You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Jof :: Ciencia creativa :: Julio 2014<br />
REDACCIÓN<br />
COLABORADORES<br />
Ana Bárcena Panero<br />
Antonio Martín<br />
Bernardo Herradón<br />
Carlos Martín Guevara<br />
Carlos Ocaña<br />
Carlos Romá Mateo<br />
César Tomé<br />
Daniel Moreno<br />
Dani Torregrosa<br />
Francisco R. Villatoro<br />
Galiana<br />
Jesús David Tavira Guerrero<br />
Jose Antonio López Guerrero<br />
Jose Manuel López Nicolás<br />
José Ramón Alonso<br />
Josep Biayna<br />
Julián Royuela<br />
Laura Mengíbar<br />
Laura Morrón<br />
Marta Pérez Folgado<br />
Molinos<br />
Nahúm Méndez Chazarra<br />
Patricia Rodríguez<br />
Pedro L. Méndez<br />
Rafael Medina<br />
Raúl de la Puente<br />
Rosa Porcel<br />
LUGAR DE EDICIÓN: Madrid<br />
ISSN: 2254-3651<br />
Ainhoa Balagué<br />
F.J. Pérez-Martínez<br />
Jesús Varela López<br />
Jose Manuel Echevarría Mayo<br />
Leticia Puerta<br />
María Docavo<br />
Marisa Alonso Nuñez<br />
Miguel A. Chico<br />
Nieves Espinosa<br />
Raquel Buj<br />
Santiago Campillo<br />
Sergio Ferrer<br />
Teresa Ferrer-Mico<br />
DISEÑO Y MAQUETACIÓN<br />
Sr.Brightside<br />
CO-EDICIÓN<br />
Patricia Rodríguez<br />
Rafael Medina,<br />
Santiago Campillo<br />
Raúl de la Puente<br />
EDICIÓN JOF EN LAS AULAS<br />
Rafael Medina<br />
REPORTEROS GRÁFICOS<br />
Carlos T. Piriz y Mery Vg<br />
DIRECCIÓN Y EDICIÓN<br />
Enrique Royuela (@eroyuela)<br />
Envíanos tus comentarios :<br />
jof@feelsynapsis.com<br />
La web Feelsynapsis.com no se responsabiliza de la opinión expresada en esta revista
Índice<br />
6<br />
El milagro que pudo, pero no fue<br />
Biología Celular<br />
JAL Guerrero<br />
14<br />
Biosensores, el otro legado de Clark<br />
Biología | Tecnología<br />
Daniel Moreno<br />
18<br />
Cajal, fotógrafo<br />
Neurociencias | Fotografía<br />
José Ramón Alonso<br />
26<br />
Explicando una fotografía en el aula<br />
Las letras de Galiana<br />
Galiana<br />
34<br />
Ciencia Forense: de la teoría a la práctica<br />
Jof en las aulas | Ciencia Forense<br />
Teresa Pons<br />
38<br />
Neurozapping. Aprende sobre el cerebro<br />
viendo series de televisión<br />
Reseña literaria<br />
Daniel Torregrosa
40<br />
Jeanne Villepreux-Power. La gran bióloga<br />
de los océanos<br />
Mujeres de Ciencia<br />
Patricia Rodríguez<br />
46<br />
Los chivatos moleculares señalan el<br />
camino de la enfermedad<br />
Biología Molecular<br />
Carlos Romá-Mateo<br />
52<br />
Botellas en el océano cósmico<br />
Astronomía<br />
Antonio Martín<br />
60<br />
Los criterios de conservación y el dilema<br />
de la protección de especies<br />
Biodiversidad<br />
Sergi Vila de Vicente<br />
73<br />
Materiales para encerrar un trozo<br />
de Sol en la Tierra<br />
Física<br />
Francis R. Villatoro<br />
80<br />
Newton. La gravedad en acción<br />
Reseña literaria<br />
Enrique Royuela
El milagro que pudo,<br />
pero que no fue<br />
Por Jal Guerrero (@jalguerrero)<br />
OUCH!<br />
Dice la sabiduría popular –la de mi abuela era infinita– que<br />
dura poco la alegría en la casa del pobre. Yo sé poco de<br />
alegrías –esta pertinaz crisis da poca opción a verbenas–,<br />
pero, al menos, sí he podido documentarme sobre unas<br />
células milagro que pudieron revolucionar el concepto de<br />
terapia celular a corto plazo y, sin embargo, no pasaron de<br />
culebrón nipón de verano. Las dos caritas de su protagonista,<br />
Haruko Obokata, investigadora del Centro de Biología del<br />
Desarrollo (CDB) del Instituto RIKEN de Japón, no dejaba<br />
lugar a dudas. Por una parte, esa mirada risueña, de alguien<br />
que se siente heredera de una porción de Olimpo, cuando<br />
anunciaba, mediante publicación doble en Nature, la<br />
obtención de unas células madre de pluripotencia adquirida<br />
bajo estímulos denominadas células STAP. Por otro lado,<br />
pocos meses después, bajo un manto de lágrimas huidizas,<br />
pedía perdón y se retractaba de sus resultados; ya saben,<br />
donde dije “digo”…<br />
6 | JoF | NO. 16 | 2014
Pero vayamos por partes –como diría Jack<br />
el Destripador– y resumamos, sucinta y<br />
cronológicamente, esta historia de una muerte<br />
anunciada. Muerte que, si el señor Noyori –y<br />
no es un chiste-, presidente del Instituto RIKEN<br />
no evita, afectará al conjunto del CDB –sí, ya<br />
sé que una manzana pocha no justifica tirar la<br />
cesta, pero…–.<br />
Enero 2014. Fabrican<br />
células madre en media<br />
hora<br />
Sin genes peligrosos y sin muchas<br />
complicaciones metodológicas. Un trascendental<br />
trabajo llevado a cabo por científicos<br />
japoneses presenta un método sencillo para<br />
conseguir células madre. Si el proceso pudiera<br />
extrapolarse desde los modelos en ratones a<br />
humanos, estaríamos ante una forma segura<br />
y simple de obtener células pluripotentes<br />
para reparar tejidos u órganos dañados.<br />
Según aparece publicado en dos artículos de<br />
la revista Nature, científicos del laboratorio<br />
RIKEN de Kobe, Japón, muestran elegantemente<br />
cómo sumergiendo células animales durante<br />
media hora en una solución ligeramente ácida,<br />
adquirían características de células madre. El<br />
potencial real de estas células se comprobó<br />
tras ser inyectadas en un embrión de ratón<br />
y observar cómo se integraban y crecían en<br />
tejidos y órganos a lo largo de todo el animal.<br />
Ratones “creados” con este método tuvieron<br />
una longevidad y salud normal. Desde luego,<br />
todo el foco científico y mediático se ha girado<br />
–como el ojo de Sauron– hacia Japón. Si se<br />
confirman los resultados, las reticencias de las<br />
células derivadas de embriones o las dudas de<br />
seguridad hacia las denominadas inducidas<br />
pluripotentes, podrían desaparecer. “Se abre<br />
una nueva era en la biología de las células<br />
madre”, dicen los científicos. Como muchos<br />
de los grandes logros de la humanidad, la idea<br />
le vino a Haruko Obokata, primera firmante de<br />
los trabajos, por casualidad. Al pasar células por<br />
un tubo delgado observó cómo encogían hasta<br />
el tamaño de células madre. Después estudió<br />
diferentes métodos de estrés: calor, privación de<br />
alimento y condiciones acídicas. Se comprobó<br />
que células sanguíneas blancas obtenidas de<br />
ratones recién nacidos podían convertirse en<br />
células pluripotentes.<br />
Marzo 2014. Se<br />
avinagran las células<br />
STAP<br />
El trabajo llevado a cabo desde el CDB del<br />
Instituto japonés RIKEN sobre la descripción de<br />
las células STAP generadas en medio ligeramente<br />
ácido, costó mucho publicarlo –algo que<br />
finalmente ocurrió y en dos artículos en Nature,<br />
para envidia de propios y extraños–. Al parecer,<br />
las razones de dicha reticencia eran más que<br />
fundadas. Los científicos denuncian errores en el<br />
trabajo de Haruko Obokata. Dicha investigadora<br />
comentó que llegó a los fantásticos resultados<br />
por casualidad. Ahora, una inspección sobre<br />
su trabajo parece señalar que la casualidad…<br />
ha sido que la pillaran con datos y técnicas<br />
dudosos. Según se comenta en un editorial de<br />
la propia revista, Nature, el mismo centro donde<br />
se llevó a cabo el trabajo ha presentado algunas<br />
dudas sobre su validez y credibilidad. En un<br />
blog institucional se señalan las dificultades de<br />
repetir los resultados por otros grupos, además<br />
de la supuesta utilización de figuras idénticas<br />
en varios artículos simultáneamente.<br />
Las células que, en teoría, se desdiferenciaban<br />
hasta un estadio casi embrionario podrían<br />
utilizarse, según los autores, como fuente<br />
ideal para algunos pacientes o como banco de<br />
pruebas para ensayar ciertas drogas.<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 7
OBOKATA<br />
FELIZ<br />
OBOKATA<br />
RETRACTADA<br />
OBOKATA<br />
HUMILLADA<br />
Las primeras pesquisas apuntan a que una<br />
misma figura se habría publicado en un artículo<br />
del 2011 y otra vez en éste del 2014, señalando<br />
resultados distintos, donde las células mostrarían<br />
marcadores de pluripotencia diferentes. Así,<br />
a bote pronto, uno de los autores, Charles<br />
Vacanti, habla ya de algunas anomalías, “no<br />
intencionadas”, como mezclas de paneles, de<br />
figuras que, en cualquier caso y siempre según<br />
los autores, no habrían afectado a la honestidad<br />
del trabajo y la validez de los resultados. Otra<br />
de las controversias incluye a los embriones<br />
de ratones obtenidos por inyección de estas<br />
células madre supuestamente nuevas. Muchos<br />
científicos están escribiendo a los autores para<br />
hablar de protocolos sin haber obtenido, hasta el<br />
momento, respuestas… Algo no huele muy bien.<br />
Junio 2014. El tifón<br />
Obokata amenaza con<br />
llevarse al CDB<br />
A pesar de haber sido declarada “investigación<br />
bajo sospecha”, los artículos publicados en enero<br />
en la prestigiosa Nature sobre las denominadas<br />
células STAP o células con pluripotencia adquirida<br />
bajo estímulos siguen sin retirarse. Estas células<br />
mágicas, supuestamente obtenidas tras cultivo<br />
a pH 5.5 en el Centro de Biología del Desarrollo<br />
(recuerden, CDB) de la institución científica<br />
RIKEN, en Japón, por Haruko Obokata y Teruhiko<br />
Wakayama, entre otros muchos científicos,<br />
nunca más han podido ser obtenidas en otros<br />
laboratorios.<br />
La investigación, lejos de poder ser reproducida<br />
por otros grupos, ha mostrado alguna que<br />
otra sospechosa anomalía, como resultados<br />
duplicados o parcialmente alterados. Las<br />
investigaciones iniciadas en torno a estas<br />
células STAP siguen sin poder demostrar su<br />
existencia. Sin embargo, y mientras la parte<br />
científica continúa buscando la verdad, la parte<br />
administrativa y política ha cobrado vida propia<br />
y amenaza con provocar todo un terremoto en<br />
el ámbito científico de Japón desmantelando<br />
al mismísimo CDB del Instituto RIKEN en Kobe,<br />
Japón.<br />
8 | JoF | NO. 16 | 2014
El<br />
desmantelamiento<br />
del Centro de<br />
Biología del<br />
Desarrollo se<br />
está solicitando<br />
desde diferentes<br />
estamentos<br />
de la sociedad<br />
japonesa que no<br />
admite fraudes<br />
científicos como el<br />
que parece tener<br />
entre manos con<br />
las falsas células<br />
madre<br />
El desmantelamiento del Centro de Biología del<br />
Desarrollo se está solicitando desde diferentes<br />
estamentos de la sociedad japonesa que no<br />
admite fraudes científicos como el que parece<br />
tener entre manos con las falsas células madre<br />
pluripotentes estresadas. Sin embargo, no todos<br />
los primeros espadas en biología celular mundial<br />
opinan igual; muchos expertos quieren desligar<br />
este lamentable incidente de la excelente<br />
investigación llevada a cabo en el RIKEN y<br />
han lanzado una campaña mundial, como la<br />
emprendida por Austin Smith, de Cambridge,<br />
para recoger firmas y evitar el cierre del centro.<br />
Los expertos proclaman la necesidad de separar<br />
el incidente aislado de conducta científica<br />
equivocada, que debe ser condenada, de la<br />
excelencia del CDB, excelencia con la que tratan<br />
de convencer al Presidente del Instituto RIKEN,<br />
Noyori. ¡Yo estoy de acuerdo!<br />
Julio 2014. Y llegó la<br />
retirada…<br />
Estaba cantado. Finalmente, los autores y Nature<br />
se retractan de los dos artículos sobre las células<br />
STAP, cerrando este lamentable episodio de<br />
conducta científica inapropiada que arrancó, en<br />
enero, con el anuncio de la creación de unas<br />
células pluripotentes mágicas en poco más de<br />
media hora a pH ligeramente ácido.<br />
Según el editorial publicado en la misma Nature<br />
el pasado 2 de julio, las dos retractaciones ponen<br />
de relevancia un asunto de falta de confianza<br />
y dejadez que deben ser abordadas con<br />
detenimiento. Los dos artículos, ahora retirados,<br />
mostraban –como ya he repetido “cienes” de<br />
veces– cómo una perturbación física podía<br />
transformar células adultas en pluripotentes<br />
capaces de diferenciarse en prácticamente<br />
cualquier linaje celular.<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 9
¡Lástima de condición humana! Desde que la<br />
revista empezó a detectar fallos estructurales<br />
y experimentales en los datos aportados por el<br />
equipo que encabezaba Haruko Obokata hasta la<br />
descalificación final, todos nos agarrábamos -¡sí,<br />
todos!- a un clavo científico ardiendo, deseando<br />
que esas irregularidades sólo alcanzaran al<br />
continente y no al contenido. No ha sido posible<br />
mantener más tiempo la utopía. Nadie ha podido<br />
repetir los datos y, desconsolada, la joven Obokata<br />
–acaba de cumplir 31 primaveras– daba por<br />
bueno la retirada de su trabajo. ¡Punto pelota!<br />
Finalmente, quiero comentar algo que parecería<br />
extraordinario en otros países –y no miro a<br />
ninguno…–. Todas estas irregularidades han<br />
podido ser detectadas gracias a la investigación<br />
llegada a cabo, desde el principio, por el propio<br />
RIKEN, observando imágenes idénticas descritas<br />
en condiciones y artículos diferentes, paneles<br />
irregulares, figuras mostrando células y embriones<br />
distintos que, en realidad, describían a las mismas<br />
células y embriones o protocolos con deficiencias<br />
e irreproducibles… En cuanto al destino del propio<br />
CDB de RIKEN, esperemos que no llegue el<br />
harakiri al río y se cierre el asunto con los “listillos”<br />
marcados y adecuadamente sancionados –sin<br />
ver series manga, por ejemplo–.<br />
Por cierto, los artículos, aunque anulados,<br />
seguirán en la web de la revista puesto que,<br />
como dicen sus responsables, no se puede dar<br />
marcha atrás en la historia. No lo veo mal… Eso sí,<br />
los editores de Nature ya se desgañitan dejando<br />
claro en el editorial que ni ellos ni los evaluadores<br />
–referees– actuaron incorrectamente, ni<br />
cuando aceptaron los artículos ni al anularlos.<br />
La evaluación científica se basa en la confianza<br />
entre pares, dicen… o si no… “pa chulos ellos”. Aquí<br />
les dejo su alegato final; que cada cual lo traduzca<br />
–no solo en el sentido lingüístico– como pueda:<br />
“In short: although editors and referees could<br />
not have detected the fatal faults in this work,<br />
the episode has further highlighted flaws in<br />
Nature’s procedures and in the procedures of<br />
institutions that publish with us. We — research<br />
funders, research practitioners, institutions and<br />
journals — need to put quality assurance and<br />
laboratory professionalism ever higher on our<br />
agendas, to ensure that the money entrusted by<br />
governments is not squandered, and that citizens’<br />
trust in science is not betrayed”.<br />
ANEXO<br />
Por si el morbo no les dejara dormir, adjunto la<br />
copia de la retractación de los dos artículos a<br />
modo de decálogo de lo que nunca habría que<br />
hacer –o, al menos, haberlo hecho mejor, claro…–<br />
Retraction: Stimulus-triggered fate conversion<br />
of somatic cells into pluripotency<br />
Haruko Obokata, Teruhiko Wakayama, Yoshiki<br />
Sasai, Koji Kojima, Martin P. Vacanti, Hitoshi<br />
Niwa, Masayuki Yamato & Charles A. Vacanti.<br />
Nature 511, 112 (03 July 2014) doi:10.1038/<br />
nature13598. Published online 02 July 2014<br />
Several critical errors have been found in our<br />
Article and Letter (http://dx.doi.org/10.1038/<br />
nature12969), which led to an in-depth<br />
investigation by the RIKEN Institute. The RIKEN<br />
10 | JoF | NO. 16 | 2014
investigation committee has categorized some<br />
of the errors as misconduct (see Supplementary<br />
Data 1 and Supplementary Data 2). Additional<br />
errors identified by the authors that are not<br />
discussed in RIKEN’s report are listed below.<br />
(1) Figure 1a and b in the Letter both show<br />
embryos generated from STAP cells, not a<br />
comparison of ES- and STAP-derived chimaeric<br />
embryos, as indicated in the legend.<br />
(2) Extended Data Fig. 7d in the Article and<br />
Extended Data Fig. 1a in the Letter are different<br />
images of the same embryo and not, as indicated<br />
in the legends, a diploid chimaera embryo and<br />
tetraploid chimaera embryo.<br />
(3) There is an erroneous description in Fig. 1a<br />
in the Letter. The right panel of Fig. 1a is not a<br />
‘long exposure’ image at the camera level but a<br />
digitally enhanced one.<br />
(4) In Fig. 4b of the Letter, STAP cell and ES cell<br />
are wrongly labelled in a reverse manner.<br />
(5) In the Article, one group of STAP stem cells<br />
(STAP-SCs) was reported as being derived from<br />
STAP cells induced from spleens of F1 hybrids<br />
from the cross of mouse lines carrying identical<br />
cag-gfp insertions in chromosome 18 in the<br />
background of 129/Sv and B6, respectively, and<br />
that they were maintained in the Wakayama<br />
laboratory. However, further analysis of the<br />
eight STAP-SC lines indicates that, while sharing<br />
the same 129×B6 F1 genetic background, they<br />
have a different GFP insertion site. Furthermore,<br />
while the mice used for STAP cell induction are<br />
homozygous for the GFP transgene, the STAP-SCs<br />
are heterozygous. The GFP transgene insertion<br />
site matches that of the mice and ES cells kept<br />
in the Wakayama laboratory. Thus, there are<br />
inexplicable discrepancies in genetic background<br />
and transgene insertion sites between the donor<br />
mice and the reported STAP-SCs.<br />
We apologize for the mistakes included in the<br />
Article and Letter. These multiple errors impair<br />
the credibility of the study as a whole and we<br />
are unable to say without doubt whether the<br />
STAP-SC phenomenon is real. Ongoing studies<br />
are investigating this phenomenon afresh, but<br />
given the extensive nature of the errors currently<br />
found, we consider it appropriate to retract both<br />
papers.<br />
Retraction: Bidirectional developmental<br />
potential in reprogrammed cells with acquired<br />
pluripotency<br />
Haruko Obokata, Yoshiki Sasai, Hitoshi Niwa,<br />
Mitsutaka Kadota, Munazah Andrabi, Nozomu<br />
Takata, Mikiko Tokoro, Yukari Terashita,<br />
Shigenobu Yonemura, Charles A. Vacanti &<br />
Teruhiko Wakayama. Nature 511, 112 (03 July<br />
2014) doi:10.1038/nature13599. Published online<br />
02 July 2014<br />
Several critical errors have been found in our<br />
Article (http://dx.doi.org/10.1038/nature12968)<br />
and Letter, which led to an in-depth investigation<br />
by the RIKEN Institute. The RIKEN investigation<br />
committee has categorized some of the errors<br />
as misconduct (see Supplementary Data 1 and<br />
