca que una especie con mayor número.

• Área de extensión y su estructura (localizaciones, ocupación, abundancia, fragmentación, aislamiento): un área grande permite que haya más individuos, pero si está fragmentada impide su movimiento, de manera que este aislamiento aumenta la probabilidad de desaparecer, sobre todo si no ocupan todo el espacio disponible y si no son abundantes.

• Tendencias de la población (disminuciones, fluctuaciones): una especie que aumenta su número con el tiempo tiene un riesgo mucho menor a desaparecer que una que lo disminuya. Las fluctuaciones extremas en la población, por ejemplo, si la dependencia del clima es muy grande, afectan negativamente porque en una disminución demográfica acusada podrían quedar muy pocos individuos o ninguno.

• Probabilidad de extinción (predicciones a corto y largo plazo): una especie amenazada pero que se mantiene estable necesita una acción menos urgente que aquella que está a punto de desaparecer.

• Amenazas (grado, impacto, causas): la presión que ejerce sobre la especie varía mucho y no necesariamente pone en riesgo su supervivencia, a veces solamente provoca una disminución de la población hasta un punto concreto.

Estos criterios se basan en aspectos concretos de las especies, pero también se usan criterios basados en los ecosistemas y hábitats para proteger a las especies que hay en ellos (como los hotspots o las directivas de la Unión Europea), principalmente:

IMAGEN: El conejo (Oryctolagus cuniculus) es una especie clave: aunque no se encuentra directamente en peligro (la IUCN la considera “casi amenazada”, NT), su conservación es importante porque de ella dependen muchas otras. Fuente: F. Castellanos

• Reducción del hábitat: la pérdida de hábitat es un factor de riesgo de extinción, ya que reduce el área de extensión de la especie, así como su alimento.

• Grado de conservación de los elementos relevantes para las especies: algunas especies necesitan unos elementos indispensables para su supervivencia, como márgenes de ríos con mucha vegetación o arbustos en la base de los bosques para criar.

• Número de endemismos, grupos taxonómicos singulares y rarezas: es decir, especies o grupos de especies únicas del hábitat o ecosistema a proteger.

La aplicación de estos criterios es compleja. En numerosos casos la ausencia de conocimiento de las especies y hábitats

implica el uso de estimaciones, inferencias y proyecciones a la hora de valorar los criterios, añadiendo cierta incertidumbre a las categorías.

Por suerte, a medida que se conocen mejor las especies se define mucho mejor su estado. Por este motivo son muy importantes los estudios sobre la biodiversidad.

CRITERIOS COMPLEMENTARIOS Estas categorías, sin embargo, pueden complementarse con otros criterios que no siempre se tienen en cuenta, como la singularidad genética, la adaptación al movimiento y la valorización económica. La singularidad genética es parecida al criterio basado en endemicidad y grupos singulares, pero la diferencia es que se centra en la especie y su protección, no en la protección de una zona concreta (aunque en la práctica el resultado es casi el mismo).

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IMAGEN: Ejemplo de Singularidad GenĂŠtica: picozapato (Balaeniceps rex). Fuente: Parkerman & Christie.

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IMAGEN: El oso pardo (Ursus arctos), ademรกs de ser una especie amenazada, se puede considerar una especie paraguas, pues garantizando su supervivencia estamos beneficiando a muchas otras especies. Fuente: Josu P.

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Riesgo bajo: preocupación menor (LC) y casi amenazado (NT) Amenazadas: vulnerable (VU), en peligro (EN) y en peligro crítico (CR) Extintas: extinto en libertad (EW) y extinto (EX) Otras categorías: datos insuficientes (DD), no evaluado (NE)

CUADRO 2.

EJEMPLO DE LISTADO: CATEGORÍAS DE UNA LISTA ROJA DE LA IUCN

La adaptación al movimiento se refiere a esas especies con mayor capacidad de migrar debido al cambio climático, siendo capaces de sobrevivir.

