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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
LUGAR DE EDICIÓN: Madrid
ISSN: 2254-3651
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
DISEÑO Y MAQUETACIÓN
Sr.Brightside
CO-EDICIÓN
Patricia Rodríguez
Rafael Medina,
Santiago Campillo
Raúl de la Puente
EDICIÓN JOF EN LAS AULAS
Rafael Medina
REPORTEROS GRÁFICOS
Carlos T. Piriz y Mery Vg
DIRECCIÓN Y EDICIÓN
Enrique Royuela (@eroyuela)
Envíanos tus comentarios :
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”…
6 | JoF | NO. 16 | 2014

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
células madre en media
hora
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.
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
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.
Marzo 2014. Se
avinagran las células
STAP
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.
2014 | NO. 16 | JoF | 7

OBOKATA
FELIZ
OBOKATA
RETRACTADA
OBOKATA
HUMILLADA
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
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.
8 | JoF | NO. 16 | 2014

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.
2014 | NO. 16 | JoF | 9

¡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.
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
10 | JoF | NO. 16 | 2014

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
2014 | NO. 16 | JoF | 11

y 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.
12 | JoF | NO. 16 | 2014

2014 | NO. 16 | JoF | 13

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.
14 | JoF | NO. 16 | 2014

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.
2014 | NO. 16 | JoF | 15

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.
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).
16 | JoF | NO. 16 | 2014

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.
2014 | NO. 16 | JoF | 17

18 | JoF | NO. 16 | 2014

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
«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.
20 | JoF | NO. 16 | 2014

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.
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
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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».
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.
José Ramón Alonso
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2014 | NO. 16 | JoF | 25

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.
26 | JoF | NO. 16 | 2014

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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.
28 | JoF | NO. 16 | 2014

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.
2014 | NO. 16 | JoF | 31

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.
Galiana
2014 | NO. 16 | JoF | 33

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
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
34 | JoF | NO. 16 | 2014

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”.
2014 | NO. 16 | JoF | 35

“
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.
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
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
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
36 | JoF | NO. 16 | 2014

2014 | NO. 16 | JoF | 37

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.
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.
38 | JoF | NO. 16 | 2014

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.
2014 | NO. 16 | JoF | 39

Patricia Rodríguez (@_Argi_)
JEANNE
VILLEPREUX-
POWER.
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.
MUJERES DE CIENCIA
40 | JoF | NO. 16 | 2014

Retrato de
Jeanne Villepreux-Power
2014 | NO. 16 | JoF | 41

Concha de Argonauta
argo exhibida en el
Museo Fernbank de
Historia Natural en
Atlanta, USA
LOS COMIENZOS
Jeanne 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.
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.
42 | JoF | NO. 16 | 2014

Cuadro de Anne Lan en homenaje a
Jeanne Villepreux-Power
2014 | NO. 16 | JoF | 43

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.
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.
44 | JoF | NO. 16 | 2014

Fotografía
de Argonauta argo
LOGROS CIENTÍFICOS
La mejor herencia que dejó Jeanne Villepreux-
Power 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 Commision.
Directorate General of Research.
- “Jeanne Villepreux-Power”. Encyclopedia
Britannica.
- Wikimedia Commons.
- Women rock science
Patricia Rodriguez
2014 | NO. 16 | JoF | 45

46 | JoF | NO. 16 | 2014

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.
2014 | NO. 16 | JoF | 47

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.
48 | JoF | NO. 16 | 2014

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…
Se puede saber
mucho acerca de una
infección antes de que se
manifieste externamente,
sólo analizando el tipo de
anticuerpos mayoritario
2014 | NO. 16 | JoF | 49

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)
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 enfermedades
autoinmunes presentan síntomas
50 | JoF | NO. 16 | 2014

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
2014 | NO. 16 | JoF | 51

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
52 | JoF | NO. 16 | 2014

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.
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.
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.
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
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.
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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
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).
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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.
“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:
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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 km 2
de superficie) y 20862 ZEC (560.445 km 2 ) dentro de
la Unión Europea. En España, la red Natura 2000
comprende una superficie de casi 150.000 km 2 , con
1.446 LICs y 595 ZEPAs.
CUADRO 1.
EJEMPLOS DE LABORES DE
LAS ORGANIZACIONES E
INSTITUCIONES
• 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:
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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).
2014 | NO. 16 | JoF | 63

IMAGEN: Ejemplo de Singularidad Genética: picozapato (Balaeniceps rex). Fuente: Parkerman & Christie.
64 | JoF | NO. 16 | 2014

IMAGEN: El oso pardo (Ursus arctos), además 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.
66 | JoF | NO. 16 | 2014

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
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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).
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
70 | JoF | NO. 16 | 2014

FUENTES CONSULTADAS
Artículos y publicaciones:
- Borrell, B. (2013) Reservas marinas
y población local. Investigación
y Ciencia 441; 76-81.
- 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.
- 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.
- 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.
Páginas web:
- IUCN Red List
- Comité Español de la IUCN
- Directiva Hábitats UE
- Directiva Aves UE
- Red Natura 2000 España
- NatureServe
- Conservation International
- WWF
Wikipedia
- Estado de Conservación
- Directiva Hábitats
- Directiva Aves
- Hotspot de Biodiversidad
- Lista Roja de la UICN
- Red Natura 2000
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MATERIALES
PARA ENCERRAR
UN TROZO DE SOL
EN LA TIERRA
Por Francis R. Villatoro (@emulenews)
2014 | NO. 16 | JoF | 73

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
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
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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/m 2 . 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/m 2 [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
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
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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.
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.
Como dice Duffy en su artículo de
tipo review [7]: “Los retos que exige
el diseño de materiales para una
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:10.1088/0965-
0393/22/3/035019
[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
[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
[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
[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
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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.
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).
80 | JoF | NO. 16 | 2014

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
2014 | NO. 16 | JoF | 81

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