Supplementary Data 2). Additional errors identified<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 11
y the authors that are not discussed in RIKEN’s<br />
report are listed below.<br />
(1) Figure 1a and b in the Letter both show<br />
embryos generated from STAP cells, not a<br />
comparison of ES- and STAP-derived chimaeric<br />
embryos, as indicated in the legend.<br />
(2) Extended Data Fig. 7d in the Article and<br />
Extended Data Fig. 1a in the Letter are different<br />
images of the same embryo and not, as indicated<br />
in the legends, a diploid chimaera embryo and<br />
tetraploid chimaera embryo.<br />
(3) There is an erroneous description in Fig. 1a<br />
in the Letter. The right panel of Fig. 1a is not a<br />
‘long exposure’ image at the camera level but<br />
a digitally enhanced one.<br />
(4) In Fig. 4b of the Letter, STAP cell and ES cell<br />
are wrongly labelled in a reverse manner.<br />
(5) In the Article, one group of STAP stem cells<br />
(STAP-SCs) was reported as being derived from<br />
STAP cells induced from spleens of F1 hybrids<br />
from the cross of mouse lines carrying identical<br />
cag-gfp insertions in chromosome 18 in the<br />
background of 129/Sv and B6, respectively, and<br />
that they were maintained in the Wakayama<br />
laboratory. However, further analysis of the<br />
eight STAP-SC lines indicates that, while sharing<br />
the same 129×B6 F1 genetic background, they<br />
have a different GFP insertion site. Furthermore,<br />
while the mice used for STAP cell induction<br />
are homozygous for the GFP transgene, the<br />
STAP-SCs are heterozygous. The GFP transgene<br />
insertion site matches that of the mice and ES<br />
cells kept in the Wakayama laboratory. Thus,<br />
there are inexplicable discrepancies in genetic<br />
background and transgene insertion sites<br />
between the donor mice and the reported<br />
STAP-SCs.<br />
We apologize for the mistakes included in the<br />
Article and Letter. These multiple errors impair<br />
the credibility of the study as a whole and we<br />
are unable to say without doubt whether the<br />
STAP-SC phenomenon is real. Ongoing studies<br />
are investigating this phenomenon afresh, but<br />
given the extensive nature of the errors currently<br />
found, we consider it appropriate to retract both<br />
papers.<br />
…¡San Pedro se la bendiga!<br />
JAL Guerrero<br />
ALGUNA REFERENCIA ADICIONAL:<br />
- Editorial de Nature con la retractación<br />
- Retirada de los papers y disculpas de los autores:<br />
http://www.nature.com/nature/journal/v511/<br />
n7507/full/nature13598.html<br />
http://www.nature.com/nature/journal/v511/<br />
n7507/full/nature13599.html<br />
Y los papers, en sí, online:<br />
http://www.nature.com/nature/journal/v505/<br />
n7485/full/nature12968.html<br />
http://www.nature.com/nature/journal/v505/<br />
n7485/full/nature12969.html<br />
- Comentarios sobre la retirada en el blog de<br />
células madre de Paul Knoepfler.<br />
12 | JoF | NO. 16 | 2014
2014 | NO. 16 | JoF | 13
BIOSENSORES<br />
EL OTRO LEGADO DE CLARK<br />
Por Daniel Moreno (@Banchsinger)<br />
Clark mostrando<br />
su oxigenador de<br />
sangre (1952). Probar<br />
su funcionamiento<br />
le llevó a inventar<br />
el primer biosensor.<br />
Severinghaus, J. W.<br />
(2002).<br />
Los cinco sentidos (algunos tienen<br />
seis) es lo único que nos ha brindado<br />
la naturaleza para enterarnos de<br />
qué ocurre a nuestro alrededor. De<br />
momento no han funcionado mal<br />
porque aún no nos hemos extinguido.<br />
Sin embargo, a nadie se le escapa que<br />
ni el más agudo oído, ni la más afilada<br />
vista, ni el más fino tacto, ni el más<br />
entrenado gusto, ni el más vivo olfato<br />
perciben muchos matices, a veces de<br />
vital importancia, acerca del mundo<br />
molecular.<br />
14 | JoF | NO. 16 | 2014
Por ello, y porque la penuria agudiza<br />
el ingenio cosa mala, ya desde el<br />
antiguo Egipto hay indicios (Papiro de<br />
Ebers, 1553 a. de C. probable copia de<br />
otro libro del 3000 a. de C. del uso de<br />
determinados comportamientos animales<br />
como indicadores de anomalías en la<br />
composición de la orina de enfermos que<br />
hoy llamamos diabéticos. Probablemente<br />
la misma treta o similares fueron usadas<br />
para determinar la normalidad en la<br />
composición de todo tipo de alimentos,<br />
líquidos y excrementos durante milenios;<br />
en un intento de prevenir desgracias o de<br />
anticipar el curso de las enfermedades<br />
que nos han asolado desde el principio<br />
de los tiempos. Obviamente, la mayoría<br />
de estos conatos de análisis fracasaron<br />
hasta que en un alarde de chulería<br />
máxima fueron inventadas la química<br />
y la bioquímica. Ellas hicieron visible lo<br />
invisible. El desarrollo de los métodos<br />
analíticos clásicos nos llevó a constatar<br />
la presencia y cantidad (incluso muy baja,<br />
por cierto) de una sustancia concreta<br />
dentro de una mezcla. Todo ello mediante<br />
una reacción o proceso fisicoquímico<br />
reproducible y controlable. La medición<br />
de parámetros biológicos y químicos se<br />
estandarizó desvelando muchos de los<br />
matices de composición molecular que<br />
sustentan nuestra existencia.<br />
Sin embargo, los métodos analíticos<br />
clásicos, a pesar de lo útiles que<br />
fueron y son, tienen, generalmente,<br />
algunas desventajas importantes:<br />
necesitan mucha muestra, bastante<br />
equipo de análisis, personal formado<br />
para ello y tardan comparativamente<br />
bastante tiempo en realizarse. En esto<br />
precisamente es donde Leland C. Clark<br />
volvió a revolucionar la ciencia de su<br />
tiempo como ya os adelantaba en las<br />
últimas líneas de mi artículo en el anterior<br />
y gratuito JoF.<br />
Electrodo de tipo Clark<br />
para medir oxígeno:<br />
A) Electrodo de<br />
platino. B) electrodo<br />
de plata que actúa de<br />
referencia. C) cloruro<br />
de potasio, electrolito.<br />
D) membrana de<br />
teflón que aísla de<br />
manera permeable<br />
los electrodos para<br />
no consumir mucho<br />
oxígeno. (E) anillo de<br />
goma (F) batería (G)<br />
galvanómetro para<br />
medir las variaciones de<br />
potencial dependientes<br />
de la concentración<br />
de oxígeno. (fuente:<br />
Wikipedia Commons)<br />
Corrían los años cincuenta cuando Clark estaba<br />
desarrollando uno del los primeros sistemas para<br />
oxigenar la sangre. Cuando intentó publicar su<br />
invento en Science (una de las revistas científicas<br />
más importantes), el editor lo rechazó y le dijo que<br />
necesitaría poder medir la presión parcial de oxígeno<br />
en sangre, probablemente para poder asegurar que<br />
el oxigenador funcionaba adecuadamente. Las<br />
técnicas de las que se disponía en la época para<br />
cuantificar el oxigeno presente en sangre consumían<br />
prácticamente todo el oxigeno de la muestra con<br />
lo que eran muy difíciles de calibrar y por tanto,<br />
probablemente, poco exactas. Así que, ni corto<br />
ni perezoso, el señor Clark inventó el electrodo<br />
de Clark. El cual en su momento fue un enfoque<br />
revolucionario, no por ser una idea totalmente nueva,<br />
sino por mejorar una ya existente de una manera<br />
ingeniosa, elegante y simple. De hecho, al invento de<br />
Clark también se le denomina electrodo polarográfico<br />
de tipo Clark. La polarografía había nacido de la mano<br />
de Jaroslav Heyrovský a principios de los años veinte,<br />
inaugurando toda una rama de métodos de química<br />
analítica, la voltamperometría.<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 15
En ella se usaban las variaciones de potencial de<br />
corriente eléctrica producidas en un electrodo al<br />
reaccionar con sustancias químicas para determinar<br />
la concentración de esas sustancias en la mezcla<br />
en la que estaba inmerso. Pues bien, lo que hizo<br />
Leland Clark fueron dos cosas, a saber: introducir<br />
otro electrodo que actuaría de referencia para poder<br />
calibrar al principal, aumentado así la precisión; y<br />
recubrir ambos con plástico y cristal hasta la punta,<br />
reduciendo el consumo de oxígeno. Al mismo<br />
tiempo, Richard W. Stow había hecho algo parecido<br />
para el electrodo de CO2 pero al parecer no funcionó<br />
bien.<br />
El diseño de Clark estaba lejos de ser óptimo, pero<br />
abrió una nueva era. Había demostrado que el análisis<br />
químico mediante electrodos era factible y fiable. La<br />
aplicación de este sensor químico (o quimiosensor, si<br />
les gusta más) en cirugías cardíacas, para monitorizar<br />
el oxígeno presente en la sangre de los pacientes<br />
mientras eran operados, fue casi instantánea. Todo<br />
el mundo vio el enorme potencial de lo que se<br />
empezaba a perfilar como una alternativa fácil, barata<br />
y miniaturizable de las técnicas analíticas clásicas.<br />
Pero eso no fue todo, Clark tuvo la brillantez de ver<br />
que aquel electrodo que podía medir la concentración<br />
de oxígeno en la sangre o en otros fluidos o gases,<br />
lo haría igualmente con oxígeno desprendido de una<br />
reacción enzimática. Las enzimas son proteínas que<br />
catalizan (hacen más fácil) una reacción química.<br />
En una reacción química determinados reactivos se<br />
convierten en productos (el oxígeno puede formar<br />
parte de unos u otros). La actividad de una enzima<br />
depende de la cantidad de reactivos y productos<br />
que existan en el medio en el que se encuentra.<br />
De esta manera, dada un reacción química donde<br />
interviene el oxígeno, el electrodo sería capaz de<br />
medir la actividad de la enzima que la cataliza en<br />
basándose en la velocidad de producción o consumo<br />
de oxígeno. Así pues, a principios de los sesenta,<br />
demostró este concepto acoplando una membrana<br />
embebida con la enzima glucosa oxidasa a<br />
la punta de su electrodo para medir oxígeno.<br />
Pictograma<br />
de medidor<br />
de glucosa<br />
moderno<br />
(Fuente:<br />
ARASAAC).<br />
El resultado: el primer biosensor,<br />
que era efectivo para medir la<br />
concentración de glucosa. En<br />
presencia de glucosa y oxígeno,<br />
la glucosa oxidasa los convierte en<br />
ácido glucónico y agua oxigenada,<br />
de manera que la desaparición<br />
de oxígeno es proporcional a la<br />
concentración de glucosa. Una<br />
vez calibrado con concentraciones<br />
de glucosa conocidas, cualquier<br />
señal eléctrica procedente de<br />
la reacción del oxígeno con el<br />
electrodo al ponerse en contacto<br />
con la muestra, podrá ser asignada<br />
a una concentración de glucosa<br />
concreta.<br />
La idea del biosensor de glucosa<br />
se empezó a comercializar en<br />
los años setenta. A partir del<br />
primer desarrollo de Clark, se<br />
han ido desarrollado infinidad de<br />
biosensores para medir todo tipo<br />
de sustancias. Los biosensores<br />
actuales son instrumentos capaces<br />
de medir parámetros biológicos<br />
o químicos combinando casi<br />
siempre componentes de<br />
naturaleza biológica (e.g. enzimas)<br />
y físico-química (e.g. electrodos).<br />
16 | JoF | NO. 16 | 2014
Lentilla<br />
desarrollada por<br />
Google para medir<br />
la glucosa en las<br />
lágrimas (Fuente:<br />
GOOGLE).<br />
Desde el medidor de tirita hasta la revolucionaria tecnología de la<br />
lentilla de Google pasando por las narices electrónicas que detectan<br />
compuestos volátiles, ya casi se puede medir de todo, en cualquier<br />
sitio a concentraciones que rozan las partes por millón: metabolitos,<br />
agentes químicos de toda índole, presencia de microorganismos,<br />
material genético, etc. Aprovechando el desarrollo tecnológico del<br />
los últimos cuarenta años se han hecho más pequeños, más rápidos,<br />
más precisos, más baratos y con tantas funciones que levantan la<br />
envidia de la navaja del mismísimo McGiver.<br />
Daniel Moreno<br />
Referencias:<br />
- Iqb.es<br />
-Juan Carlos Álvarez Torices. La diabetes en el antiguo Egipto.<br />
- Wikipedia Commons<br />
-Severinghaus, J. W. (2002). The invention and development of<br />
blood gas analysis apparatus. Anesthesiology, 97(1), 253–6.<br />
- Vanibala.<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 17
18 | JoF | NO. 16 | 2014
CAJAL,<br />
FOTÓGRAFO<br />
Por José Ramón Alonso (@jralonso3)<br />
La primera noticia que conocemos de Cajal en relación con la fotografía o, al<br />
menos con su fundamento óptico, se produce cuando siendo un niño travieso<br />
—sus caricaturas corren de mano en mano y no abandona la cháchara con<br />
los camaradas— es castigado a quedarse encerrado en clase en su escuela de<br />
Ayerbe. En el aula en penumbra, Cajal hace un descubrimiento sorprendente:<br />
la luz que entra por una grieta de la contraventana proyecta sobre el techo,<br />
cabeza abajo y con sus naturales colores, las personas y caballerías que pasan<br />
por el exterior.<br />
En sus memorias Recuerdos de mi vida.<br />
Mi infancia y juventud escribe: «Ensanché<br />
el agujero y reparé que las figuras se<br />
hacían vagas y nebulosas; achiqué la<br />
brecha del ventano sirviéndome de<br />
papeles pegados con saliva y observé,<br />
lleno de satisfacción, que conforme<br />
aquélla menguaba, crecía el vigor y<br />
detalle de las figuras». Así, lo que el<br />
maestro consideraba un duro castigo se<br />
convirtió en una diversión, gracias a esta<br />
cámara oscura. Cajal, siempre con su<br />
lápiz, cuenta: «propúseme sacar partido<br />
de mi impensado descubrimiento. Y<br />
montado sobre una silla entreteníame<br />
en calcar sobre papel aquellas vivas<br />
y brillantes imágenes, que parecían<br />
consolar, como una caricia, las soledades<br />
de mi cárcel».<br />
En torno a 1868, cuando tenía dieciséis<br />
años, Cajal queda fascinado por el<br />
descubrimiento de la fotografía. Antes<br />
había topado con daguerrotipistas<br />
ambulantes, de esos que provistos de<br />
tienda de campaña, cámara de cajón<br />
y un objetivo enorme iban por los<br />
pueblos y ferias viviendo de fotografiar<br />
a los paisanos. En Huesca, invitado<br />
por un amigo puede penetrar «en el<br />
augusto misterio del cuarto obscuro»<br />
situado en un improvisado laboratorio<br />
fotográfico que usa como galería las<br />
bóvedas de la derruida iglesia de Santa<br />
Teresa, cerca de la estación, y queda<br />
cautivado por el proceso de revelado:<br />
«…la revelación de la imagen latente,<br />
mediante el ácido pirogálico, causome<br />
verdadera estupefacción».<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 19
Esta imagen latente es la que existe impresionada por<br />
la luz en los cristales de sal de plata y es la base del<br />
fenómeno fotográfico tanto en el negativo como en<br />
el positivo. «No me explicaba cómo pudo sospecharse<br />
que en la amarilla película del bromuro argéntico,<br />
recién impresionada en la cámara oscura, residiera<br />
el germen de maravilloso dibujo, capaz de aparecer<br />
bajo la acción de un reductor». Cajal sigue contando<br />
ese embeleso de todos los niños que han entrado<br />
por primera vez en un cuarto oscuro y han visto<br />
el proceso de revelado: «Todas estas operaciones<br />
produjéronme indecible asombro» aunque en su<br />
memoria cuenta que aquellos modestos fotógrafos<br />
estaban: «limpios de toda curiosidad intelectual y …<br />
lo importante consistía en retratar mucho y cobrar<br />
más». Casi cincuenta años después escribe que<br />
aquel momento despierta en él «una pasión, apenas<br />
mitigada hoy, cumplidos los sesenta y cinco».<br />
Este inicial hechizo se refuerza años más tarde en su<br />
convalecencia en el balneario de Panticosa, donde cura<br />
de la malaria y los problemas pulmonares contraídos<br />
en su estancia como capitán médico en Cuba y<br />
aumenta su interés por la fotografía como sustituto<br />
a sus frustradas ilusiones artísticas. Es muy probable<br />
que con los ahorros de las soldadas acumuladas en la<br />
isla caribeña se comprara, además de un microtomo<br />
y un microscopio, su primera cámara, y allí en el<br />
balneario bajo los Pirineos «… me entregué al dibujo, a<br />
la fotografía, a la conversación y al paseo… su cultivo<br />
vino a ser como una compensación feliz, destinada<br />
a satisfacer tendencias pictóricas definitivamente<br />
defraudadas por consecuencia de mi cambio de<br />
rumbo profesional».<br />
La fotografía canalizará su frustrada vena artística o,<br />
utilizando sus propias palabras, su anhelo de belleza.<br />
En ese sentido todo le interesaba: personas, grupos<br />
humanos, monumentos, paisajes... Hacia 1870 escribe<br />
una Historia de la fotografía, inédita hasta 1983, donde<br />
define este invento como «una de las maravillas de<br />
los fenómenos de la materia, que eclipsa y deja muy<br />
atrás a las siete celebradas maravillas del mundo».<br />
Se conservan de él estereografías de Madrid y sus<br />
calles, del acueducto de Segovia, de la Venus de Milo,<br />
de su viaje a los Estados Unidos, de su mujer y sus<br />
hermanas entre las palomas de la Plaza de San Marcos<br />
de Venecia... Llega a declarar: «Yo debo a la fotografía<br />
satisfacciones y consuelos inefables». Pero quizá lo<br />
más interesante de su producción fotográfica son sus<br />
autorretratos. Si nos fijamos en muchas de estas fotos,<br />
una de sus manos se cierra en un puño para ocultar el<br />
«LA FOTOGRAFÍA<br />
COMÚN Y, SOBRE<br />
TODO, LA FOTOGRAFÍA<br />
CROMÁTICA,<br />
CONSTITUYEN<br />
DISTRACCIÓN<br />
INCOMPARABLE PARA<br />
EL TRABAJADOR<br />
INTELECTUAL».<br />
disparador y, en ocasiones, realiza varias<br />
tomas sobre la misma placa para ahorrar<br />
material. Aparece con traje, o con la<br />
toga y la medalla académica o con la<br />
ropa vieja que debe usar cualquiera<br />
que trabaje con sales de plata y haya<br />
visto sus manchas indelebles; solo,<br />
rodeado de su mujer y sus hijos, con<br />
sus discípulos, con sus hermanos; con<br />
aquellos objetos de los que está más<br />
orgulloso, su microscopio, ¡en alguna<br />
con tres microscopios!; en su despacho,<br />
en una mesa que parece del salón de su<br />
casa, en la cocina, en el laboratorio; en<br />
una excursión del gastronómico Gaster<br />
Club, amigos con los que compartía el<br />
gusto por el aire libre, la fotografía y los<br />
arroces; jugando al ajedrez con Olóriz,<br />
catedrático de Granada que se rasca la<br />
nuca como queriendo dejar constancia<br />
de la maestría de Cajal… Mucho de don<br />
Santiago está en sus fotografías.<br />
20 | JoF | NO. 16 | 2014
Con su formación investigadora, Cajal experimentará<br />
y trabajará con diferentes técnicas, desde el primitivo<br />
daguerrotipo en cobre, pasando por el colodión<br />
húmedo hasta llegar al gelatino-bromuro. Esta nueva<br />
técnica que trabaja sobre placas secas permite realizar<br />