En lo que respecta a la valorización económica, para mí es uno de los criterios con más potencial, aunque también el más polémico. La cuestión no es tanto dar un valor a una especie o un hábitat en sí, sino crear un valor generado por su protección, sobre todo a nivel de economía local.

Se sabe que cuando se implica a la población local en la gestión de una zona protegida y sus recursos (de manera que su protección tenga un impacto positivo en la sostenibilidad económica del área) esta población es más proclive a cooperar.

VALORES POTENCIALES Aun teniendo en cuenta todos estos criterios, hay veces que se podrían protegen especies sin abordarlas directamente.

La posibilidad de proteger de forma indirecta un conjunto de especies a partir de otra distinta tiene gran potencial en la biología de la conservación.

Este es el caso del uso de especies sucedáneas (surrogate species en inglés) como indicadores biológicos. Estas especies son usadas con distintos fines: desde señalar cambios ambientales o poblacionales hasta atracción del público para proyectos de conservación; sirviendo en general para evaluaciones parciales o totales de sistemas ecológicos.

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IMAGEN: Ejemplo de especie amenazada: tortuga mediterránea occidental (Testudo hermanni hermanni). Cedida por el Centre de Reproducció de Tortuga de l’Albera (CRT l’Albera). La subespecie, presente en España, está designada como Amenazada (EN) por la Lista Roja de la IUCN.

El reconocimiento de estos indicadores permite tener un motivo para proteger áreas de una manera más asequible, ya que la atención que reciben se traduce en consecuencias positivas para la conservación de todo el sistema. Las especies sucedáneas se dividen en cuatro categorías: • Especies indicadoras: sirven para estimar características de ciertas especies o condiciones ambientales cuando es complicado o costoso medirlas directamente.

• Especies paraguas: necesitan grandes extensiones para mantener sus poblaciones mínimas, de manera que su conservación implica la protección de las especies que comparten el mismo hábitat o ecosistema.

• Especies bandera: su carisma y popularidad atraen la atención del apoyo social y de las donaciones destinadas a programas de conservación para ellas mismas o para especies menos llamativas asociadas a ellas.

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IMAGEN: Ejemplo de endemismo: el tritón pirenaico (Calotriton asper), que sólo habita en los Pirineos. Fuente: Sergi Vila.

DIRECTIVA HÁBITATS: es una directiva de la Unión Europea de 1992 que tiene por objeto la conservación, la protección y la mejora de la calidad del medio ambiente, incluidos los hábitats naturales y la fauna y flora silvestre. Protege alrededor de 220 hábitats y 1000 especies, todas ellas de interés europeo. Además, ordena crear una red de espacios protegidos llamados Natura 2000, formada por los LICs (Lugares de Importancia Comunitaria) y las Zonas de Especial Protección para las Aves (ZEPAs).

DIRECTIVA AVES: es una directiva de la Unión Europea de 2009, que reemplaza otra directiva de 1979 relativa a la conservación de las aves silvestres y modificada en varias ocasiones. Su propósito es proteger todas las aves silvestres europeas y los hábitats de unas especies concretos, a través de las ZEPAs. Complementa a la directiva anterior para formar, como se ha comentado, la red de espacios protegidos Natura 2000.

CUADRO 3.

DIRECTIVAS EUROPEAS SOBRE CONSERVACIÓN 68 | JoF | NO. 16 | 2014

IMAGEN: Los anfibios son buenas especies indicadoras. Su presencia suele ser síntoma de un buen estado de conservación del ecosistema, sobre todo del agua. En las fotos: ranita meridional macho (Hyla meridionalis) y tritón jaspeado hembra (Triturus marmoratus).

Fuente: Sergi Vila

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Hotspot: área con gran diversidad de especies, elevado número de endemismos y una pérdida de territorio de al menos un 70%.

Endemismo: especie única de un lugar concreto, con un área de extensión bastante limitada.