tomas con exposiciones inferiores a un segundo, que<br />
permitirán, por fin, hacer retratos sin tener que posar,<br />
captar con nitidez seres que se mueven, capturar la<br />
espontaneidad y naturalidad de un momento, las<br />
famosas «instantáneas».<br />
Gracias a tan bello invento [se refiere al gelatinobromuro]<br />
los minutos se convirtieron en fracciones<br />
de segundo. Y fue posible abordar la instantánea del<br />
movimiento, fijar para siempre la veleidad incopiable<br />
del oleaje, reproducir la fisonomía humana en sus<br />
gestos más bellos y expresivos sorprenderla, en fin,<br />
durante los cortos instante en que, libre del filo de la<br />
infatuación o de la pose, la verdadera personalidad<br />
del modelo asoma por ojos y labios.<br />
Cajal tenía, además, un gran habilitad técnica y así irá<br />
fabricando sus propias placas fotográficas y será un<br />
pionero del primer microfilm. Sus experimentos con<br />
la fotografía los afronta de manera similar al trabajo<br />
de laboratorio. Lleva un cuaderno donde anota sus<br />
ideas, las sugerencias para mejorar las técnicas, los<br />
resultados obtenidos. Es un avanzado a su tiempo y<br />
antes de que nadie se ponga a hablar de granularidad<br />
y granulación, de sensibilidad y definición, él ya ha<br />
llegado de una forma empírica a la mejora de estos<br />
aspectos técnicos. Cajal aconseja que «durante la<br />
fabricación de placas, la disolución de plata en la<br />
solución de gelatina, no debe hacerse por encima<br />
de 40 ºC …porque corremos el riesgo de obtener<br />
emulsiones de grano demasiado grueso y por tanto,<br />
poco apropiadas a la reproducción del color».<br />
Fruto de todo este trabajo Cajal publica en 1912 un<br />
libro titulado Fotografía de los colores. Bases científicas<br />
y reglas prácticas, una obra importante en la historia<br />
de la fotografía en España. En la introducción a este<br />
libro, Cajal cuenta cómo su propia vida ha seguido<br />
la vida de la fotografía:<br />
«En mi larga carrera de cultivador de la placa sensible,<br />
he sorprendido todas sus fases evolutivas. De niño,<br />
me entusiasmó la placa daguerriana, cuyos curioso<br />
espejismos y delicados detalles me llenaron de<br />
ingenua admiración. Durante mi adolescencia aspiré<br />
con delicia el aroma del colodión, proceder fotográfico<br />
que tiene los irresistibles atractivos de la dificultad<br />
vencida, porque obliga a fabricar por sí la capa sensible<br />
y a luchar heroicamente con la rebeldía<br />
de los baños de plata y la desesperante<br />
lentitud de la exposición. Alcancé después<br />
el espléndido período del gelatinobromuro<br />
de Bennet y V. Monckhoven… Ya<br />
en plena madurez, saludé regocijado la<br />
aparición del autocromatismo de Vögel y<br />
la exquisita sensibilidad de las emulsiones<br />
argénticas…Faltaba todavía alcanzar el<br />
soñado ideal, es decir, descubrir medios<br />
prácticos para fotografiar los colores…<br />
Hétenos ya, gracias al maravilloso de<br />
invento de Lumière, emancipados de la<br />
intolerable esclavitud del blanco y negro».<br />
En los Recuerdos de mi vida. Mi labor<br />
científica dice que escribió este libro por<br />
dos motivos, el primero «… contribuir<br />
con mi modesta iniciativa a divulgar<br />
entre los aficionados a la heliocromía<br />
los principios físicos fundamentales de<br />
esta maravillosa aplicación de la ciencia».<br />
El segundo es sentimental y se debe a<br />
que su hijo Santiago enfermó seriamente<br />
del corazón «y para estimular iniciativas<br />
editoriales escribí los primeros capítulos<br />
del libro».<br />
Según va avanzando en su carrera<br />
científica, la fotografía y la Neurobiología<br />
se van imbricando. Habla del papel<br />
intacto de positivar fotografías y el<br />
cerebro en blanco del niño que va<br />
impresionando imagen tras imagen<br />
con el paso del tiempo. Cuenta en las<br />
memorias de su infancia que «una pared<br />
lisa y blanca ejercía sobre mí (cuando<br />
todavía contaba 8 o 9 años) irresistible<br />
fascinación». Por otro lado, usa en el<br />
laboratorio técnicas de plata, con las<br />
que hace la parte fundamental de su<br />
investigación. Cajal, que valora lo que<br />
una nueva técnica abre para estudiar lo<br />
desconocido, aprende los métodos de<br />
tinción que le enseña Simarro en uno de<br />
los cuales el paso nº 4 dice «Exposición<br />
de los cortes [histológicos] a la luz<br />
como si fueran papeles fotográficos».<br />
Aún en la actualidad se utiliza fijador<br />
fotográfico para estabilizar alguna de<br />
estas preparaciones argénticas.<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 21
«SOLO LAS<br />
FOTOGRAFÍAS<br />
CONTEMPORÁNEAS DE<br />
NUESTRA JUVENTUD<br />
O DE NUESTRA<br />
MADUREZ SABEN<br />
HACER EL MILAGRO<br />
DE RESUCITAR A LOS<br />
MUERTOS».<br />
También mejora sus preparados argénticos del<br />
encéfalo y a la vuelta de un viaje de verano a Italia<br />
decide modificar el método de Simarro y da lugar<br />
a lo que conocemos como los métodos de plata<br />
reducida Cajal, cuyos paralelismos con las técnicas<br />
fotográficas son innegables. Más aún, Simarro y Cajal<br />
incluyen las piezas de cerebro en celoidina, un buen<br />
medio de inclusión y corte, pero la celoidina no es<br />
otra cosa que el colodión (mezcla de algodón pólvora,<br />
alcohol y éter) que es con lo que se fabrican las placas<br />
húmedas que tan bien conocía Cajal.<br />
Al igual que en la Neurociencia, los estudios de Cajal<br />
sobre la fotografía se reflejan en una importante serie<br />
de publicaciones. Entre 1901 y 1926 publica dieciséis<br />
artículos y una monografía con temas diversos<br />
tales como la aplicación científica de la fotografía,<br />
morfología de las emulsiones, reproducciones del<br />
color, etc.<br />
Cajal vive la fotografía como una prolongación de la<br />
existencia y al mismo tiempo también la reivindica<br />
como esparcimiento, como ocio.<br />
En su libro Fotografía de los colores hay al menos<br />
dos frases en ese sentido. Al comienzo escribe<br />
«La fotografía común y, sobre todo, la fotografía<br />
cromática, constituyen distracción incomparable para<br />
el trabajador intelectual. En los prosaísmos y miserias<br />
de la lucha profesional o de la vida oficinesca, pone<br />
un poco de poesía y algo de emoción imprevista»<br />
y más adelante añade «es dicha grande para todos<br />
los que de vez en cuando necesitamos interrumpir<br />
con un poco de solaz el duro batallar del trabajo».<br />
Cajal, y es otra de las constantes de su<br />
vida, no se conforma con seguir una receta<br />
sino que mejora los protocolos. Analizó las<br />
placas fotográficas con un microscopio,<br />
lo que le permitió entender las imágenes<br />
obtenidas con las placas impresionadas por<br />
el método interferencial de Lippmann. Su<br />
análisis, probablemente nunca realizado<br />
con anterioridad, permitió resolver algún<br />
problema muy discutido, como el modo<br />
de obtención del blanco.<br />
Ramón y Cajal también habla de la fotografía para<br />
dejar huella, como un elemento de perdurabilidad,<br />
de, en una palabra cargada de sentido, inmortalizar.<br />
«Privilegio de la fotografía, como del arte, es<br />
inmortalizar las fugitivas creaciones de la naturaleza.<br />
Gracia a aquélla, parecen revivir generaciones<br />
extinguidas, seres sin historia que no dejaron la menor<br />
huella de su existencia. Porque la vida pasa pero la<br />
imagen queda».<br />
De forma especial lo liga al recuerdo de los que ya<br />
no están. Cajal ha vivido ese cambio de época en la<br />
22 | JoF | NO. 16 | 2014
que de la generación anterior no queda una imagen,<br />
solo los reyes y los ricos dignatarios podían permitirse<br />
pagarse un retrato y ahora un avance tecnológico lo<br />
ha hecho posible para todas las clases medias.<br />
«Solo las fotografías contemporáneas de nuestra<br />
juventud o de nuestra madurez saben hacer el<br />
milagro de resucitar a los muertos». Esta nostalgia<br />
conecta con un lamento incluido en los Recuerdos de<br />
mi vida «No poseo por desgracia retratos de la época<br />
juvenil ni siquiera de la madurez de mis progenitores».<br />
Cajal busca perdurar y en ese deseo de perdurar<br />
está también en su fotografías, en sus múltiples<br />
autorretratos, en las fotos de su mujer y sus hijos,<br />
en aferrar y cristalizar los momentos, los recuerdos,<br />
los viajes.<br />
«¡Qué pena se siente al pensar en la muchedumbre<br />
de seres ignotos, descendidos a la tumba, y que<br />
viven y palpitan sin embargo en nuestras viejas<br />
fotocopias! Saludemos de pasada a estos muertos<br />
transeúntes, ignorantes de que, gracias a nuestro<br />
objetivo fotográfico, alcanzaron una sombra de vida<br />
y un momento de actualidad».<br />
Al igual que en el laboratorio y en contra de esa<br />
imagen del sabio trabajando en la penuria y con<br />
escasez de medios, Cajal intentó tener el mejor<br />
microscopio y contaba con un muy buen equipo<br />
de máquinas fotográficas y accesorios. Poseía una<br />
Steinheil estereoscópica construida en Múnich, una<br />
“Verascope”, una «E. Krauss» con objetivo Zeiss y<br />
otra más moderna, una «L. Gaumont & Cía.» modelo<br />
«Stereo Spido». Algunos de esos instrumentos,<br />
cámaras, visores, etc. se conservan en el museo del<br />
Instituto Cajal.<br />
Hay una pregunta última cuya repuesta es difícil de<br />
saber. Siendo Cajal un experto en fotografía, ¿por<br />
qué sus artículos, sus libros solo contienen, salvo<br />
algún caso excepcional y prácticamente anecdótico,<br />
dibujos y ninguna foto Cada dibujo detallado —<br />
un aspecto clave de la “marca Cajal”, reconocibles<br />
universalmente todavía al día de hoy— implica un<br />
trabajo ingente y además, arriesgado. A pesar del<br />
uso de la cámara clara, un aparato que permite<br />
seguir con el lápiz o el pincel los contornos de lo<br />
que estás viendo en el microscopio, siempre hay<br />
mayor riesgo de subjetividad en un dibujo<br />
que en una foto. Por otro lado, Cajal disponía<br />
de aparatos microfotográficos y además, la<br />
calidad de sus preparaciones histológicas era<br />
excelente, no se trataba por tanto de recurrir<br />
al dibujo para ocultar las imperfecciones que<br />
una fotografía desvelaría. Entonces ¿por qué<br />
Hay varias respuestas posibles:<br />
• Una pasión artística. A Cajal le<br />
encantaba dibujar y eso es una constante en<br />
su vida. En el colegio, en Cuba, en el balneario<br />
de Panticosa, Cajal dibuja y dibuja. Muchos<br />
de sus dibujos científicos están coloreados<br />
y son de una belleza apabullante, auténticas<br />
obras de arte.<br />
• Un ejercicio de realismo. La preparación<br />
histológica no deja de ser un artefacto, algo<br />
hecho por el hombre, es la célula muerta,<br />
deshidratada, tratada con numerosas<br />
sustancias químicas, procedimientos que<br />
muestran unas cosas y ocultan otras, una<br />
preparación no deja de ser un «dibujo» de<br />
la célula real.<br />
• Un afán didáctico. El dibujo interpreta<br />
y la fotografía no, o lo hace en menor medida.<br />
El dibujo permite llevar al lector a los detalles<br />
importantes. Cajal guía, «sabe ver» y enseña a<br />
ver, discrimina lo importante de lo anecdótico,<br />
muchas de sus ilustraciones están a medio<br />
camino entre el dibujo y el esquema, son<br />
representaciones morfológicas que quieren<br />
sugerir una explicación funcional.<br />
• Un problema técnico. La fotografía<br />
enfoca en un único plano y tiene poca<br />
profundidad de campo lo que genera<br />
un problema con las neuronas que<br />
lanzan sus extensiones por grandes<br />
distancias de un volumen amplio.<br />
Muchos de los preparados con la técnica de<br />
Golgi que usa Cajal se cortan a un grosor treinta<br />
veces superior o más al de las preparaciones<br />
histológicas habituales para poder seguir las<br />
prolongaciones. La fotografía puede hacer<br />
perder muchos detalles valiosos.<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 23
• Un trabajo inclusivo. Cajal llega a sus<br />
conclusiones tras estudiar cientos de preparados, a<br />
menudo comparando distintas especies, distintas<br />
edades de la misma especie. Sus dibujos no<br />
son una representación gráfica de uno de esos<br />
detalles histológicos, como sería necesariamente<br />
una fotografía sino una imagen integradora,<br />
ideal, construida a partir de observar cientos<br />
de imágenes parecidas y cogiendo los mejores<br />
detalles de cada una de ellas.<br />
En el ámbito del microscopio nos perdimos al<br />
Cajal fotógrafo pero disfrutamos del Cajal artista,<br />
además del esforzado trabajador, pues en cinco<br />
años, los que tardó en preparar La Histología del<br />
sistema nervioso del hombre y los vertebrados<br />
escribió 1800 páginas de texto y 887 grabados<br />
originales, un ejemplo más de la tenacidad y la<br />
capacidad de trabajo de este aragonés universal.<br />
Para terminar su reflexión sobre la fotografía<br />
realizada cuando ya había cumplido los sesenta<br />
años:<br />
«La fotografía no es deporte vulgar, sino ejercicio<br />
científico y artístico de primer orden y una dichosa<br />
ampliación de nuestro sentido visual. Por ella<br />
vivimos más, porque miramos más y mejor. Gracias<br />
a ella, el registro fugitivo de nuestros recuerdos<br />
conviértese en copiosa biblioteca de imágenes,<br />
donde cada hoja representa una página de nuestra<br />
existencia y un placer estético redivivo. Y es algo<br />
más. Constituye también medicina eficacísima<br />
para las decadencias del cuerpo y las desilusiones<br />
del espíritu; seguro refugio contra los golpes<br />
de la adversidad y el egoísmo de los hombres.<br />
De mí sé decir que olvidé muchas mortificaciones<br />
gracias a un buen cliché, y que no pocas<br />
pesadumbres crónicas fueron conllevadas y casi<br />
agradecidas al dar cima a una feliz excursión<br />
fotográfica».<br />
Para leer más:<br />
• Abadía Fenoll, F., Carrato Ibáñez, A.<br />
(1984) Cajal una vez más. Universidad<br />
de Granada, Granada.<br />
• Argerich Fernández, I. (2004) Cajal y la<br />
fotografía. En: Santiago Ramón y Cajal<br />
(1852-2003). Ciencia y Arte. Catálogo de<br />
exposición. La Casa Encendida, Madrid.<br />
• Hernández Latas, J.A. (2000) Viajes<br />
fotográficos de Santiago Ramón y<br />
Cajal. De París a Estados Unidos, 1899.<br />
Catálogo de exposición. Cortes de<br />
Aragón, Zaragoza.<br />
• Hernández Latas, J.A. (2001) Viajes<br />
fotográficos de Santiago Ramón y Cajal.<br />
Italia, 1903. Catálogo de exposición.<br />
Cortes de Aragón, Zaragoza.<br />
• López Piñero, J.M- (2000) Cajal. Ed.<br />
Debate, Madrid.<br />
• Ramón y Cajal, S. (2004) La fotografía<br />
de los colores: Fundamentos científicos<br />
y reglas práctica. Nicolás Moya, Madrid<br />
1912, 2ª ed. Ed. Clan, Madrid.<br />
• Ramón y Cajal, S. (2007) Mi infancia y<br />
juventud. El mundo visto a los ochenta<br />
años. Ed. Prames, Zaragoza.<br />
José Ramón Alonso<br />
24 | JoF | NO. 16 | 2014
2014 | NO. 16 | JoF | 25
EXPLICANDO<br />
UNA<br />
FOTOGRAFÍA<br />
EN EL AULA<br />
Por Galiana (@GalianaRGM)<br />
En mi primer día de clase en el instituto siempre<br />
les hago el mismo juego a los alumnos. Les muestro<br />
una fotografía y les invito a que me digan sin tapujos<br />
qué ven en ella.<br />
La primera respuesta suele ser sobre que está<br />
hecha en blanco y negro, y que en ella aparecen<br />
personas viejas. Les pregunto si sobre eso hay alguna<br />
discrepancia y nadie dice lo contrario porque quien,<br />
levantando la mano, opinó de esa manera tiene razón.<br />
En la imagen aparecen personas de determinada edad;<br />
no todos peinan canas, pero se nota que no son ya<br />
unos jovencitos.<br />
Intento que mis alumnos vean alguna cosa más, y<br />
lo siguiente que suelen destacar es la vestimenta de<br />
otro siglo. Cierto; el retrato coral —ahora lo llamaríamos<br />
selfie—, está complementado por una película rodada<br />
en 1927 y los que salen en ella van vestidos según los<br />
usos y costumbres de la época.<br />
26 | JoF | NO. 16 | 2014
2014 | NO. 16 | JoF | 27
¿Alguna observación más Casi siempre contesta a esta<br />
pregunta una alumna que, con cierto tono de ofensa, espeta:<br />
-¡Solo hay una mujer!<br />
La verdad es que no hace falta ser una lumbrera para darse<br />
cuenta de ello, pero explicar en clase de Física y Química<br />
que las mujeres han sido ninguneadas en la Ciencia a lo<br />
largo de la historia es entrar en materias más propias de<br />
otras asignaturas.<br />
A continuación, los que siguen la “religión del fútbol”<br />
lo comparan con la foto de la temporada del equipo de<br />
sus amores, con lo que me veo obligado a cortar el tema<br />
porque las rivalidades futboleras nos alejan de la materia que<br />
debemos tratar, y toca mandar callar antes que se desmadren<br />
del todo.<br />
Una vez puesta la sordina al aula, hago la pregunta del<br />
millón.<br />
-¿Quién de vosotros sabría identificar a alguno de los<br />
retratados<br />
El silencio es aterrador. Y digo que es aterrador porque<br />
siempre espero que entre los 25 alumnos por lo menos<br />
uno diga un nombre y, año tras año, me encuentro con la<br />
callada por respuesta.<br />
-Os daré alguna pista por si eso os ayuda.<br />
La fotografía fue hecha en Bruselas, y todas estas personas<br />
fueron reunidas por un químico industrial belga que nació en<br />
1838 y murió en 1922. Este hombre se hizo inmensamente<br />
rico gracias a la sosa, tanto que se dedicó a labores de<br />
filantropía, como por ejemplo la creación de varios institutos<br />
internacionales de investigación científica en fisiología,<br />
sociología, física y química.<br />
¿Alguno sabe de quién estoy hablando<br />
De nuevo el silencio en el aula me confirma que mis<br />
alumnos son poco observadores y nada curiosos, lo cual<br />
dada la materia que imparto no es nada bueno.<br />
-Sé que es vuestro primer día de clase, pero habéis estado<br />
en las instalaciones de este Centro varias veces antes de<br />
hoy, y habéis dicho, o por lo menos escrito, más de una<br />
vez el nombre de la persona a la que me estoy refiriendo.<br />
28 | JoF | NO. 16 | 2014
Todos callados, las cabezas mirando a las mesas, y ese miedo a que yo les<br />
pregunte directamente y deje a alguno en evidencia el primer día, lo cual no entra<br />
en mis intenciones.<br />
-Supongo que todos sabéis como se llama este Centro. Uno que se atreva a<br />
decir su nombre.<br />
-¡Ernest Solvay!- suelen gritar casi todos a coro<br />
-No era tan complicado.<br />
La persona que da nombre a este Instituto fue el promotor de una serie de<br />
Congresos en los que reunió a las personas que aparecen en la fotografía que os<br />
estoy enseñando. Esta pertenece en concreto al quinto.<br />
Ahora quiero que volváis a mirar bien la fotografía. Buscad en la imagen a la<br />
mujer que hay y según miráis contad dos hombres a la derecha. Uno que tiene<br />
pelo blanco y bigote negro.<br />
¿Lo tenéis todos localizado<br />
Mis alumnos suelen asentir con la cabeza<br />
-¿Alguno puede decirme si conoce a esta persona<br />
De nuevo todos callados.<br />
-Ahora mirad en la segunda fila; empezando por la derecha, el primero. Uno que<br />
está muy repeinado hacía atrás. ¿Localizado<br />
La clase entera asiente con la cabeza, pero no se atreven a decir ni mu.<br />
-Pues entre los dos personajes que os he señalado tuvieron sus más y sus menos<br />
sobre un principio que había desarrollado un tercero. Éste está situado en la última<br />
fila, los que están de pie, contando tres. Teniendo en cuenta que el segundo podría<br />
ser considerado como una cuarta fila.<br />
¿Todo el mundo sabe a quién me refiero<br />
Nadie suele decir nada, pero los ojos de todos están fijos en la fotografía.<br />
-El tipo del bigote negro con el pelo blanco le dijo a éste ultimo «Usted cree en<br />
un Dios que juega a los dados», a lo que el primero de la segunda fila empezando<br />
por la derecha le dijo «…deje de decirle a Dios lo que debe hacer con sus dados».<br />
Los tres personajes son nada más y nada menos que Albert Einstein siendo<br />
socarrón con el Principio de Incertidumbre de Werner Heisenberg, y Niels Bohr<br />
tratando de dejar en evidencia al físico alemán de origen judío.<br />
La cara de sorpresa de mis alumnos es tremenda, y los comentarios sobre ¿ése<br />
es Einstein, que dicho sea de paso es el único que les suena de los tres.<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 29
Soy incapaz de reproducirlos dado que incluyen algunos calificativos poco<br />
afortunados.<br />
-De momento ya conocéis a tres protagonistas. Nos quedan veintiséis por<br />
identificar y tenemos que hacerlo antes de que se acabe la clase. Tenemos mucha<br />
tarea por delante antes que dé la hora, no podemos perder el tiempo.<br />
Diecisiete de los diecinueve fueron Premio Nobel, pero solo uno de ellos lo<br />
fue por dos disciplinas diferentes, una en Física y otra en Química. Y para más<br />
señas es la única mujer. ¿Alguno se atreve, sabiendo que es contemporánea del<br />
creador de la Teoría de la Relatividad, a decir su nombre<br />
Aquí siempre alguno levanta la mano. Normalmente, lo dice a boleo no porque<br />
esté seguro de lo que está diciendo, pero como es la única mujer que le viene<br />
a la mente lo suelta por si cuela, y atina.<br />
-Marie Curie.<br />
-¡Has acertado!, la mujer en cuestión es Maria Salomea Skłodowska-Curie.<br />
Ya van quedando menos<br />
Sobre la Conferencia que estamos comentado, os he dicho que existe una<br />
película, que os enseñaré en otra ocasión, grabada por Irving Langmuir, el<br />
neoyorquino fue Premio Nobel en Química en 1932 y está sentado el primero<br />
por la izquierda en la primera fila.<br />
En este punto siempre algún alumno comenta que porqué no la vemos en ese<br />
momento, a lo que tengo que decirle que hoy solo vamos a analizar la fotografía.<br />
Ahora viene la parte que los docentes odiamos porque siempre es compleja:<br />
cómo hacer que tus alumnos te presten atención. Toca echar mano de todos los<br />
recursos y empezar por aquello que puede resultarles más llamativo.<br />
-¿Alguno ha oído hablar del gato de Schrödinger<br />
Esta pregunta me la contestó hace un par de años un alumno diciendo que<br />
así se llamaba el minino de su vecina que no hacía más que bufarle a su perro.<br />
Tentado estuve de explicarle que el físico austriaco elaboró una composición<br />
mental diabólica, allá por 1935, según la que encerraba a un gato en una caja de<br />
acero, en la que suponía una vasija cerrada con cianuro de hidrógeno amenazada<br />
por un martillo acoplado a un contador Geiger, de manera que si se producía la<br />
desintegración radiactiva de algún átomo el contador dispararía el martillo, que<br />
romperá la vasija y el gato moriría. Dejé pasar la ocurrencia de mi alumno porque<br />
matar animales en clase, aunque sea de palabra, suele herir sensibilidades.<br />
Este año nadie conocía al dichoso gato, con lo que decidí pasar a otro personaje<br />
de la fotografía.<br />
30 | JoF | NO. 16 | 2014
-Visto que ninguno ha oído hablar de Schrödinger ni de su gato,<br />
veamos si alguno ha oído hablar de Mecánica Cuántica y del Principio<br />
de Exclusión. Localizad de nuevo a Heisenberg; el morenito que está<br />
a su lado izquierdo es Wolfgang Pauli. Al físico austro-suizo no se le<br />
ocurrió otra cosa que pensar sobre la imposibilidad que dos electrones<br />
de un mismo átomo puedan tener la misma energía, el mismo lugar,<br />
e idénticos números cuánticos. Teoría por la cual, en 1945, le dieron<br />
un Nobel en Física.<br />
Me gusta ver las caras de mis alumnos fijos en la foto y esperando<br />
que les cuente algo que no tenga que ver con teorías de las que<br />
nunca han oído hablar, así que vuelvo a los chascarrillos que es lo<br />
que más les atrae.<br />
-En la última fila, el primero por la izquierda, el que le saca la cabeza<br />
a todos... Fue la primera persona en utilizar una aeronave presurizada<br />
colgada de un globo para ascender a la estratosfera, acompañado de<br />
su mujer. Su nombre es Auguste Piccard, y a los que les guste “Las<br />
aventuras de Tintín”, el personaje del Profesor Tornasol está inspirado<br />
en este físico suizo.<br />
Ni que decir tiene que siempre alguno conoce al reportero salido<br />
de la imaginación de Hergé, y el resto preguntan por sus héroes<br />
preferidos, con lo cual de nuevo tengo que cortar el tema alegando<br />
que tenemos que ver un montón de científicos antes que toque la<br />
sirena.<br />
-Tú, el de la primera fila —me gusta señalar a un alumno y voy<br />
rotando por filas en cada curso—, señálame uno de los retratados<br />
del que no haya hablado.<br />
-El que se parece a Charlot.<br />
-No veo a ninguno con bombín y bastón, pero supongo que te<br />
refieres al tercero por la derecha de la segunda fila.<br />
-A ése, a ése.<br />
-Se trata nada más y nada menos que del Príncipe Louis-Victor<br />
Pierre Raymond de Broglie, séptimo Duque de De Broglie, y par de<br />
Francia. Este noble francés, que además era físico, recibió un Nobel<br />
en Física en 1929 por descubrir la dualidad onda-corpúsculo, pero<br />
intentaré a lo largo del curso contactar con Stephen Hawking por<br />
si pudiera pasarse por aquí para explicar la hipótesis de De Broglie<br />
como Dios manda.<br />
Curiosamente todos conocen al científico y gritan alborozados<br />
ante la posibilidad de una visita del británico al Centro.<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 31
De nuevo corto la algarabía y sigo con mi explicación.<br />
-Para hacer esto un poco más rápido voy a citar la fila de atrás desde Piccard<br />
hasta el final. Si alguno quiere saber sobre alguien en particular, que anote el<br />
nombre y que me diga cuando llegue al final.<br />
Junto al explorador suizo del que ya os he hablado está situado el doctorando<br />
de Marie Curie, Émile Henriot, que demostró la radioactividad del potasio y del<br />
rubidio, elementos químicos de los que hablaremos a lo largo del curso. A su lado, el<br />
físico austriaco Paul Ehrenfest, que desarrolló el teorema que lleva su nombre, pero<br />
que nadie se asuste porque no tendréis que estudiar sus teorías sobre Mecánica<br />
Cuántica. El siguiente es un químico belga llamado Edouard Herzen; tras él está<br />
Théophile Ernest de Donder —matemático y físico belga—, famoso por desarrollar<br />
la Afinidad Química. El moreno de las cejas blancas me lo salto porque ya hemos<br />
hablado de él, y a su lado está el físico flamenco Emile Verschaffelt, que fue secretario<br />
del Instituto Internacional de Física Solvay. A continuación, Pauli, Heisenberg, el<br />
astrónomo británico Sir Ralph Howard Fowler y el último de esa fila, el creador de<br />
la Teoría de la Información, el físico francés Léon Nicolas Brillouin.<br />
- ¿Alguien está interesado en saber sobre los científicos que acabo de citar<br />
Normalmente aquí no hay preguntas porque esto de enumerar no les gusta<br />
nada, así que me toca rebuscar en el anecdotario antes de que empiecen a remover<br />
sus culos en las sillas y entremos en la fase de interrumpir la clase con alguna<br />
payasada típica de adolescente.<br />
-¿Quién de vosotros ha visto la película de Grease Ya sé que es de 1978, pero<br />
alguna reposición en la TV han puesto.<br />
Aquí siempre alguno suele decir que su padre es muy fan de Travolta. Entonces<br />
yo les digo que el matemático y físico alemán Max Born que aparece en la fotografía<br />
es abuelo de Olivia Newton-John, la actriz que da vida a Sandy en la película.<br />
Es nombrar el cine y los alumnos vuelven a prestar atención, pero hay que<br />
seguir ahí y los profesores no lo tenemos nada fácil. Así que utilizar el recurso de<br />
los amantes es lo siguiente que me toca.<br />
-Entre Marie Curie y Einstein debería estar sentado Paul Langevin, pero, para<br />
evitar que las malas lenguas comentaran el romance que éste mantenía con la<br />
viuda de Pierre Curie, sentaron al matemático holandés Lorentz. Y, sí, Langevin<br />
estaba casado.<br />
Por cierto, el físico francés fue arrestado por la Gestapo y cuando fue puesto<br />
en libertad huyó a Suiza como alma que lleva el diablo. Sentado a su derecha está<br />
el matemático suizo Charles-Eugène Guye, que hizo la tontería de demostrar que<br />
la masa de los electrones se incrementa con su velocidad.<br />
¿Alguno me puede decir cuántos retratados nos quedan<br />
Llegado a este punto siempre hay alguno que da una cifra y, por increíble que<br />
sea, acierta.
-Profesor, quedan 9.<br />
Sigo con la explicación sin confirmarle que está en lo cierto,<br />
que luego se crecen que no veas.<br />
-Debye, físico-químico, en cuyo honor se dio su nombre<br />
al asteroide 30852 descubierto en octubre de 1991, cuando<br />
todavía ninguno de vosotros había nacido. Otro que tiene su<br />
nombre unido al espacio es Hendrik Kramers, porque se le dio<br />
su nombre a un cráter lunar, lo mismo que el físico escocés<br />
Charles Wilson, que está sentado en primera fila, el segundo<br />
por la derecha. A su lado, en el extremo derecho, está el<br />
Premio Nobel de Física en 1928 Owen Willans Richardson,<br />
que por si os interesa es el que estableció las bases de la<br />
emisión termoiónica.<br />
He pronunciado un palabra que con toda probabilidad<br />
nunca habéis escuchado, pero ir acostumbrándoos porque<br />
en esta clase hablaremos del crecimiento epitaxial por haces<br />
moleculares. Y no, no es otro idioma, son vocablos manejados<br />
por Martin Knudesen.<br />
A Arthur Compton le otorgaron el Nobel de Física en 1927<br />
por los espectros de los rayos X, esto ya os suena algo más.<br />
Al lado izquierdo de Marie Curie ocupa asiento Max Planck,<br />
al que se le ocurrió relacionar la energía con la frecuencia de<br />
la radiación, y de ahí está la constante que lleva su nombre.<br />
De William Lawrence Bragg os diré que le otorgaron el<br />
Nobel de Física cuando tenía 25 años. Ahí lo dejo por si alguno<br />
se aplica en mis clases y quiere invitarnos a Estocolmo dentro<br />
de una década.<br />
El último de los que quedan es el más callado de todos; no<br />
en vano Paul Dirac, pronunció la frase «A mí me enseñaron<br />
en la escuela que nunca se debe empezar una frase sin saber<br />
el final de la misma». Aprender esto no os vendría nada mal.<br />
No sé como lo hago pero cuando pronunció esta frase<br />
coincide con el sonido de la sirena que indica el cambio de<br />
clase y apenas me queda tiempo para decirles a mis alumnos<br />
que les veré el próximo día.<br />
Galiana<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 33
JoF EN LAS AULAS<br />
CIENCIA<br />
FORENSE<br />
DE LA TEORÍA A LA PRÁCTICA<br />
Por Teresa Pons (@Teresa_Pons)<br />
En el Londres del siglo XIX, en plena época<br />
victoriana tardía, una serie de acontecimientos dejaron<br />
a la sociedad inglesa/británica asustada y confusa.<br />
Eran tiempos de industrialización y progreso que<br />
hicieron de la capital la ciudad más grande del imperio<br />
británico (y del mundo). Y junto con ello, nacieron<br />
los suburbios donde reinaban barrios abarrotados<br />
de gente, condiciones insalubres y proliferación de<br />
burdeles. Las crónicas de la época hablan de lo poco<br />
segura que era Londres debido al gran número de<br />
ladrones, niños carteristas y bandas callejeras.<br />
No debió de ser una época fácil, sobre todo en la<br />
zona de “East End” de Londres, área conocida por<br />
sus notables “slums” habitados por gentes de clase<br />
obrera, nativos ingleses o bien, inmigrantes llegados de<br />
diferentes partes de Europa. En estas condiciones de<br />
gran pobreza, acontecieron unos eventos atroces: al<br />
menos cinco casos de mujeres muertas y mutiladas se<br />
asociaron a un asesino en serie, Jack el Destripador.<br />
Mucho ha llovido desde los casos de “Whitechapel” del<br />
1888 y hoy en día, aunque todavía haya<br />
casos por resolver, la ciencia forense ha<br />
avanzado a pasos de gigante y el tal Jack<br />
se lo pensaría dos veces antes de cometer<br />
semejantes atrocidades en la actualidad.<br />
Prueba de ello son las iniciativas que<br />
cualquier aficionado o experto en la<br />
materia puede disfrutar: fascinantes series<br />
de TV tales como CSI, Bones o la increíble<br />
doctora Jan Garavaglia en Dra. G. Médica<br />
Forense. También hay interesantísimos<br />
libros que enseñan a hacer experimentos<br />
forenses caseros (ver referencias) y un<br />
largo etcétera. Asimismo, no hay que<br />
olvidar esas charlas y congresos en las<br />
que se juntan profesionales del sector para<br />
exponer y debatir nuevos hallazgos que<br />
puedan beneficiar en el estudio forense<br />
y la sociedad como última beneficiaria.<br />
Tuve la oportunidad de participar en el<br />
2º Congreso internacional en Ciencias<br />
34 | JoF | NO. 16 | 2014
Póster del<br />
Segundo<br />
Encuentro<br />
Internacional<br />
de Ciencias<br />
Forenses y<br />
Comportamiento<br />
Criminal<br />
Forenses y Comportamiento Criminal que se celebró el pasado Mayo en<br />
Portugal y que fue organizado por el “Instituto Superior de Ciências da Saúde Egas<br />
Moniz”, ISCSEM. En él se dieron cita algunos de los expertos de gran renombre<br />
internacional en las más diversas y cautivadoras áreas con las que la ciencia<br />
forense cuenta hoy en día.<br />
Tal es el caso del Dr. Dallas Mildenhall experto neozelandés en palinología a<br />
nivel mundial y de quien esta misma revista Jof publicó una entrevista en el<br />
número 14. Mildenhall expuso el problema de la falsificación de medicamentos<br />
aportando escalofriantes datos tales como que dicho fenómeno representa del<br />
15 al 20% de los fármacos comercializados llegando a ser del 100% en algunas<br />
áreas. Respecto a los fármacos antimaláricos, el 53% de éstos en el sur este de<br />
Asia son falsos. No supone una tarea fácil descubrir su origen y cuáles son las<br />
rutas de comercio o entrada. Por ello, un enfoque interdisciplinar que cuente<br />
con el estudio de diversas áreas como el estudio del polen, de los compuestos<br />
químicos, de blisters, e incluso de folletos es lo que recopila la “Operación Júpiter”.<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 35
“<br />
Ésta nació originalmente como programa dirigido<br />
por la Interpol para estudiar la falsificación de<br />
mercancía en Sudamérica y que gracias a los<br />
recursos disponibles, se pudo expandir en el<br />
análisis de medicamentos falsos. Con certeza, una<br />
tarea para nada fácil.<br />
Mildenhall expuso el problema de la falsificación de medicamentos<br />
aportando escalofriantes datos tales como que<br />
dicho fenómeno representa del 15 al 20% de los fármacos<br />
comercializados llegando a ser del 100% en algunas áreas<br />
Un campo de lo más atractivo en el estudio forense<br />
es la antropología, ciencia que aplicada a esta rama<br />
estudia restos humanos utilizando técnicas en<br />
arqueología, paleopatología e incluso osteología<br />
para reconstruir qué sucedió durante la muerte<br />
de cierto individuo o grupo de personas. La Dra.<br />
Gillian Fowler, experta en antropología forense<br />
de la Universidad de Lincoln (Reino Unido) y con<br />
una amplia experiencia en exhumaciones de fosas<br />
comunes en Guatemala y Afganistán, habló de<br />
la importancia de establecer el perfil biológico<br />
para identificar cuerpos asignables a personas<br />
desparecidas. La actividad del experto antropólogo<br />
también engloba la creación del perfil de la víctima<br />
por medio de entrevistas a familiares así como<br />
de establecer una versión de los hechos lo que a<br />
veces supone un difícil hito dadas las circunstancias<br />
en que se engloben los mismos. Fowler también<br />
hizo hincapié en la importancia que el trabajo<br />
de antropólogo supone a nivel individual, para la<br />
comunidad y nacionalmente así como también<br />
como refuerzo del sistema legal. Sin lugar a dudas,<br />
un trabajo extraordinario.<br />
El estudio de los residuos de disparos con arma<br />
de fuego (también conocidos como “Gunshot<br />
residues”) son de especial interés ya que permiten<br />
esclarecer si un arma se ha disparado o quién ha<br />
estado en contacto con ella. La gran experta en<br />
este tema es la Dra. Suzanne Bell del departamento<br />
de química de la Universidad de Virginia Occidental<br />
en Estados Unidos. La Dra. Bell contó cómo el<br />
estudio de los componentes del cebador del<br />
arma (en inglés conocido como primer) son<br />
el blanco para el desarrollo de métodos de<br />
obtención de residuos o restos de las manos<br />
para identificar si se ha disparado con el arma,<br />
“entre las 12 y 24 horas” tal y como ella afirma.<br />
Todo un reto.<br />
Además de los campos citados para el estudio<br />
de la ciencia forense, existen otros importantes<br />
como la entomología o la genética, que pueden<br />
contribuir a la resolución de casos y por ende, a<br />
la justicia y seguridad de los civiles.<br />
Teresa Pons<br />
Referencias:<br />
- Roland, P. 2006. The Crimes of Jack the Ripper.<br />
Arcturus Publishing.<br />
- Thompson, R. B. & Thompson, B.F. 2012. The<br />
Illustrated Guide to Home Forensic Science Experiments.<br />
O’Reilly.<br />
- 2nd International Meeting in Forensic Sciences<br />
and Criminal Behaviour website<br />
- Jupiter Operation Interpol website<br />
36 | JoF | NO. 16 | 2014
2014 | NO. 16 | JoF | 37
Reseña de libros<br />
Por Dani Torregrosa (@DaniEPAP)<br />
Neurozapping.<br />
Aprende sobre el<br />
cerebro viendo series<br />