Singularidad genética: se produce cuando una especie no tiene ningún pariente cercano, de manera que posee un conjunto de genes únicos que no comparte con ningún grupo ni especie.

CUADRO 4.

CONCEPTOS CLAVE

• Especies clave: su actividad afecta a otras especies, a la estructura y a la función del sistema natural. No siempre son consideradas un tipo de especie sucedánea. Para serlo deben ser sensibles a perturbaciones de manera continua.

Para conocer si una especie se puede considerar dentro de alguno de estos grupos sigue siendo muy importante conocer su biología y ecología, de manera que la conservación de la biodiversidad, que puede tener una vertiente más social, debe ir de la mano de la investigación.

TRIAJE Y RESPONSABILIDAD Teniendo en cuenta todos los criterios y valores comentados y, relacionado con el hecho de que no se pueden proteger todas las especies, tomar la decisión de cuáles proteger de forma prioritaria es muy delicado sin entrar en conflicto con el mencionado “principio de Noé”. Se debe hacer un triaje de especies con protección prioritaria, incluso si eso implica dejar desatendidas aquellas que no requieren una intervención inmediata (de forma similar a lo que hacen los médicos cuando hay emergencias y desastres para clasificar a los pacientes).

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Obviamente esto genera una discrepancia ética, pero para evitar las subjetividades, tenemos todos los criterios, valores e investigaciones científicas: los criterios para otorgar esa prioridad deben ser puramente científicos, o científico-económicos si permiten la subsistencia de poblaciones locales. Eso no quiere decir que debamos dejar especies en la estacada, sino que los esfuerzos más grandes se deben centrar en especies concretas.

La conservación de la biodiversidad es una responsabilidad de la sociedad en su conjunto. Todos nosotros, podemos contribuir con un nuestro esfuerzo y nuestro interés colectivo. Aunque a menudo parece que sólo las grandes organizaciones e instituciones tienen poder de decisión y capacidad de llevar a cabo políticas ambientales, los ciudadanos (como consumidores y votantes) también podemos aportar nuestro granito de arena con pequeñas acciones que respalden determinadas iniciativas.

Sergi Vila de Vicente

FUENTES CONSULTADAS Artículos y publicaciones:

Páginas web:

Wikipedia

- Borrell, B. (2013) Reservas marinas y población local. Investigación y Ciencia 441; 76-81.

- IUCN Red List

- Estado de Conservación

- Comité Español de la IUCN

- Directiva Hábitats

- Isasi-Catalá, E. (2011) Los conceptos de especies indicadoras, paraguas, banderas y claves: su uso y abuso en ecología de la conservación. Interciencia 36; 1; 31-38.

- Directiva Hábitats UE

- Directiva Aves

- Directiva Aves UE

- Hotspot de Biodiversidad

- Red Natura 2000 España

- Lista Roja de la UICN

- NatureServe

- Red Natura 2000

- Jetz, W.; Thomas, G.H.; Joy, J.B. et al. (2014) Global distribution and conservation of evolutionary distinctness in birds. Current Biology 24; 919-930.

- Conservation International - WWF

- López-Sepulcre, A. (2009) Evolución en movimiento. Investigación y Ciencia 388; 8-9.

- Nijhuis, M. (2012) ¿Qué especies sobrevivirán? Investigación y Ciencia 433; 66-71.

- Rey Benayas, J.M. (2009) La rareza de las especies. Investigación y Ciencia 392; 62-69.

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MATERIALES PARA ENCERRAR UN TROZO DE SOL EN LA TIERRA Por Francis R. Villatoro (@emulenews)

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M

uchos divulgadores españoles son científicos en activo. En muchos casos, su intensa labor divulgativa ensombrece su producción científica.

Máxime cuando no les gusta divulgar sobre su propio trabajo. Sergio L. Palacios (@Pr3cog, antes @ ondasolitaria) es autor de los libros “La Guerra de dos mundos” (2009) y “Einstein versus Predator” (2011), del blog, ya difunto, “Física en la Ciencia Ficción” y del blog, este en activo, “El Tercer Precog”. Palacios investiga en la Universidad de Oviedo, España, la simulación por ordenador de materiales para reactores de fusión. Quizás te interese conocer más sobre su labor científica. Permíteme describir brevemente uno de sus últimos artículos técnicos [1].

Las dos metáforas más populares en relación a la producción de energía por fusión nuclear son reproducir el Sol en la Tierra y la explosión controlada de una bomba de hidrógeno. En ambos casos, lo primero que nos viene a la cabeza es la necesidad de materiales altamente resistentes a la radiación capaces de contener la reacción de fusión. La selección y el diseño de nuevos materiales capaces de soportar las condiciones extremas que se dan en el interior de un reactor de fusión requieren grandes avances científicos en nuestro conocimiento de la ciencia básica del proceso por el que los materiales se dañan bajo radiación por neutrones de alta energía.

La fragilización por átomos de helio es una de las fuentes más importantes de daño severo en metales y

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aleaciones; este helio proviene de la transmutación de los neutrones dentro del material. Sergio L. Palacios y varios colegas han desarrollado la primera simulación ab initio de la formación de burbujas de helio en cobre usando un simulador basado en la teoría del funcional densidad [1]. En este artículo trataré de resumir sus resultados, que pueden ser incorporados a códigos de simulación multiescala para el diseño de nuevos materiales basados en aleaciones de cobre para los futuros reactores de fusión comerciales.

Los reactores de fusión tipo tokamak Los rectores de tipo tokamak son la tecnología más prometedora en fusión. Un tokamak es una vasija en forma toroidal (como un dónut) que confina un plasma de deuterio y tritio a alta temperatura (más de 100 millones de grados) por medio de intensos campos magnéticos toroidales y poloidales que evitan que toque sus paredes interiores. Para generar estos campos magnéticos se usan imanes superconductores de tres tipos: solenoidales, situados de forma transversal al toroide para calentar el plasma, toroidales, situados en espiral alrededor del toroide para estabilizar el plasma, y poloidales, situados longitudinalmente al toroide para posicionar el plasma.

La reacción de fusión D-T, entre el deuterio y el tritio, dos isótopos pesados del hidrógeno, produce calor y neutrones de alta energía que deben ser absorbidos

Fotografía del interior de JET (Joint European Torus), Oxfordshire, Reino Unido, el mayor tokamak en funcionamiento. Fuente de la imagen: EFDA-JET public relations page.

por los materiales de la primera pared del tokamak y por los materiales estructurales que lo rodean. Las estimaciones actuales para el flujo de calor en estado estacionario sobre la primera pared están en el rango de 1 a 10 MW/m2. Una cifra enorme si la comparamos con los reactores nucleares de fisión, en los que el flujo máximo de calor sobre el recubrimiento del combustible recibe menos de 1 MW/m2 [2].

El daño de materiales por radiación ionizante Durante la vida útil de un reactor, los neutrones energéticos bombardean los materiales estructurales y desplazan sus átomos fuera de sus posiciones originales en la red cristalina. Los defectos más comunes en un material se pueden clasificar en

vacantes, queda un hueco donde antes había un átomo, y átomos instersticiales: átomos extra situados entre otros átomos bien colocados en la red cristalina. El daño por radiación se suele cuantificar en términos del número de átomos desplazados (dpa por las siglas en inglés de displacements per atom): el cociente entre el número de átomos desplazados (tanto de forma temporal como de forma definitiva) y el número total de átomos en el sólido que actúa como blanco para el bombardeo con radiación ionizante.