de televisión<br />
Autor: José Ramón Alonso Peña<br />
Editorial: Laetoli, 2014<br />
¿Podemos -como reza el subtítulo de este<br />
libro- aprender sobre el cerebro viendo series<br />
de televisión Respuesta corta: No.<br />
Pero antes de dar por terminada la lectura<br />
de esta reseña y de que el autor del libro me<br />
retire definitivamente la palabra o maldiga<br />
mi estirpe, he de matizar tan contundente<br />
afirmación.<br />
No se aprende sobre ciencia viendo<br />
televisión, cine o leyendo ficción, en plan<br />
como sucede en la película Matrix, donde se<br />
implantan los conocimientos y habilidades<br />
con la facilidad del que se toma una cerveza<br />
con los amigos. No, el mundo no funciona<br />
de esa manera.<br />
Sería pretender algo parecido a lo que<br />
buscaba el rey Claudio Ptolomeo cuando<br />
le preguntó a Euclides si no había otra forma<br />
más rápida para aprender geometría que<br />
con los Elementos, y Euclides le respondió<br />
aquella mítica frase que ha quedado para<br />
la historia o la leyenda: “Majestad, no hay<br />
caminos reales para la Geometría”.<br />
Y no, no hay atajos, ni para la geometría ni<br />
para la neurociencia ni para casi nada en<br />
este mundo. La ciencia y el conocimiento<br />
en general requieren un esfuerzo en su<br />
camino, años de estudio y a veces hasta<br />
cierto sufrimiento. Y no podemos pretender<br />
encontrar una vía tan fácil como una<br />
serie de televisión para atajar ese camino.<br />
38 | JoF | NO. 16 | 2014
De hecho, de existir, yo no la querría. Supondría<br />
perderse el paisaje y la satisfacción de cada<br />
descubrimiento, de cada detalle. Supondría<br />
hacerse adultos de la noche a la mañana sin<br />
haber experimentado y saboreado el tiempo<br />
entre asombro y asombro. Sería el fin de la<br />
infancia.<br />
Una vez matizado esto, que no deja de ser una<br />
advertencia inicial para aquellos despistados<br />
que creen que se puede aprender un idioma<br />
en siete días o discutir con un científico a<br />
su nivel porque has leído un libro de esos<br />
que comienzan con ambiciosos títulos<br />
como “Todo lo que necesita saber sobre…“<br />
he de reconocer que estamos ante una<br />
extraordinaria obra de divulgación científica.<br />
Y digo extraordinaria porque Neurozapping<br />
recoge una exquisita explicación y selección<br />
de patologías, conceptos y curiosidades del<br />
mundo de la neurociencia, con la excusa de<br />
su aparición en una serie de televisión. ¡Es<br />
un libro-trampa! Con el anzuelo de la cultura<br />
popular de algunas series de televisión, José<br />
Ramón Alonso nos acerca de forma rigurosa y<br />
con su estilo tan personal a los últimos avances<br />
en este campo de la ciencia, a la descripción de<br />
trastornos como los síndromes de Asperger o<br />
Tourette, los efectos de drogas y neurotóxicos,<br />
la encefalofagia, el donjuanismo, la anosmia,<br />
las altas capacidades, la psicopatía… Y así hasta<br />
veintiún capítulos a cuál más interesante y<br />
entretenido.<br />
Reformulando la pregunta con la que<br />
comencé, ¿se puede aprender neurociencia<br />
leyendo este libro Respuesta corta y sin<br />
matices: Sí. Y no solo eso, sino que tras<br />
su lectura se sale con un ansía de seguir<br />
aprendiendo. De leer, estudiar y disfrutar<br />
descubriendo cómo funciona ese objeto<br />
tan misterioso que tenemos sobre nuestros<br />
hombros. E incluso, te entran ganas de ver<br />
de nuevo alguna serie de televisión, salvo<br />
que sea La casa de la pradera, en cuyo caso<br />
yo me lo haría mirar.<br />
Resumiendo, Neurozapping es un libro muy<br />
interesante y entretenido, en la línea tan<br />
unificadora de las mal llamadas “dos culturas“<br />
que tan bien se le da a su autor mezclar y lo<br />
recomiendo tanto si te gustan o no las series<br />
de televisión que aparecen en él.<br />
Y para finalizar, qué mejor que hacerlo con<br />
un pequeño diálogo de Los Simpsons, una de<br />
las series que también aparecen en el libro:<br />
- Homer, hay un hombre que puede<br />
ayudarte.<br />
- ¿Batman<br />
- No, es un científico.<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 39
Patricia Rodríguez (@_Argi_)<br />
JEANNE<br />
VILLEPREUX-<br />
POWER.<br />
La gran bióloga<br />
de los océanos.<br />
Jeanne Villepreux-Power (1794-1871) dejó atrás sus raíces humildes en<br />
la Francia rural para probar fortuna en París como modista. Trabajando<br />
en el vestido de novia de una dama de la realeza, Jeanne encontró<br />
su príncipe azul con el que vivió su propia aventura en una isla del<br />
Mediterráneo. Allí, Jeanne encontró otra de sus grandes pasiones: la<br />
naturaleza, y desarrolló su actividad científica, estudiando la flora y<br />
fauna de Sicilia y dedicando gran parte de sus investigaciones a la<br />
observación de la vida acuática. Su devoción por el trabajo le llevó a<br />
inventar el acuario, por lo que será siempre recordada en el mundo<br />
de la biología marina.<br />
MUJERES DE CIENCIA<br />
40 | JoF | NO. 16 | 2014
Retrato de<br />
Jeanne Villepreux-Power<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 41
Concha de Argonauta<br />
argo exhibida en el<br />
Museo Fernbank de<br />
Historia Natural en<br />
Atlanta, USA<br />
LOS COMIENZOS<br />
Jeanne Villepreux fue la hija mayor de<br />
un humilde zapatero del pueblecito<br />
de Juillac, Pierre Villepreus y su mujer<br />
Jeanne Nicot. Nació el 25 de septiembre<br />
de 1794, una época en la que Francia<br />
había sido arrasada por la Revolución<br />
y el reinado de terror de Robespierre enviaba a<br />
miles de personas a la guillotina. Sin embargo,<br />
Jeanne vivió una infancia tranquila creciendo<br />
en el campo. Su educación fue muy básica,<br />
limitándose poco más que a aprender a leer y<br />
a escribir.<br />
Jeanne abandonó su pueblo natal a los 18 años<br />
para ir a París, haciendo el trayecto desde Juillac,<br />
unos 400 kilómetros, a pie. Una vez en la capital,<br />
Jeanne empezó a trabajar como asistente de<br />
una modista de la alta sociedad francesa. A pesar<br />
de su humilde posición, Jeanne comenzó a ser<br />
conocida tras realizar el vestido de novia de la<br />
futura Duquesa de Berry, una princesa siciliana<br />
que se casó con un sobrino del rey Luis XVIII<br />
en 1816. Gracias a su diseño nupcial, Jeanne<br />
conoció a un rico noble inglés, James Power.<br />
La pareja se casó en 1818 en Messina, Sicilia,<br />
instalando allí su residencia durante más de<br />
20 años.<br />
OBSERVANDO LA VIDA MARÍTIMA<br />
Poco después de su matrimonio, Jeanne<br />
Villepreux-Power empezó a demostrar su interés<br />
por la historia natural. Aprendió de manera<br />
autodidacta y viajó por toda la isla observando,<br />
registrando y describiendo toda su flora y su fauna,<br />
recogiendo minerales, fósiles, distintas especies<br />
de mariposas y conchas. Sin embargo, Jeanne<br />
estaba fascinada por la vida animal y se sentía tan<br />
especialmente atraída por las criaturas acuáticas<br />
que buscó la manera de poder estudiarlas más<br />
de cerca.<br />
Jeanne Villepreux-Power centró sus estudios<br />
en los moluscos y dedicó gran parte de su<br />
trabajo al cefalópodo Argonauta argo. Fue<br />
la primera persona en descubrir cómo esta<br />
criatura fabrica su concha recubriéndose a sí<br />
mismo en lugar de obtenerla de otro animal,<br />
como se pensaba, y cómo se reproduce.<br />
42 | JoF | NO. 16 | 2014
Cuadro de Anne Lan en homenaje a<br />
Jeanne Villepreux-Power<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 43
Ilustración de<br />
Argonauta argo<br />
Sus investigaciones sobre esta especie le reportaron<br />
un gran prestigio y fueron las responsables de su gran<br />
avance científico: la invención del acuario.<br />
Con el objetivo de observar la vida acuática de las<br />
especies debajo del mar, ideó tres tipos diferentes de<br />
acuarios: el primero, de cristal y muy parecido a los<br />
que podemos encontrar en la actualidad, lo utilizaba<br />
en su propio estudio; otro, también hecho de cristal<br />
pero rodeado de una rejilla para ser sumergido en el<br />
mar y estudiar pequeños moluscos; y el tercero, una<br />
especie de jaula para grandes moluscos, que podía<br />
ser anclado a una profundidad determinada.<br />
PUBLICACIONES, NAUFRAGIOS Y VUELTA AL<br />
HOGAR<br />
En 1839, Jeanne Villepreux-Power publicó su primer<br />
libro “Observations et expériences physiques sur<br />
plusleurs animaux marins et terrestres” con los<br />
resultados de sus experimentos. Tres años después<br />
apareció su segundo libro “Guida per la Sicilia”, que<br />
ofrecía una detallada descripción medioambiental<br />
de la isla. En 1995 la Sociedad Histórica de Messina<br />
volvió a publicar esta obra.<br />
En ella no sólo se describe la naturaleza<br />
de Sicilia, sino que Jeanne hace algunas<br />
sugerencias para su conservación. También<br />
sentó las bases de la acuicultura de la<br />
región, recomendando la repoblación de los<br />
ríos con peces capturados y alimentados<br />
hasta alcanzar el tamaño suficiente para ser<br />
introducidos en las aguas.<br />
Jeanne Villepreux-Power y su marido dejaron<br />
Sicilia en 1843 y desde entonces dividieron su<br />
tiempo entre París y Londres. Por desgracia,<br />
en uno de los viajes, el barco que trasportaba<br />
la mayor parte de la colección de Jeanne,<br />
anotaciones y dibujos, naufragó camino a<br />
Londres, destruyendo todos estos trabajos.<br />
Después de este desastre, Jeanne abandonó<br />
sus investigaciones, aunque siguió escribiendo<br />
y publicando.<br />
Durante cuatro meses, París fue sitiada en el<br />
invierno de 1780 a 1781 por la armada de Prusia,<br />
que intentó matar de hambre a la ciudad<br />
para conseguir su rendición. Este hecho hizo<br />
a Jeanne huir de la capital y volver a su hogar<br />
natal en Juillac. Poco después, falleció.<br />
44 | JoF | NO. 16 | 2014
Fotografía<br />
de Argonauta argo<br />
LOGROS CIENTÍFICOS<br />
La mejor herencia que dejó Jeanne Villepreux-<br />
Power a la biología marina fue la invención del<br />
acuario, aunque la observación sistemática de los<br />
animales contribuyó a mejorar su legado, a pesar<br />
de que gran parte de su material de investigación<br />
se encuentra literalmente bajo el agua.<br />
Desde 1832, Jeanne fue la única mujer<br />
miembro de la Academia de las Ciencias<br />
Naturales de Catania y además fue miembro<br />
corresponsal de otras 17 academias,<br />
incluida la Sociedad Zoológica de Londres.<br />
Durante más de un siglo después de su muerte,<br />
Jeanne Villepreux-Power ha sido tremendamente<br />
olvidada, sin embargo, recientemente su trabajo<br />
ha sido redescubierto y en 1997 un cráter de<br />
Venus fue bautizado con su nombre.<br />
Fuentes:<br />
- ‘Women in Science’. European Commision.<br />
Directorate General of Research.<br />
- “Jeanne Villepreux-Power”. Encyclopedia<br />
Britannica.<br />
- Wikimedia Commons.<br />
- Women rock science<br />
Patricia Rodriguez<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 45
46 | JoF | NO. 16 | 2014
Los chivatos<br />
moleculares<br />
señalan el camino<br />
de la enfermedad<br />
Por Carlos Romá-Mateo (@DrLitos)<br />
L<br />
a evolución de la medicina y sus estrategias, tanto<br />
diagnósticas como de tratamientos, ha avanzado siempre<br />
pareja al nivel de conocimiento respecto al cuerpo humano y sus<br />
mecanismos. Desde el principio de su historia, la medicina se ha<br />
basado en descripciones y observaciones minuciosas que han<br />
ido profundizando en nuestro organismo, pasando del sistema al<br />
órgano, del órgano a la célula, y de la célula a las moléculas. Tras<br />
desentrañar cómo funciona el material genético y establecer la<br />
relación entre los genes y las proteínas, diseccionar las estructuras<br />
celulares y desvelar la función de cada una de ellas, la moderna<br />
biología molecular ha proporcionado las claves para entender<br />
cómo determinado fallo puede dar lugar a una patología concreta.<br />
El colofón de esta estrategia de disección podría considerarse el<br />
conocer la secuencia completa del genoma humano: en el extremo<br />
más utópico, este conocimiento permitiría establecer relaciones<br />
inequívocas y unívocas entre cada uno de nuestros genes, las<br />
proteínas que producen, y las funciones que éstas realizan. Teniendo<br />
este catálogo a nuestro alcance, sólo tenemos que ir subiendo<br />
en la escala para asociar cada fallo orgánico a un defecto en este<br />
mapa genético, y trabajar de manera focalizada para corregirlo.<br />
Lamentablemente, la realidad es mucho más compleja.<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 47
No, esto no es<br />
un biomarcador.<br />
Sin embargo, no vamos a hablar de<br />
esto hoy. Vamos a asumir que esta utopía<br />
algún día dejará de serlo, pero mientras<br />
los estudios del genoma, los genes que<br />
contiene, las interacciones entre ellos y su<br />
regulación particular siguen avanzando<br />
a pasos agigantados, el conocimiento<br />
molecular de la vida nos proporciona otra<br />
forma particularmente curiosa de analizar,<br />
desde una perspectiva muy específica y<br />
detallada, cualquier enfermedad. Se trata<br />
de una perspectiva relacionada con el<br />
diagnóstico, apoyada en conocimientos<br />
moleculares de última generación y<br />
capaz de producir herramientas clínicas<br />
de gran utilidad, pese a no disponer en<br />
muchos casos de una explicación exacta<br />
de por qué funcionan. Se trata de los<br />
biomarcadores.<br />
No me llames chivato, llámame<br />
biomarcador<br />
En términos generales, un<br />
biomarcador puede definirse como un<br />
parámetro biológico susceptible de ser<br />
medido, y cuya variación correlaciona<br />
con la progresión de determinado<br />
proceso biológico. En el contexto de la<br />
biomedicina, un biomarcador puede ser<br />
cualquier elemento susceptible de ser<br />
detectado y cuantificado, y cuya presencia<br />
o cantidad tenga una relación estrecha<br />
con el desarrollo de un estado patológico.<br />
Para entendernos: los biomarcadores son,<br />
por un lado, chivatos que avisan de una<br />
situación anómala. Por otro lado, son<br />
soplones, informadores infiltrados en el<br />
organismo que proporcionan valiosísima<br />
información sobre los próximos pasos en<br />
el progreso de la enfermedad. A veces<br />
estos chivatos son constituyentes del<br />
propio organismo que aparecen en un<br />
lugar que no les corresponde; en otras<br />
ocasiones, lo que está fuera de lugar es<br />
que aparezcan en una cantidad anómala.<br />
48 | JoF | NO. 16 | 2014
Un buen ejemplo<br />
sería la glucosa: en sí misma,<br />
es una molécula biológica<br />
con determinadas funciones<br />
y presente en diversos<br />
lugares del organismo, tanto<br />
fuera como dentro de las<br />
células; pero pensemos en<br />
los niveles de glucosa en<br />
sangre como una medida<br />
que puede indicar que una<br />
persona sufra hiperglucemia<br />
(una subida de azúcar), y de<br />
alargarse esta circunstancia<br />
en el tiempo, podría ser un<br />
indicador de diabetes. En<br />
este caso, la glucosa nos<br />
está sirviendo como un<br />
biomarcador, que además<br />
podemos utilizar como<br />
referencia a la hora de<br />
aplicar un tratamiento. Al<br />
administrar insulina, los<br />
niveles de glucosa deberían<br />
bajar.<br />
El azúcar puede<br />
servirte a ti para<br />
endulzar tu vida<br />
y tu café, y al<br />
médico para ver<br />
si tienes diabetes<br />
(fuente: ABC.es)<br />
A la hora de intentar usar<br />
los biomarcadores como<br />
una forma de anticiparse<br />
a las enfermedades, suele<br />
buscarse sustancias cuya<br />
mera presencia ya sea<br />
indicadora de que algo<br />
anda mal en los alrededores.<br />
En este caso podríamos<br />
poner como ejemplo<br />
las células del sistema<br />
inmunológico, y las<br />
sustancias que secretan.<br />
Cuando tus anticuerpos<br />
veas aumentar…<br />
Se puede saber<br />
mucho acerca de una<br />
infección antes de que se<br />
manifieste externamente,<br />
sólo analizando el tipo de<br />
anticuerpos mayoritario<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 49
circulando por la sangre de una<br />
persona (recordemos el ejemplo<br />
de las mujeres embarazadas y la<br />
toxoplasmosis, que vimos en este<br />
artículo).<br />
Los microARNs están formados por una<br />
única cadena, a diferencia del famoso<br />
ADN. En esta imagen, el microARN<br />
verde se asocia específicamente a una<br />
hebra de ARN mensajero (del tipo que<br />
contiene información genética que dará<br />
lugar a una proteína) produciendo que<br />
la maquinaria molecular correspondiente<br />
produzca la degradación de esta;<br />
es decir, que las bolitas se unan a aquello<br />
que marca el microARN y lo hagan<br />
trizas (Fuente: Labtimes.org)<br />
En otros casos, los médicos<br />
se encuentran con pacientes que<br />
muestran síntomas peculiares o<br />
difíciles de explicar: un análisis a<br />
nivel molecular puede mostrar<br />
presencia de elementos del sistema<br />
inmunológico que reaccionan contra<br />
estructuras del propio paciente,<br />
dando la voz de alarma y poniendo<br />
el punto de mira en los trastornos<br />
autoinmunes. Esta es la ventaja<br />
a la que nos referíamos de los<br />
biomarcadores como herramienta<br />
diagnóstica: consiguen que vayamos<br />
más allá de las apariencias externas<br />
y lleguemos lo antes posibles a<br />
la auténtica raíz del problema.<br />
En vez de andar buscando algún<br />
factor ambiental externo que<br />
pueda estar afectando al paciente<br />
y produciendo determinados<br />
síntomas, los esfuerzos se centrarán<br />
en analizar detalladamente su<br />
sangre y los parámetros que delatan<br />
enfermedades autoinmunes: en<br />
algunos casos, se podrá aplicar<br />
un tratamiento específico, como<br />
es el caso de algunas terapias<br />
moleculares que se utilizan para<br />
reducir las consecuencias de la<br />
artritis reumatoide, y que tienen<br />
mucho éxito en algunos pacientes.<br />
Pero además del diagnóstico, la<br />
ventaja para el seguimiento de la<br />
enfermedad es fundamental. Si<br />
se aplica un tratamiento crónico<br />
al afectado, el seguimiento de<br />
cómo disminuyen esos mismos<br />
biomarcadores que delataron el<br />
problema es crítico para saber si el<br />
tratamiento está siendo efectivo o<br />
no. La búsqueda de biomarcadores<br />
específicos es un auténtico reto,<br />
pues muchas enfermedades<br />
autoinmunes presentan síntomas<br />
50 | JoF | NO. 16 | 2014
parecidos tanto a nivel externo como molecular.<br />
Al desconocerse muy a menudo la auténtica<br />
causa del trastorno, es crítico poder conocer<br />
lo mejor posible la forma en que se manifiesta,<br />