A temperaturas muy altas, mayores que la mitad de la temperatura a la que se funde el material, y al aplicar esfuerzos mecánicos intensos, el helio producido por las reacciones de transmutación

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Daño por desplazamiento estimado (en dpa) en los materiales estructurales de un reactor nuclear en función de la temperatura de operación para reactores de fisión actuales (segunda generación) y para los futuros (cuarta generación), así como para los futuros reactores de fusión comerciales. Figura 4 en la ref. [2].

nuclear de neutrones dentro del material puede migrar en el interior del mismo y dar lugar a cavidades (burbujas). La formación (nucleación) y crecimiento de estas burbujas de helio conduce a una fragilización del material que causa daños severos.

Los materiales de la primera pared del reactor de fusión experimental ITER han sido diseñados para soportar como mucho 5 dpa; sin embargo, el daño en los reactores de fusión comerciales estará en el rango de 10 a 200 dpa [2]. De hecho, se considera este daño como el factor limitante más importante para la temperatura máxima a la que pueden operar los reactores de fusión.

Para entender los procesos dinámicos responsables de la nucleación, crecimiento y migración de las burbujas de helio hay que usar simulaciones por ordenador multiescala y validar sus resultados

Técnicas para el estudio multiescala del helio en una matriz metálica, desde los cálculos DFT a su validación experimental mediante TEM. Figura 2 en la ref. [3].

mediante experimentos específicos [3]. En el nivel más bajo se usan simulaciones cuánticas ab initio que se implementan gracias a la teoría del funcional densidad (DFT por las siglas en inglés de Density Functional Theory). En los niveles siguientes se utiliza la dinámica molecular (MD por Molecular Dynamics), la teoría cinética basada en métodos de Montecarlo (KMC/RT por Kinetic Monte-Carlo/Rate Theory) y la dinámica de dislocaciones (DD por Dislocation Dynamics). Para validar los resultados se comparan las simulaciones por ordenador con las medidas experimentales obtenidas por espectroscopia de desorción térmica de helio (THDS por Thermal He Desorption Spectrometry) y por microscopía electrónica de transmisión (TEM por Transmission Electron Microscopy), entre otras técnicas.

La teoría del funcional densidad es una técnica para calcular la estructura electrónica de un material, tanto en física de la materia condensada como en

la química cuántica. Este método se basa en resolver la ecuación de Schrödinger minimizando el funcional de la energía electrónica con respecto a la densidad electrónica. La DFT es la herramienta ab initio más usada para estudiar defectos en la nanoescala producidos por irradiación y sus interacciones [4]. En esta teoría los defectos se tratan como cuasipartículas caracterizadas por su posición, velocidad, masa y movilidad efectiva. Se puede estudiar su migración, reacción, coalescencia y crecimiento dentro de la estructura reticular del material.

Para implementar el método DFT, González et al [1] usan un software comercial llamado VASP (The Vienna Ab initio Simulation Package) [5], que calcula una solución aproximada para la ecuación de Schrödinger en un sistema multicuerpo.

Me gustaría destacar que en el campo DFT es común, en lugar de desarrollar un código propio, usar códigos comerciales o de acceso libre

Representación esquemática de las estructuras más estables para las burbujas de helio con uno (a), dos (b), tres (c) y cuatro (d) átomos de helio. Se representan en rojo los átomos de He y en marrón los de Cu. Figura 3 en la ref. [1].

que han sido implementados por terceros, que están bien documentados y ampliamente validados, como VASP, CASTEP, SIESTA, PLATO, PWSCF y ABINIT [6].

El cobre como material estructural Para el desarrollo de materiales estructurales para la primera pared de un reactor de fusión se ha propuesto el uso del cobre por su alta temperatura de fusión (1084 °C) y por su inmiscibilidad con la mayoría de los metales elementales [7]. La estructura cristalina de la celda unidad del cobre es la de una red cúbica centrada en las caras (FCC). En las simulaciones de González et al. [1] los defectos se estudian en una supercelda cúbica de 4×4×4 compuesta por 256 átomos de cobre. Esta supercelda permite estudiar hasta cuatro vacantes y la incorporación de hasta cuatro átomos de helio, en ambos casos tanto en la estructura pura como combinados con vacantes de cobre.

Para validar su enfoque, González et al. [1] comparan sus resultados con los obtenidos por otros autores para

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defectos de tipo vacante y para átomos intersticiales.

En concreto, minimizando la energía de formación, obtienen las estructuras más estables con uno, dos, tres y cuatro vacantes. Sus resultados coinciden de forma razonable con los ya conocidos, lo que valida su metodología. Ello les permite acometer el estudio novedoso de la formación de burbujas de helio tanto en el material libre de defectos como en el que tiene algunos.

El fenómeno más destacado que se observa en las simulaciones es la gran movilidad de los átomos de helio dentro de los vacantes. En caso de que haya una sola vacante, el primer átomo de He ocupa dicho espacio vacío, la llamada posición de substitución; pero cuando hay varias vacantes, el primer átomo de He se sitúa en el centro de su configuración. Al añadir más átomos de helio se produce una reconfiguración geométrica de todos los átomos de helio ya presentes en la burbuja. Los resultados indican que la energía de formación crece (casi) linealmente con el número de átomos de He que

forma la burbuja. Además, las simulaciones muestran que los defectos puntuales más favorables para la nucleación y crecimiento de las burbujas son los que tienen un mayor número de vacantes.

Por supuesto, el trabajo de González et al. [1] no es la última palabra sobre esta cuestión y presenta varias limitaciones que requieren futuros estudios. Lo más obvio es que se necesitan simulaciones con superceldas de mayor tamaño, capaces de albergar burbujas de helio con mayor número de átomos; por supuesto, hay que usar recursos computacionales de mayor coste. También parece claro que la dependencia lineal de la energía de formación de las burbujas con el número de átomos de helio no puede sostenerse de forma indefinida: se espera la aparición de algún tipo de saturación para burbujas lo grandes. En caso de existir, este fenómeno podría ser muy útil para el diseño de materiales basados en cobre para la primera pared que se enfrenta al plasma y para materiales diagnósticos.

planta de energía de fusión económicamente viable son formidables, pero ninguno de los obstáculos encontrados hasta el momento parece imposible de superar.”

Francis R. Villatoro

Referencias [0] Este artículo es una traducción al español de Francisco R. Villatoro, “Materials for caging the Sun on Earth,” Mapping Ignorance, 25 April 2014. http:// goo.gl/MmzytH [1] C. González, D. Fernández-Pello, M. A. Cerdeira, S. L. Palacios, and R. Iglesias, “Helium bubble clustering in copper from first principles,” Modelling Simul.Mater. Sci. Eng. 22: 035019, Mar 2014.DOI:10.1088/09650393/22/3/035019 [2] Steven J. Zinkle and Jeremy T. Busby, “Structural materials for fission & fusion energy,” Mater. Today 12: 12-19, Nov. 2009. DOI: 10.1016/S1369-7021(09)70294-9

En resumen, los valores cuantitativos de las energías de enlace y formación de burbujas de helio calculados por González et al. [1] son un parámetro de entrada necesario para el modelado mediante técnicas multiescala de los procesos de migración, coaelescencia y crecimiento de burbujas de helio en la estructura tridimensional del cobre metálico usado como material para reactores de fusión.

[3] Maria Samaras, “Multiscale Modelling: the role of helium in iron,” Mater. Today 12:46-53, Nov. 2009.

DOI: 10.1016/S1369-7021(09)70298-6

Como dice Duffy en su artículo de tipo review [7]: “Los retos que exige el diseño de materiales para una

[7] D. M. Duffy, “Fusion power: a challenge for materials science,” Phil. Trans. R. Soc. A 368: 3315-3328, June 2010. DOI: 10.1098/rsta.2010.0060

[4] S. L. Dudarev, “Density functional theory models for radiation damage,” Rev. Mater. Res. 43: 35-61, 2013.