para poder aplicar un tratamiento lo más<br />
personalizado posible.<br />
Soplones de última generación<br />
Como decíamos, casi cualquier sustancia<br />
puede considerarse un biomarcador. Hoy en día<br />
están siendo muy estudiadas unas pequeñas<br />
moléculas llamadas microARNs. La mayoría de<br />
lectores asociará el ARN (nombre completo: ácido<br />
ribonucleico) con el proceso de transcripción y<br />
traducción de la información genética, actuando<br />
como intermediario desde el ADN hasta las<br />
proteínas. Pero en los últimos años se ha descubierto<br />
que una importante cantidad de moléculas de ARN<br />
no codifican ninguna información, sino que se<br />
encargan de regular la información contenida en<br />
otros genes. Algunas de estas moléculas de ARN<br />
son de muy pequeño tamaño, pero los gigantescos<br />
avances en técnicas de secuenciación (las mismas<br />
técnicas que permitieron leer al completo la<br />
secuencia contenida en el genoma humano)<br />
permiten a un coste relativamente asumible y en<br />
una cantidad de tiempo razonable, identificar la<br />
presencia de microARNs concretos en determinado<br />
tejido. Esto ha permitido descubrir que la cantidad<br />
y variedad de microARNs en cada zona del<br />
organismo tiene relación con un programa genético<br />
concreto, y por lo tanto, ya se va estableciendo<br />
una correlación muy reveladora entre la presencia<br />
o ausencia de ciertos microARNs y el desarrollo<br />
de determinadas patologías. Por si estos datos<br />
no fuesen lo bastante prometedores, se empieza<br />
a comprobar que también existen microARNs<br />
circulantes, que viajan por la sangre sin que se<br />
sepa a ciencia cierta cómo está regulado su viaje<br />
ni cómo consiguen llegar a controlar de manera<br />
fina y concreta la expresión de los genes en zonas<br />
lejanas del organismo. Pero por el momento, el<br />
poder detectarlos e identificarlos (al secuenciar<br />
estas moléculas, podemos asignar a cada una su<br />
propia “matrícula” única e intransferible) puede ser<br />
una forma sencilla, muy poco invasiva (una mera<br />
extracción de sangre bastaría) y reproducible de<br />
prever y anticipar los síntomas irreversibles de<br />
enfermedades tan incurables a fecha de hoy como<br />
el Parkinson.<br />
Aún nos faltan muchas piezas del<br />
rompecabezas para entender la relación entre<br />
estos pequeños chivatos y las enfermedades que<br />
delatan; pero por el momento, y aunque se va<br />
a seguir intentando unir todas las piezas (quién<br />
sabe, la manipulación de los microARNs o entender<br />
por qué están ahí, pueden ser hitos claves en la<br />
comprensión de muchas enfermedades), mientras<br />
las correlaciones estrechas y reproducibles entre uno<br />
y otro factor sigan pudiéndose medir, tendremos<br />
una herramienta de gran utilidad para ir más allá de<br />
lo que se podría analizar a simple vista, observando<br />
alteraciones en tejidos o síntomas muy secundarios<br />
a las causas reales. Como en tantos otros campos, el<br />
análisis molecular supone una visión más profunda,<br />
pero complementaria: sólo puede ser eficiente<br />
combinándola con el conocimiento médico<br />
acumulado previamente. Dicen que el reto de<br />
la nueva biología no será la obtención de datos,<br />
sino la clasificación y manejo de unas cantidades<br />
de datos ingentes que las nuevas tecnologías<br />
están facilitándonos a un ritmo vertiginoso. Esto<br />
no deja de ser cierto en la biomedicina actual,<br />
donde poco a poco vamos siendo capaces de<br />
obtener una cantidad asombrosa de información<br />
específica en cuanto a genes alterados, moléculas<br />
circulantes, y alteraciones metabólicas sutiles pero<br />
relevantes, todo ello en un mismo paciente. El poder<br />
obtener todos estos datos de forma rápida, barata y<br />
automatizada, junto con la capacidad de analizarlos<br />
debidamente en poco tiempo, sentará las bases<br />
para una medicina personalizada. A partir de ahí,<br />
diagnósticos inequívocos, tratamientos enfocados<br />
y sin ramificaciones indeseadas, y un seguimiento<br />
riguroso desde la misma base de las alteraciones<br />
en la raíz de la enfermedad, darían forma a la<br />
utopía de la que hablábamos al principio. Con unos<br />
cuantos años más de investigación y desarrollo<br />
tecnológico, puede que no estemos lejos de ver<br />
cómo se convierte en una realidad.<br />
Mientras tanto, tendremos que seguir<br />
recorriendo las esquinas más recónditas y las<br />
barriadas más conflictivas de nuestro organismo,<br />
en busca de esos informadores fortuitos que nos<br />
señalan el camino.<br />
Carlos Romá-Mateo<br />
Fuente de la imagen de portada: Sneakhype<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 51
BOTELLAS<br />
EN EL OCÉANO<br />
CÓSMICO<br />
Por Antonio Martín (@antoniomartinr)<br />
Hubo un tiempo en el que<br />
enviamos señales al exterior<br />
para que nos encontraran<br />
IMAGEN: Kepler 186b. Fuente: NASA<br />
52 | JoF | NO. 16 | 2014
En la primera mitad del año 2014 se<br />
ha confirmado la existencia de 761 exoplanetas. Ya<br />
se conocen un total de 1.807. Es el mejor año en la<br />
detección y confirmación de nuevos mundos. Los<br />
astrónomos están desarrollando, desde que en 1989 se<br />
describiera el primer planeta fuera de nuestro sistema<br />
solar, una carrera de descubrimientos apasionante.<br />
Este año, además, hemos sabido que uno de esos<br />
exoplanetas, llamado Kepler-186f, es el más parecido a<br />
la Tierra en cuanto a tamaño y energía recibida de su<br />
estrella. La búsqueda de vida extraterrestre avanza por<br />
el camino de hallar planetas habitables para después<br />
determinar los habitados. Hace unas décadas, además<br />
de buscar, nos dedicamos a enviar señales al exterior,<br />
confiando que fueran otros los que nos encontraran.<br />
Por eso, para encontrar vida, primero<br />
hay que hallar lugares que puedan albergarla.<br />
En lo que llevamos de siglo, han pasado cosas<br />
relevantes en la detección de nuevos mundos.<br />
En 1999, se conocían sólo una treintena de<br />
planetas asociados a otras estrellas. Ahora,<br />
y con una gran aportación por parte del<br />
telescopio espacial Kepler, hay entre 1.737<br />
(según el recuento la Nasa) 1 y 1.807 (según el<br />
Observatorio de París) 2 confirmados y otros<br />
3.000 esperando serlo. Las confirmaciones se<br />
suceden tan deprisa que ambos organismos<br />
ofrecen datos algo diferentes. Posiblemente,<br />
cuando el lector llegue a estas líneas, la cifra<br />
habrá aumentado.<br />
El rastreo de nuevos planetas habitables tiene<br />
un sentido muy profundo: saber si estamos<br />
acompañados en el universo. “En la búsqueda de<br />
vida extraterrestre, la mayor posibilidad de encontrarla<br />
es que sea microbiana. No hay que olvidar que la<br />
mayor parte de la historia de la vida en la Tierra<br />
ha estado presidida por este tipo de organismos”,<br />
comenta Manuel Vázquez Abeledo, investigador en<br />
el Instituto de Astrofísica de Canarias. No en vano, en<br />
la evolución de la vida terrestre, desde los primeros<br />
organismos vivos unicelulares (hace de 3.800 a 3.500<br />
millones de años) a la explosión de vida cámbrica en<br />
la que aparecieron ya seres multicelulares y formas<br />
de vida más variadas y especializadas (entre 542 y<br />
530 millones de años antes del presente) pasaron<br />
prácticamente 3.000 millones de años. La vida<br />
compleja en la Tierra comprende sólo una sexta parte,<br />
la última, de toda su historia evolutiva.<br />
No sólo se han detectado exoplanetas<br />
con cada vez más frecuencia, sino que además<br />
sabemos que algunos de ellos están en una<br />
zona denominada de habitabilidad. Esta franja<br />
viene determinada por la posibilidad de que el<br />
agua esté en estado líquido de manera estable,<br />
ni muy cerca de la estrella para no encontrarla<br />
en forma de vapor, ni muy lejana en que esté<br />
en estado sólido.. La zona de habitabilidad<br />
depende también del tamaño y de la edad de la<br />
estrella. Este anillo presupone que el disolvente<br />
necesario para el desarrollo de la vida es el<br />
agua, y no otro.<br />
1 http://planetquest.jpl.nasa.gov<br />
2 http://exoplanet.eu<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 53
IMAGEN: Radiotelescopio de Arecibo. Fuente: James Perker<br />
Vázquez Abeledo es más optimista<br />
en la búsqueda de vida extraterrestre<br />
microbiana que de otro tipo. “Hay una<br />
posibilidad mayor de la detección de<br />
microorganismos que de otras formas de<br />
vida”, apunta. “La vida compleja, como las<br />
plantas y los hongos, es menos frecuente,<br />
más rara. Y más aún la vida inteligente. En<br />
nuestro planeta, sólo una especie, la nuestra,<br />
ha propiciado un desarrollo tecnológico”,<br />
añade Vázquez Abeledo. En todo caso, el<br />
investigador considera que en esta década<br />
se pueden producir avances en el estudio<br />
de planetas extrasolares y que en la próxima<br />
se puede empezar a discernir qué planetas<br />
son habitables y cuáles están habitados.<br />
Por ello, los esfuerzos actuales<br />
en esta materia se centran más en el<br />
descubrimiento de pistas de vida microbiana que<br />
en otras formas más complejas. Entre nuestros astros<br />
vecinos las expectativas están puestas en Marte, en la<br />
luna de Júpiter Europa y en los satélites de Saturno<br />
Titán y Encélado. Fuera del sistema solar, en encontrar<br />
una exotierra lo más parecida posible a la nuestra. “La<br />
comunidad científica prefiere centrar sus esfuerzos y<br />
recursos en la búsqueda de este tipo de vida”, explica<br />
el físico del IAC.<br />
Hay que tener en cuenta algo. La existencia<br />
de vida inteligente no conlleva necesariamente<br />
el desarrollo de una tecnología que permita la<br />
exploración y la comunicación espacial.<br />
Desde los primeros homínidos hasta hace unos<br />
sesenta años, cuando iniciamos la carrera espacial,<br />
así éramos los humanos.<br />
54 | JoF | NO. 16 | 2014
Escuchando señales<br />
Estamos empezando a explorar el universo, cómo<br />
se compone y si está o estuvo habitado o no por<br />
otros seres, además de los de la Tierra. Respecto a<br />
la posibilidad de que exista vida, nos encontramos<br />
en una dicotomía. El escritor y divulgador Arthur<br />
Clarke lo definió así: “Sólo hay dos posibilidades, que<br />
estemos solos o no. Y no sé cuál de las dos es más<br />
aterradora”. Demostrar que estamos solos se antoja<br />
una aventura casi imposible: hay miles de millones<br />
de galaxias con miles de millones de estrellas en<br />
el universo observable. Es lógico pensar que estén<br />
acompañadas por planetas orbitando a su alrededor y<br />
que en algunos de estos planetas existan condiciones<br />
similares a las que existieron en la Tierra para que la<br />
materia orgánica pasara a ser un ser vivo.<br />
En la búsqueda de la vida extraterrestre<br />
inteligente, hubo una etapa en la que se<br />
desarrollaron importantes proyectos de<br />
investigación. En los años 70, la NASA propició<br />
una serie de investigaciones bajo el acrónimo<br />
de SETI (Search for ExtraTerrestrial Intelligence).<br />
Sin embargo la agencia estadounidense retiró la<br />
financiación a SETI y tuvo que buscar financiación<br />
privada.<br />
Para la búsqueda de señales artificiales de<br />
otros planetas, se ha optado por dos métodos. Uno<br />
es pasivo y consiste básicamente en escuchar los<br />
mensajes que otras civilizaciones hayan podido<br />
enviar. El otro es activo, y se trata en salir en la<br />
búsqueda de esa vida.<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 55
IMAGEN: Un operario inserta el disco de oro<br />
en la Voyager 1. Fuente: NASA<br />
En el primer caso, para captar las emisiones<br />
dejadas en el espacio por una civilización<br />
extraterrestre, sería necesaria la existencia no sólo<br />
de vida inteligente, sino tecnológicamente avanzada.<br />
Además, como no podemos esperar la existencia de<br />
este tipo de vida en nuestro sistema solar, tenemos<br />
que esperar señales un sistema de comunicación<br />
interestelar. Esto condiciona la forma en la que<br />
tendrían que comunicarse con otras civilizaciones.<br />
Carl Sagan afirmaba que esa tecnología a emplear<br />
debería estar basada en un método económico,<br />
rápido y visible para cualquier otra civilización, fuera<br />
cual fuera su nivel de desarrollo. Llevamos empleando<br />
esa tecnología desde hace unos años y, curiosamente,<br />
emitiendo información al exterior a través de ella<br />
de forma involuntaria: se trata de las ondas de<br />
radio. Con el fin de captar mensajes interestelares<br />
y para otros objetivos, hemos construido inmensos<br />
radiotelescopios. El mayor se inauguró recientemente,<br />
en 2013, en el desierto de Atacama (Chile).<br />
56 | JoF | NO. 16 | 2014
Se llama ALMA y sus antenas son capaces<br />
de captar ondas de radio milimétricas y<br />
submilimétricas.<br />
Ni que decir tiene que aún no<br />
hemos detectado una señal de radio de<br />
una fuente no natural. Sin embargo, en<br />
1977, una anomalía nos dio un susto. El<br />
radiotelescopio de la Universidad del<br />
Estado de Ohio (Estados Unidos) detectó<br />
durante unos segundos una señal<br />
diferente al ruido de fondo. El operario<br />
que estaba allí, un profesor universitario<br />
llamado Jerry Ehman, anotó “Wow” en<br />
el papel donde aparecía impresa en<br />
caracteres alfanuméricos. La señal Wow<br />
no se repitió. Bien pudo proceder de<br />
la Tierra o de un satélite artificial que<br />
pasara, en esos momentos, por la zona<br />
de rastreo del radiotelescopio.<br />
Enviando mensajes<br />
Sin embargo, el ser humano es un<br />
animal inquieto y, cuando ha podido,<br />
ha salido a explorar. Nuestro afán por<br />
aprender más del cosmos nos ha llevado<br />
a explorar nuestro sistema solar tanto<br />
con vehículos robotizados como por<br />
nuestro pie, por ahora sólo en nuestra<br />
cercana Luna. También a enviar sondas<br />
y mensajes espaciales fuera de nuestro<br />
sistema.<br />
Tal es el caso de las sondas<br />
Pioneer 10 y 11 y Voyager 1 y 2. Por si en<br />
un futuro se toparan con civilizaciones<br />
extraterrestres, las primeras portan una<br />
placa en la que hay una representación<br />
realista de un hombre y una mujer a<br />
escala de la propia sonda, la ubicación<br />
del Sol respecto a los púlsares más<br />
cercanos y el origen de la propia sonda,<br />
la Tierra, y su ubicación respecto al Sol y su sistema, con<br />
la representación de todos los planetas. La placa contiene<br />
la linda anacronía, para el ser humano del siglo XXI, de<br />
considerar a Plutón como un planeta más. Las Voyager,<br />
por su parte, portan un disco de oro cada una. En ellos<br />
se grabaron saludos en 198 lenguas; 116 fotografías de la<br />
flora y la fauna, de la bioquímica básica de los seres vivos<br />
y de la anatomía humana, así como de construcciones<br />
significativas de nuestra civilización; músicas, como una<br />
canción de Chuck Berry o una composición de Stravinski;<br />
o sonidos de la naturaleza en nuestro planeta: truenos,<br />
cantos de grillos, un saludo de las ballenas. En la cubierta,<br />
vuelve aparecer la ubicación del Sol respecto a los púlsares<br />
e instrucciones para la lectura del disco. Las Pioneer y las<br />
Voyager están destinadas a viajar por el espacio interestelar<br />
durante miles de años camino de estrellas próximas. En<br />
el caso de la Voyager 1, en 2013 se convirtió en el primer<br />
objeto humano en salir del sistema solar.<br />
Carl Sagan, quizá el astrofísico más famoso de todos<br />
los tiempos, estuvo detrás de ambas iniciativas y convenció<br />
a la NASA de incluir en las sondas esta información,<br />
estas “botellas lanzadas al océano cósmico”, como las<br />
denominó. Era unos de los proyectos SETI para contactar<br />
con civilizaciones extraterrestres. Otro fue enviar una señal<br />
al universo.<br />
En 1975, se utilizó el radiotelescopio de Arecibo<br />
(Puerto Rico, Estados Unidos), para enviar una señal al<br />
cúmulo globular M13. En este caso se tardarán 52.000 años<br />
en conocer si hay retroalimentación en la comunicación<br />
(26.000 de ida y 26.000 de vuelta, si alguien recibe la señal<br />
y decide responderla), aunque el mensaje fue más bien una<br />
demostración a la sociedad de los avances en astronomía<br />
y astrofísica.<br />
El mensaje de Arecibo era una pictografía que contenía<br />
un código binario para interpretarlo y la representación<br />
del número de átomos del nitrógeno, carbono, hidrógeno,<br />
oxígeno y fósforo, la estructura química del ADN y un dibujo<br />
y número de sus nucleótidos, un dibujo de un ser humano,<br />
la posición de la Tierra en comparación con el Sistema<br />
Solar (de nuevo aparecía Plutón como noveno planeta) y<br />
la representación del radiotelescopio emisor.<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 57
Dificultades<br />
El envío de sondas y señales al exterior,<br />
el establecimiento de estos canales de<br />
comunicación, plantea no pocas dudas<br />
éticas. Es fácil suponer que si existiera<br />
una civilización tecnológica que captara<br />
esas señales, estaría más avanzada de lo<br />
que estamos nosotros ahora. No en vano,<br />
llevamos unas sólo décadas explorando<br />
el Sistema Solar. ¿Por qué iban a tener<br />
interés en nuestros mensajes ¿Tendrían<br />
intenciones amistosas También plantea<br />
dudas en cuanto a la duración de<br />
una civilización tecnológica como la<br />
nuestra… o la receptora. ¿Estaremos en<br />
el mismo sitio cuando envíen el acuse<br />
de recibo ¿Habremos llegado a tiempo,<br />
o llegaríamos demasiado pronto para<br />
que en un mundo con vida se hubiera<br />
desarrollado una civilización tecnológica<br />
Hay que tener en cuenta que si alguien<br />
enviara en tiempos de Napoleón una<br />
señal de radio a la Tierra, no habríamos<br />
sido capaces de captarla. Las inmensas<br />
distancias del cosmos juegan en nuestra<br />
contra. También nuestra capacidad de<br />
entendimiento. Si captamos algún día<br />
una señal, ¿la sabremos interpretar La<br />
comunicación interestelar es, sin duda,<br />
más compleja y lenta que mandar un<br />
mensaje de texto con el móvil.<br />
“En la inmensidad del cosmos debe<br />
de haber otras civilizaciones mucho más<br />
antiguas y avanzadas que la nuestra. ¿No<br />
deberían pues, habernos visitado ¿No debería<br />
haber de vez en cuando naves extraterrestres<br />
en nuestro cielo”. En 1980, Sagan se hacía<br />
esta pregunta en su serie televisiva Cosmos.<br />
En aquellos momentos, el fenómeno OVNI era<br />
una verdadera moda y Sagan lo desmitificaba<br />
en aquel capítulo. La falta de pensamiento<br />