[5] Vienna Ab initio Simulation Package (VASP) [6] Available Electronic Structure Codes

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Reseña de libros Por Enrique Royuela (@eroyuela)

Newton.

La gravedad en acción Autor: Jordi Bayarri Editorial: Anillo del Sirio PVP: 12€

Sir Isaac Newton fue, sin duda alguna, el mayor científico de todos los tiempos.

Pero ¿conocemos su historia y los avatares que le deparó el destino hasta convertirlo en Presidente de la Royal Society, Caballero y Jefe de la Casa de la Moneda británica?

En este comic, Jordi Bayarri nos ilustra y acerca, de forma clara y sencilla, a la vida de este singular personaje, cuyos trabajos constituyeron un antes y un después en el mundo de la ciencia.

Pero repasemos brevemente la vida de Newton y lo que podemos encontrar entre estas páginas.

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Debido a sus aptitudes y notable inteligencia, Newton fue enviado a estudiar a la prestigiosa Universidad de Cambridge, donde se vería obligado a ordenarse sacerdote una vez hubiese terminado sus estudios –pues eran las normas de la Universidad-. Además, tal y como ocurre en la actualidad con una alta incidencia, tuvo que trabajar como sirviente para poder pagarse la matrícula (espero que esto no lo lea ningún político indocumentado y lo utilice como propaganda: “Si Newton trabajó para pagarse los estudios, no sé por qué vosotros vais a ser menos...”, lo veo venir).

Muy pronto manifestó sus preferencias por las matemáticas (gracias a su mentor, Isaac Barrow) y –sobre todo- por la óptica, donde más tarde desarrollaría importantes descubrimientos sobre la naturaleza y composición de la luz. Estudios que llegaron a producirle más de un quebradero de cabeza al recibir las críticas de los mismísimos Robert Hooke y Christiaan Huygens, llegando a tacharle de plagiador.

Sin embargo, su trabajo más notable y por el que sería reconocido para la posteridad sería su Philosophiae naturalis principia mathematica , comunmente conocidos como Principia (atended zagales porque este nombre pronto dará mucho de qué hablar).

Unos trabajos que describen las leyes que se aplican al movimiento de los objetos, a partir de las cuales se describió la Ley de la gravitación universal (os sonará la historia de la manzana, ¿verdad?), estableciendo las bases de la mecánica clásica.

Pero el hecho de ser un científico notable no contribuyó a que tuviese una trayectoria cómoda, ya que también publicó algunos trabajos en el campo de las matemáticas que no se libraron de la polémica, llegando a enfrentarle con el filósofo y matemático alemán Gottfried Leibniz.

Pero dejemos que esto y el resto de la historia de este genial científico nos lo cuente el trabajo de Jordi.

Este comic recoge los principales acontecimientos de una vida extraordinaria, de la trayectoria del que ha sido definido por los más grandes como el más grande (lamento ser yo quién os de la noticia de que no es Rocío Jurado).

La vida del físico, inventor, alquimista y matemático inglés es retratada con rigor y con un maravilloso y certero estilo gráfico marca de la casa, consiguiendo generar una pieza de entretenimiento imprescindible, no solamente para niños, sino para adultos, curiosos, amantes de la ciencia y los comics, es decir, para todos.

Antes de cerrar esta reseña, no quería dejar de hablar del próximo proyecto de Jordi dentro de su colección científicos, y es -nada más y nada menos- que el de la mismísima dama de las ciencias, primera persona en recibir dos premios Nobel en distintas materias (Física y Química), casada con Premio Nobel y madre de Premio Nobel.

Lleva tatuado con radiactividad el Nobel en la piel. Sí amigos, con “Marie Curie. La actividad del radio”, Jordi Yabarri se adentra en la historia de una mujer que dio su vida por la ciencia (literalmente).

Enrique Royuela

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"La verdad siempre se halla en la simplicidad y no en la multiplicidad y confusiรณn de las cosas" Isaac Newton