crítico y la confianza en el pensamiento mágico<br />
aún sigue presente en nuestra sociedad. Por<br />
eso, los OVNIS aún siguen perteneciendo a<br />
nuestro imaginario colectivo. Sabemos que<br />
el universo está lleno de materia orgánica y,<br />
quizá haya vida. Sería magnífico que hubiera<br />
otras civilizaciones para desprendernos<br />
de esta sensación de soledad universal, de<br />
excepcionalidad, que envuelve a toda la vida<br />
en la Tierra. Sin embargo, antes de conocer<br />
nuevos planetas habitados, quizá debamos<br />
saber cómo se produjo el salto de materia<br />
orgánica a ser vivo en nuestro pequeño planeta<br />
azul. Es la otra gran pregunta que nos atosiga<br />
junto a la de si estamos solos o acompañados:<br />
cómo se produjo la vida, nuestra vida. “En<br />
todo caso, todo hace pensar que la vida es<br />
otro paso en la evolución de la materia en el<br />
universo”, señala Vázquez Acebedo. Y quizá, las<br />
respuestas a ambas preguntas trascendentales<br />
estén interconectadas.<br />
Antonio Martín<br />
58 | JoF | NO. 16 | 2014
2014 | NO. 16 | JoF | 59
LOS CRITERIOS DE<br />
CONSERVACIÓN<br />
Y EL DILEMA DE<br />
LA PROTECCIÓN<br />
DE ESPECIES<br />
Por Sergi Vila de Vicente (@LetsTalkCiencia)<br />
IMAGEN: Ejemplo<br />
de especie bandera:<br />
el lince ibérico<br />
(Lynx pardinus).<br />
Fuente: José<br />
María Álvarez
“Ellos, y todos los animales silvestres<br />
según sus especies, y todos los animales<br />
domesticados según sus especies, y todo<br />
reptil que se arrastra sobre la tierra<br />
según su especie, y toda ave según su<br />
especie, y todo pájaro de toda especie.”<br />
Estos versos pertenecen al capítulo 7 del Génesis<br />
referidos al Arca de Noé y al Diluvio Universal. La<br />
historia de este personaje es la inspiración para el<br />
“principio de Noé”: la necesidad moral que tiene el<br />
hombre de proteger todas y cada una de las especies<br />
del planeta (muchas de ellas amenazadas por sus<br />
actividades y algunas extinguidas por su culpa).<br />
La diferencia más grande con el relato bíblico<br />
es que en la realidad es imposible proteger todas<br />
las especies, teniendo en cuenta que hay más de<br />
un millón de ellas ya descritas, a las que hay que<br />
sumar las que se van descubriendo y las que nunca<br />
se descubrirán oficialmente. Aun así, es una fuerza<br />
imperativa del hombre intentar proteger al máximo<br />
posible. Teniendo en cuenta esto, es prioritario<br />
centrarse en esas especies que corren más riesgo<br />
de desaparecer, esas que están amenazadas o en<br />
peligro de extinción.<br />
Todas las especies, incluidos nosotros, tienen<br />
una función en su hábitat, en su ecosistema y en<br />
el planeta. Todas ellas se relacionan formando una<br />
red muy compleja de interacciones. El hecho de que<br />
estas relaciones se vayan rompiendo, debido a las<br />
extinciones e impactos que causamos, es un daño<br />
muy grave. Cuanto menos densa es la red, más frágil<br />
y más sensible será a las perturbaciones, de manera<br />
que cualquier impacto tendrá un efecto mucho más<br />
dañino, con una recuperación más lenta.<br />
La desaparición de especies concretas (como pueden<br />
ser las abejas, con su función de polinización) podría<br />
acarrear consecuencias desastrosas económicas para<br />
el hombre y la industria alimentaria. Nuestra salud, la<br />
estabilidad del clima, la salubridad de nuestras aguas<br />
y la resistencia de los suelos a la erosión son sólo<br />
algunos ejemplos de hasta qué punto dependemos<br />
de la buena salud de los ecosistemas.<br />
Hace muchos años que distintas organizaciones<br />
no gubernamentales están haciendo esfuerzos<br />
para proteger a todas las especies, principalmente<br />
las amenazadas. IUCN (International Union<br />
for Conservation of Nature), CI (Conservation<br />
International), WWF (World Wildlife Fund), NatureServe<br />
y TNC (The Nature Conservation) han llevado a cabo<br />
unas labores muy destacables (Cuadro 1). También<br />
han contribuido los gobiernos de ciertos países, como<br />
Estados Unidos, Nueva Zelanda y la Unión Europea<br />
en su conjunto.<br />
Una de las actividades habituales es redactar listas<br />
de especies que se deben proteger (Cuadro 2),<br />
listados que, sin embargo, no implican la creación<br />
de proyectos de conservación (sólo las Directivas<br />
Hábitats y Aves de la Unión Europea, explicadas en<br />
el Cuadro 3, tienen este tipo de consecuencias),<br />
aunque sí que sirven como un apoyo fundamental<br />
para empezar a crearlos.<br />
CRITERIOS CLÁSICOS<br />
Para la confección de una lista de especies protegidas<br />
se siguen un conjunto de criterios estrictos que,<br />
delimitados por los conocimientos científicos que<br />
se tienen de las especies (principalmente biológicos y<br />
ecológicos) permiten distribuirlas en unas categorías<br />
u otras según su estado, y de esta forma otorgar<br />
prioridad a las que más lo necesitan. No todas usan las<br />
mismas categorías, pero a la práctica son equivalentes<br />
y permiten la misma protección. Algunos de los<br />
criterios usados más habitualmente son:<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 61
IUCN – Lista Roja: es el listado de especies y<br />
su grado de amenazas más extendido de todos.<br />
Las primeras se iniciaron en 1963 y actualmente<br />
tiene un rol muy importante en las actividades de<br />
conservación de gobiernos, ONGs e instituciones<br />
científicas. Actualmente contiene más de 60.000<br />
especies evaluadas, de las cuales casi 20.000 están<br />
amenazadas. Tanto las listas como los criterios se<br />
actualizan periódicamente.<br />
CI – Mapa de hotspots: Conservation International<br />
empezó a usar el término de hotspot (creado por<br />
Norman Myers en 1988) como línea de trabajo<br />
en 1989. El primer mapa se creó en 1990, por<br />
parte del mismo Myers, y desde entonces se ha<br />
ido actualizando. El mapa más actual contiene 34<br />
zonas, una de las cuales es la Cuenca Mediterránea.<br />
WWF – Proyectos de conservación: Creada en<br />
1961, ha llevado a cabo muchos proyectos (más<br />
de 12.000 sólo desde 1985) alrededor de todo<br />
el planeta para las especies y sus hábitats. Sus<br />
iniciativas han ido enfocadas a la conservación de<br />
especies que van desde el rinoceronte negro al<br />
tigre, pasando por otros programas más amplios<br />
destinados a la protección de los bosques húmedos<br />
tropicales, la lucha contra el tráfico de especies o<br />
estrategias para el desarrollo sostenible. En España,<br />
su mayor logro fue la protección de Doñana.<br />
Unión Europea – Red Natura 2000: es una red<br />
de áreas protegidas definida por la Directiva<br />
Hábitats y Aves, formada por los LICs (Lugares de<br />
Importancia Comunitaria) y las ZEPAs (Zonas de<br />
Especial Protección para las Aves) , y operativa<br />
desde 2004. En 2007, había 4617 ZEPA (454.723 km 2<br />
de superficie) y 20862 ZEC (560.445 km 2 ) dentro de<br />
la Unión Europea. En España, la red Natura 2000<br />
comprende una superficie de casi 150.000 km 2 , con<br />
1.446 LICs y 595 ZEPAs.<br />
CUADRO 1.<br />
EJEMPLOS DE LABORES DE<br />
LAS ORGANIZACIONES E<br />
INSTITUCIONES<br />
• Tamaño de la población<br />
(principalmente se tienen en cuenta<br />
los individuos adultos): una especie<br />
con menos individuos es más<br />
probable que desaparezca que una<br />
especie con mayor número.<br />
• Área de extensión y<br />
su estructura (localizaciones,<br />
ocupación, abundancia,<br />
fragmentación, aislamiento): un<br />
área grande permite que haya más<br />
individuos, pero si está fragmentada<br />
impide su movimiento, de manera<br />
que este aislamiento aumenta la<br />
probabilidad de desaparecer, sobre<br />
todo si no ocupan todo el espacio<br />
disponible y si no son abundantes.<br />
• Tendencias de la población<br />
(disminuciones, fluctuaciones): una<br />
especie que aumenta su número<br />
con el tiempo tiene un riesgo mucho<br />
menor a desaparecer que una que<br />
lo disminuya. Las fluctuaciones<br />
extremas en la población, por<br />
ejemplo, si la dependencia del<br />
clima es muy grande, afectan<br />
negativamente porque en una<br />
disminución demográfica acusada<br />
podrían quedar muy pocos<br />
individuos o ninguno.<br />
• Probabilidad de extinción<br />
(predicciones a corto y largo plazo):<br />
una especie amenazada pero que<br />
se mantiene estable necesita una<br />
acción menos urgente que aquella<br />
que está a punto de desaparecer.<br />
• Amenazas (grado, impacto,<br />
causas): la presión que ejerce<br />
sobre la especie varía mucho y no<br />
necesariamente pone en riesgo su<br />
supervivencia, a veces solamente<br />
provoca una disminución de la<br />
población hasta un punto concreto.<br />
Estos criterios se basan en aspectos<br />
concretos de las especies, pero<br />
también se usan criterios basados<br />
en los ecosistemas y hábitats para<br />
proteger a las especies que hay<br />
en ellos (como los hotspots o las<br />
directivas de la Unión Europea),<br />
principalmente:<br />
62 | JoF | NO. 16 | 2014
IMAGEN: El conejo (Oryctolagus cuniculus) es una especie clave: aunque no se encuentra directamente<br />
en peligro (la IUCN la considera “casi amenazada”, NT), su conservación es importante porque de ella<br />
dependen muchas otras. Fuente: F. Castellanos<br />
• Reducción del hábitat: la pérdida de<br />
hábitat es un factor de riesgo de extinción, ya<br />
que reduce el área de extensión de la especie,<br />
así como su alimento.<br />
• Grado de conservación de los elementos<br />
relevantes para las especies: algunas especies<br />
necesitan unos elementos indispensables para<br />
su supervivencia, como márgenes de ríos con<br />
mucha vegetación o arbustos en la base de los<br />
bosques para criar.<br />
• Número de endemismos, grupos<br />
taxonómicos singulares y rarezas: es decir,<br />
especies o grupos de especies únicas del hábitat<br />
o ecosistema a proteger.<br />
La aplicación de estos criterios es<br />
compleja. En numerosos casos la ausencia<br />
de conocimiento de las especies y hábitats<br />
implica el uso de estimaciones, inferencias y<br />
proyecciones a la hora de valorar los criterios,<br />
añadiendo cierta incertidumbre a las categorías.<br />
Por suerte, a medida que se conocen mejor las<br />
especies se define mucho mejor su estado. Por este<br />
motivo son muy importantes los estudios sobre la<br />
biodiversidad.<br />
CRITERIOS COMPLEMENTARIOS<br />
Estas categorías, sin embargo, pueden<br />
complementarse con otros criterios que no<br />
siempre se tienen en cuenta, como la singularidad<br />
genética, la adaptación al movimiento y la<br />
valorización económica. La singularidad genética<br />
es parecida al criterio basado en endemicidad<br />
y grupos singulares, pero la diferencia es<br />
que se centra en la especie y su protección,<br />
no en la protección de una zona concreta (aunque<br />
en la práctica el resultado es casi el mismo).<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 63
IMAGEN: Ejemplo de Singularidad Genética: picozapato (Balaeniceps rex). Fuente: Parkerman & Christie.<br />
64 | JoF | NO. 16 | 2014
IMAGEN: El oso pardo (Ursus arctos), además de ser una especie amenazada, se puede considerar<br />
una especie paraguas, pues garantizando su supervivencia estamos beneficiando a muchas otras<br />
especies. Fuente: Josu P.<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 65
Riesgo bajo: preocupación menor (LC) y casi<br />
amenazado (NT)<br />
Amenazadas: vulnerable (VU), en peligro (EN) y en<br />
peligro crítico (CR)<br />
Extintas: extinto en libertad (EW) y extinto (EX)<br />
Otras categorías: datos insuficientes (DD), no evaluado<br />
(NE)<br />
CUADRO 2.<br />
EJEMPLO DE LISTADO:<br />
CATEGORÍAS DE UNA LISTA<br />
ROJA DE LA IUCN<br />
La adaptación al movimiento se refiere a esas especies con<br />
mayor capacidad de migrar debido al cambio climático, siendo<br />
capaces de sobrevivir.<br />
En lo que respecta a la valorización económica, para mí es<br />
uno de los criterios con más potencial, aunque también el<br />
más polémico. La cuestión no es tanto dar un valor a una<br />
especie o un hábitat en sí, sino crear un valor generado<br />
por su protección, sobre todo a nivel de economía local.<br />
Se sabe que cuando se implica a la población local en la<br />
gestión de una zona protegida y sus recursos (de manera que<br />
su protección tenga un impacto positivo en la sostenibilidad<br />
económica del área) esta población es más proclive a cooperar.<br />
VALORES POTENCIALES<br />
Aun teniendo en cuenta todos estos criterios, hay veces que<br />
se podrían protegen especies sin abordarlas directamente.<br />
La posibilidad de proteger de forma indirecta un conjunto<br />
de especies a partir de otra distinta tiene gran potencial en la<br />
biología de la conservación.<br />
Este es el caso del uso de especies sucedáneas (surrogate<br />
species en inglés) como indicadores biológicos. Estas especies<br />
son usadas con distintos fines: desde señalar cambios<br />
ambientales o poblacionales hasta atracción del público<br />
para proyectos de conservación; sirviendo en general para<br />
evaluaciones parciales o totales de sistemas ecológicos.<br />
66 | JoF | NO. 16 | 2014
IMAGEN: Ejemplo de especie amenazada: tortuga mediterránea occidental (Testudo hermanni hermanni).<br />
Cedida por el Centre de Reproducció de Tortuga de l’Albera (CRT l’Albera). La subespecie, presente<br />
en España, está designada como Amenazada (EN) por la Lista Roja de la IUCN.<br />
El reconocimiento de estos indicadores permite tener<br />
un motivo para proteger áreas de una manera más<br />
asequible, ya que la atención que reciben se traduce<br />
en consecuencias positivas para la conservación de<br />
todo el sistema. Las especies sucedáneas se dividen<br />
en cuatro categorías:<br />
• Especies indicadoras: sirven para estimar<br />
características de ciertas especies o condiciones<br />
ambientales cuando es complicado o costoso<br />
medirlas directamente.<br />
• Especies paraguas: necesitan grandes<br />
extensiones para mantener sus poblaciones mínimas,<br />
de manera que su conservación implica la protección<br />
de las especies que comparten el mismo hábitat o<br />
ecosistema.<br />
• Especies bandera: su carisma y popularidad<br />
atraen la atención del apoyo social y de las donaciones<br />
destinadas a programas de conservación para ellas<br />
mismas o para especies menos llamativas asociadas<br />
a ellas.<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 67
IMAGEN: Ejemplo de endemismo: el<br />
tritón pirenaico (Calotriton asper), que<br />
sólo habita en los Pirineos. Fuente:<br />
Sergi Vila.<br />
DIRECTIVA HÁBITATS: es una directiva de la Unión<br />
Europea de 1992 que tiene por objeto la conservación,<br />
la protección y la mejora de la calidad del medio ambiente,<br />
incluidos los hábitats naturales y la fauna y flora<br />
silvestre. Protege alrededor de 220 hábitats y 1000 especies,<br />
todas ellas de interés europeo. Además, ordena<br />
crear una red de espacios protegidos llamados Natura<br />
2000, formada por los LICs (Lugares de Importancia<br />
Comunitaria) y las Zonas de Especial Protección para<br />
las Aves (ZEPAs).<br />
DIRECTIVA AVES: es una directiva de la Unión Europea<br />
de 2009, que reemplaza otra directiva de 1979<br />
relativa a la conservación de las aves silvestres y modificada<br />
en varias ocasiones. Su propósito es proteger<br />
todas las aves silvestres europeas y los hábitats de<br />
unas especies concretos, a través de las ZEPAs. Complementa<br />
a la directiva anterior para formar, como se<br />
ha comentado, la red de espacios protegidos Natura<br />
2000.<br />
CUADRO 3.<br />
DIRECTIVAS EUROPEAS SOBRE<br />
CONSERVACIÓN<br />
68 | JoF | NO. 16 | 2014
IMAGEN: Los anfibios<br />
son buenas especies<br />
indicadoras. Su presencia<br />
suele ser síntoma<br />
de un buen estado de<br />
conservación del ecosistema,<br />
sobre todo del<br />
agua. En las fotos: ranita<br />
meridional macho<br />
(Hyla meridionalis) y<br />
tritón jaspeado hembra<br />
(Triturus marmoratus).<br />
Fuente: Sergi Vila<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 69
Hotspot: área con gran diversidad de especies, elevado<br />
número de endemismos y una pérdida de territorio<br />
de al menos un 70%.<br />
Endemismo: especie única de un lugar concreto,<br />
con un área de extensión bastante limitada.<br />
Singularidad genética: se produce cuando una<br />
especie no tiene ningún pariente cercano, de manera<br />
que posee un conjunto de genes únicos que no<br />
comparte con ningún grupo ni especie.<br />
CUADRO 4.<br />
CONCEPTOS CLAVE<br />
• Especies clave: su actividad<br />
afecta a otras especies, a la estructura<br />
y a la función del sistema natural. No<br />
siempre son consideradas un tipo de<br />
especie sucedánea. Para serlo deben<br />
ser sensibles a perturbaciones de<br />
manera continua.<br />
Para conocer si una especie se puede<br />
considerar dentro de alguno de estos<br />
grupos sigue siendo muy importante<br />
conocer su biología y ecología, de<br />
manera que la conservación de la<br />
biodiversidad, que puede tener una<br />
vertiente más social, debe ir de la<br />
mano de la investigación.<br />
TRIAJE Y RESPONSABILIDAD<br />
Teniendo en cuenta todos los<br />
criterios y valores comentados y,<br />
relacionado con el hecho de que<br />
no se pueden proteger todas las<br />
especies, tomar la decisión de cuáles<br />
proteger de forma prioritaria es muy<br />
delicado sin entrar en conflicto con<br />
el mencionado “principio de Noé”. Se<br />
debe hacer un triaje de especies con<br />
protección prioritaria, incluso si eso<br />
implica dejar desatendidas aquellas<br />
que no requieren una intervención<br />
inmediata (de forma similar a lo<br />
que hacen los médicos cuando hay<br />
emergencias y desastres para clasificar<br />
a los pacientes).<br />
Obviamente esto genera una<br />
discrepancia ética, pero para<br />
evitar las subjetividades, tenemos<br />
todos los criterios, valores e<br />
investigaciones científicas: los<br />
criterios para otorgar esa prioridad<br />
deben ser puramente científicos, o<br />
científico-económicos si permiten<br />
la subsistencia de poblaciones<br />
locales. Eso no quiere decir que<br />
debamos dejar especies en la<br />
estacada, sino que los esfuerzos<br />
más grandes se deben centrar en<br />
especies concretas.<br />
La conservación de la biodiversidad<br />
es una responsabilidad de la<br />
sociedad en su conjunto. Todos<br />
nosotros, podemos contribuir con<br />
un nuestro esfuerzo y nuestro<br />
interés colectivo. Aunque a menudo<br />
parece que sólo las grandes<br />
organizaciones e instituciones<br />
tienen poder de decisión y<br />
capacidad de llevar a cabo políticas<br />
ambientales, los ciudadanos (como<br />
consumidores y votantes) también<br />
podemos aportar nuestro granito de<br />
arena con pequeñas acciones que<br />
respalden determinadas iniciativas.<br />
Sergi Vila de Vicente<br />
70 | JoF | NO. 16 | 2014
FUENTES CONSULTADAS<br />
Artículos y publicaciones:<br />
- Borrell, B. (2013) Reservas marinas<br />
y población local. Investigación<br />
y Ciencia 441; 76-81.<br />
- Isasi-Catalá, E. (2011) Los conceptos<br />
de especies indicadoras,<br />
paraguas, banderas y claves: su<br />
uso y abuso en ecología de la<br />
conservación. Interciencia 36;<br />
1; 31-38.<br />
- Jetz, W.; Thomas, G.H.; Joy, J.B.<br />
et al. (2014) Global distribution<br />
and conservation of evolutionary<br />
distinctness in birds. Current<br />
Biology 24; 919-930.<br />
- López-Sepulcre, A. (2009) Evolución<br />
en movimiento. Investigación<br />
y Ciencia 388; 8-9.<br />
- Nijhuis, M. (2012) ¿Qué especies<br />
sobrevivirán Investigación<br />
y Ciencia 433; 66-71.<br />
- Rey Benayas, J.M. (2009) La<br />
rareza de las especies. Investigación<br />
y Ciencia 392; 62-69.<br />
Páginas web:<br />
- IUCN Red List<br />
- Comité Español de la IUCN<br />
- Directiva Hábitats UE<br />
- Directiva Aves UE<br />
- Red Natura 2000 España<br />
- NatureServe<br />
- Conservation International<br />
- WWF<br />
Wikipedia<br />
- Estado de Conservación<br />
- Directiva Hábitats<br />
- Directiva Aves<br />
- Hotspot de Biodiversidad<br />
- Lista Roja de la UICN<br />
- Red Natura 2000<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 71
72 | JoF | NO. 16 | 2014
MATERIALES<br />
PARA ENCERRAR<br />
UN TROZO DE SOL<br />
EN LA TIERRA<br />
Por Francis R. Villatoro (@emulenews)<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 73
M<br />
uchos divulgadores españoles son científicos<br />
en activo. En muchos casos, su intensa labor<br />
divulgativa ensombrece su producción científica.<br />
Máxime cuando no les gusta divulgar sobre su<br />
propio trabajo. Sergio L. Palacios (@Pr3cog, antes @<br />
ondasolitaria) es autor de los libros “La Guerra de dos<br />
mundos” (2009) y “Einstein versus Predator” (2011),<br />
del blog, ya difunto, “Física en la Ciencia Ficción” y<br />
del blog, este en activo, “El Tercer Precog”. Palacios<br />
investiga en la Universidad de Oviedo, España, la<br />
simulación por ordenador de materiales para reactores<br />
de fusión. Quizás te interese conocer más sobre su<br />
labor científica. Permíteme describir brevemente uno<br />
de sus últimos artículos técnicos [1].<br />
Las dos metáforas más populares en relación a<br />
la producción de energía por fusión nuclear son<br />
reproducir el Sol en la Tierra y la explosión controlada<br />
de una bomba de hidrógeno. En ambos casos, lo<br />
primero que nos viene a la cabeza es la necesidad<br />
de materiales altamente resistentes a la radiación<br />
capaces de contener la reacción de fusión. La<br />
selección y el diseño de nuevos materiales capaces<br />
de soportar las condiciones extremas que se dan en<br />
el interior de un reactor de fusión requieren grandes<br />
avances científicos en nuestro conocimiento de la<br />
ciencia básica del proceso por el que los materiales se<br />
dañan bajo radiación por neutrones de alta energía.<br />
La fragilización por átomos de helio es una de las<br />
fuentes más importantes de daño severo en metales y<br />
aleaciones; este helio proviene de la transmutación de<br />
los neutrones dentro del material. Sergio L. Palacios y<br />
varios colegas han desarrollado la primera simulación<br />
ab initio de la formación de burbujas de helio en<br />
cobre usando un simulador basado en la teoría del<br />
funcional densidad [1]. En este artículo trataré de<br />
resumir sus resultados, que pueden ser incorporados<br />
a códigos de simulación multiescala para el diseño de<br />
nuevos materiales basados en aleaciones de cobre<br />
para los futuros reactores de fusión comerciales.<br />
Los reactores de fusión tipo tokamak<br />
Los rectores de tipo tokamak son la tecnología más<br />
prometedora en fusión. Un tokamak es una vasija<br />
en forma toroidal (como un dónut) que confina<br />
un plasma de deuterio y tritio a alta temperatura<br />
(más de 100 millones de grados) por medio de<br />
intensos campos magnéticos toroidales y poloidales<br />
que evitan que toque sus paredes interiores. Para<br />
generar estos campos magnéticos se usan imanes<br />
superconductores de tres tipos: solenoidales, situados<br />
de forma transversal al toroide para calentar el plasma,<br />
toroidales, situados en espiral alrededor del toroide<br />
para estabilizar el plasma, y poloidales, situados<br />
longitudinalmente al toroide para posicionar el<br />
plasma.<br />
La reacción de fusión D-T, entre el deuterio y el tritio,<br />
dos isótopos pesados del hidrógeno, produce calor y<br />
neutrones de alta energía que deben ser absorbidos<br />
74 | JoF | NO. 16 | 2014
Fotografía del interior de JET (Joint European Torus), Oxfordshire, Reino Unido, el<br />
mayor tokamak en funcionamiento. Fuente de la imagen: EFDA-JET public relations<br />
page.<br />
por los materiales de la primera pared del tokamak<br />
y por los materiales estructurales que lo rodean. Las<br />
estimaciones actuales para el flujo de calor en estado<br />
estacionario sobre la primera pared están en el rango<br />
de 1 a 10 MW/m 2 . Una cifra enorme si la comparamos<br />
con los reactores nucleares de fisión, en los que el<br />
flujo máximo de calor sobre el recubrimiento del<br />
combustible recibe menos de 1 MW/m 2 [2].<br />
El daño de materiales por radiación ionizante<br />
Durante la vida útil de un reactor, los neutrones<br />
energéticos bombardean los materiales estructurales<br />
y desplazan sus átomos fuera de sus posiciones<br />
originales en la red cristalina. Los defectos más<br />
comunes en un material se pueden clasificar en<br />
vacantes, queda un hueco donde antes había<br />
un átomo, y átomos instersticiales: átomos extra<br />
situados entre otros átomos bien colocados en<br />
la red cristalina. El daño por radiación se suele<br />
cuantificar en términos del número de átomos<br />
desplazados (dpa por las siglas en inglés de<br />
displacements per atom): el cociente entre el<br />
número de átomos desplazados (tanto de forma<br />
temporal como de forma definitiva) y el número<br />
total de átomos en el sólido que actúa como<br />
blanco para el bombardeo con radiación ionizante.<br />
A temperaturas muy altas, mayores que la mitad<br />
de la temperatura a la que se funde el material,<br />
y al aplicar esfuerzos mecánicos intensos, el helio<br />
producido por las reacciones de transmutación<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 75
Daño por desplazamiento estimado (en dpa) en los materiales estructurales de un reactor<br />
nuclear en función de la temperatura de operación para reactores de fisión actuales<br />
(segunda generación) y para los futuros (cuarta generación), así como para los futuros<br />
reactores de fusión comerciales. Figura 4 en la ref. [2].<br />
nuclear de neutrones dentro del material puede<br />
migrar en el interior del mismo y dar lugar a<br />
cavidades (burbujas). La formación (nucleación)<br />
y crecimiento de estas burbujas de helio<br />
conduce a una fragilización del material que<br />
causa daños severos.<br />
Los materiales de la primera pared del reactor<br />
de fusión experimental ITER han sido diseñados<br />
para soportar como mucho 5 dpa; sin embargo,<br />
el daño en los reactores de fusión comerciales<br />
estará en el rango de 10 a 200 dpa [2]. De hecho,<br />
se considera este daño como el factor limitante<br />
más importante para la temperatura máxima a<br />
la que pueden operar los reactores de fusión.<br />
Para entender los procesos dinámicos<br />
responsables de la nucleación, crecimiento<br />
y migración de las burbujas de helio hay<br />
que usar simulaciones por ordenador<br />
multiescala y validar sus resultados
Técnicas para el estudio multiescala del helio en una matriz metálica, desde los cálculos<br />
DFT a su validación experimental mediante TEM. Figura 2 en la ref. [3].<br />
mediante experimentos específicos [3]. En el nivel<br />
más bajo se usan simulaciones cuánticas ab initio<br />
que se implementan gracias a la teoría del funcional<br />
densidad (DFT por las siglas en inglés de Density<br />
Functional Theory). En los niveles siguientes se utiliza<br />
la dinámica molecular (MD por Molecular Dynamics),<br />
la teoría cinética basada en métodos de Montecarlo<br />
(KMC/RT por Kinetic Monte-Carlo/Rate Theory) y<br />
la dinámica de dislocaciones (DD por Dislocation<br />
Dynamics). Para validar los resultados se comparan<br />
las simulaciones por ordenador con las medidas<br />
experimentales obtenidas por espectroscopia de<br />
desorción térmica de helio (THDS por Thermal<br />
He Desorption Spectrometry) y por microscopía<br />
electrónica de transmisión (TEM por Transmission<br />
Electron Microscopy), entre otras técnicas.<br />
La teoría del funcional densidad es una técnica para<br />
calcular la estructura electrónica de un material,<br />
tanto en física de la materia condensada como en<br />
la química cuántica. Este método se basa en resolver<br />
la ecuación de Schrödinger minimizando el funcional<br />
de la energía electrónica con respecto a la densidad<br />
electrónica. La DFT es la herramienta ab initio más<br />
usada para estudiar defectos en la nanoescala<br />
producidos por irradiación y sus interacciones [4]. En<br />
esta teoría los defectos se tratan como cuasipartículas<br />
caracterizadas por su posición, velocidad, masa y<br />
movilidad efectiva. Se puede estudiar su migración,<br />
reacción, coalescencia y crecimiento dentro de la<br />
estructura reticular del material.<br />
Para implementar el método DFT, González et<br />
al [1] usan un software comercial llamado VASP<br />
(The Vienna Ab initio Simulation Package) [5], que<br />
calcula una solución aproximada para la ecuación<br />
de Schrödinger en un sistema multicuerpo.<br />
Me gustaría destacar que en el campo DFT es<br />
común, en lugar de desarrollar un código propio,<br />
usar códigos comerciales o de acceso libre
Representación esquemática de las estructuras más estables para las burbujas de helio<br />
con uno (a), dos (b), tres (c) y cuatro (d) átomos de helio. Se representan en rojo los<br />
átomos de He y en marrón los de Cu. Figura 3 en la ref. [1].<br />
que han sido implementados por terceros, que están<br />
bien documentados y ampliamente validados, como<br />
VASP, CASTEP, SIESTA, PLATO, PWSCF y ABINIT [6].<br />
El cobre como material estructural<br />
Para el desarrollo de materiales estructurales para la<br />
primera pared de un reactor de fusión se ha propuesto<br />
el uso del cobre por su alta temperatura de fusión<br />
(1084 °C) y por su inmiscibilidad con la mayoría de<br />
los metales elementales [7]. La estructura cristalina<br />
de la celda unidad del cobre es la de una red cúbica<br />
centrada en las caras (FCC). En las simulaciones de<br />
González et al. [1] los defectos se estudian en una<br />
supercelda cúbica de 4×4×4 compuesta por 256<br />
átomos de cobre. Esta supercelda permite estudiar<br />
hasta cuatro vacantes y la incorporación de hasta<br />
cuatro átomos de helio, en ambos casos tanto en<br />
la estructura pura como combinados con vacantes<br />
de cobre.<br />
Para validar su enfoque, González et al. [1] comparan<br />
sus resultados con los obtenidos por otros autores para<br />
defectos de tipo vacante y para átomos intersticiales.<br />
En concreto, minimizando la energía de formación,<br />
obtienen las estructuras más estables con uno, dos,<br />
tres y cuatro vacantes. Sus resultados coinciden de<br />
forma razonable con los ya conocidos, lo que valida<br />
su metodología. Ello les permite acometer el estudio<br />
novedoso de la formación de burbujas de helio tanto<br />
en el material libre de defectos como en el que tiene<br />
algunos.<br />
El fenómeno más destacado que se observa en las<br />
simulaciones es la gran movilidad de los átomos<br />
de helio dentro de los vacantes. En caso de que<br />
haya una sola vacante, el primer átomo de He<br />
ocupa dicho espacio vacío, la llamada posición<br />
de substitución; pero cuando hay varias vacantes,<br />
el primer átomo de He se sitúa en el centro de<br />
su configuración. Al añadir más átomos de helio<br />
se produce una reconfiguración geométrica de todos<br />
los átomos de helio ya presentes en la burbuja. Los<br />
resultados indican que la energía de formación crece<br />
(casi) linealmente con el número de átomos de He que<br />
78 | JoF | NO. 16 | 2014
forma la burbuja. Además, las simulaciones<br />
muestran que los defectos puntuales más<br />
favorables para la nucleación y crecimiento<br />
de las burbujas son los que tienen un mayor<br />
número de vacantes.<br />
Por supuesto, el trabajo de González et al. [1]<br />
no es la última palabra sobre esta cuestión<br />
y presenta varias limitaciones que requieren<br />
futuros estudios. Lo más obvio es que se<br />
necesitan simulaciones con superceldas<br />
de mayor tamaño, capaces de albergar<br />
burbujas de helio con mayor número de<br />
átomos; por supuesto, hay que usar recursos<br />
computacionales de mayor coste. También<br />
parece claro que la dependencia lineal de la<br />
energía de formación de las burbujas con<br />
el número de átomos de helio no puede<br />
sostenerse de forma indefinida: se espera<br />
la aparición de algún tipo de saturación<br />
para burbujas lo grandes. En caso de existir,<br />
este fenómeno podría ser muy útil para el<br />
diseño de materiales basados en cobre para<br />
la primera pared que se enfrenta al plasma y<br />
para materiales diagnósticos.<br />
En resumen, los valores cuantitativos de las<br />
energías de enlace y formación de burbujas<br />
de helio calculados por González et al. [1]<br />
son un parámetro de entrada necesario para<br />
el modelado mediante técnicas multiescala<br />
de los procesos de migración, coaelescencia<br />
y crecimiento de burbujas de helio en la<br />
estructura tridimensional del cobre metálico<br />
usado como material para reactores de fusión.<br />
Como dice Duffy en su artículo de<br />
tipo review [7]: “Los retos que exige<br />
el diseño de materiales para una<br />
planta de energía de fusión económicamente<br />
viable son formidables, pero ninguno de los obstáculos<br />
encontrados hasta el momento parece imposible de<br />
superar.”<br />
Francis R. Villatoro<br />
Referencias<br />
[0] Este artículo es una traducción al español de<br />
Francisco R. Villatoro, “Materials for caging the Sun<br />
on Earth,” Mapping Ignorance, 25 April 2014. http://<br />
goo.gl/MmzytH<br />
[1] C. González, D. Fernández-Pello, M. A. Cerdeira, S.<br />
L. Palacios, and R. Iglesias, “Helium bubble clustering<br />
in copper from first principles,” Modelling Simul.Mater.<br />
Sci. Eng. 22: 035019, Mar 2014.DOI:10.1088/0965-<br />
0393/22/3/035019<br />
[2] Steven J. Zinkle and Jeremy T. Busby, “Structural<br />
materials for fission & fusion energy,” Mater. Today 12:<br />
12-19, Nov. 2009. DOI: 10.1016/S1369-7021(09)70294-9<br />
[3] Maria Samaras, “Multiscale Modelling: the role of<br />
helium in iron,” Mater. Today 12:46-53, Nov. 2009.<br />
DOI: 10.1016/S1369-7021(09)70298-6<br />
[4] S. L. Dudarev, “Density functional theory models<br />
for radiation damage,” Rev. Mater. Res. 43: 35-61, 2013.<br />
[5] Vienna Ab initio Simulation Package (VASP)<br />
[6] Available Electronic Structure Codes<br />
[7] D. M. Duffy, “Fusion power: a challenge for materials<br />
science,” Phil. Trans. R. Soc. A 368: 3315-3328,<br />
June 2010. DOI: 10.1098/rsta.2010.0060<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 79
Reseña de libros<br />
Por Enrique Royuela (@eroyuela)<br />
Newton.<br />
La gravedad en<br />
acción<br />
Autor: Jordi Bayarri<br />
Editorial: Anillo del Sirio<br />
PVP: 12€<br />
Sir Isaac Newton fue, sin duda alguna, el<br />
mayor científico de todos los tiempos.<br />
Pero ¿conocemos su historia y los avatares<br />
que le deparó el destino hasta convertirlo<br />
en Presidente de la Royal Society, Caballero<br />
y Jefe de la Casa de la Moneda británica<br />
En este comic, Jordi Bayarri nos ilustra y<br />
acerca, de forma clara y sencilla, a la vida<br />
de este singular personaje, cuyos trabajos<br />
constituyeron un antes y un después en el<br />
mundo de la ciencia.<br />
Pero repasemos brevemente la vida de<br />
Newton y lo que podemos encontrar entre<br />
estas páginas.<br />
Debido a sus aptitudes y notable<br />
inteligencia, Newton fue enviado a<br />
estudiar a la prestigiosa Universidad de<br />
Cambridge, donde se vería obligado a<br />
ordenarse sacerdote una vez hubiese<br />
terminado sus estudios –pues eran las<br />
normas de la Universidad-. Además,<br />
tal y como ocurre en la actualidad con<br />
una alta incidencia, tuvo que trabajar<br />
como sirviente para poder pagarse la<br />
matrícula (espero que esto no lo lea<br />
ningún político indocumentado y lo<br />
utilice como propaganda: “Si Newton<br />
trabajó para pagarse los estudios, no sé<br />
por qué vosotros vais a ser menos...”, lo<br />
veo venir).<br />
80 | JoF | NO. 16 | 2014
Muy pronto manifestó sus preferencias<br />
por las matemáticas (gracias a su mentor,<br />
Isaac Barrow) y –sobre todo- por la óptica,<br />
donde más tarde desarrollaría importantes<br />
descubrimientos sobre la naturaleza y<br />
composición de la luz. Estudios que llegaron<br />
a producirle más de un quebradero de cabeza<br />
al recibir las críticas de los mismísimos Robert<br />
Hooke y Christiaan Huygens, llegando a<br />
tacharle de plagiador.<br />
Sin embargo, su trabajo más notable y por<br />
el que sería reconocido para la posteridad<br />
sería su Philosophiae naturalis principia<br />
mathematica, comunmente conocidos<br />
como Principia (atended zagales porque este<br />
nombre pronto dará mucho de qué hablar).<br />
Unos trabajos que describen las leyes que<br />
se aplican al movimiento de los objetos, a<br />
partir de las cuales se describió la Ley de la<br />
gravitación universal (os sonará la historia<br />
de la manzana, ¿verdad), estableciendo las<br />
bases de la mecánica clásica.<br />
Pero el hecho de ser un científico notable<br />
no contribuyó a que tuviese una trayectoria<br />
cómoda, ya que también publicó algunos<br />
trabajos en el campo de las matemáticas<br />
que no se libraron de la polémica, llegando<br />
a enfrentarle con el filósofo y matemático<br />
alemán Gottfried Leibniz.<br />
Pero dejemos que esto y el resto de la historia<br />
de este genial científico nos lo cuente el<br />
trabajo de Jordi.<br />
Este comic recoge los principales<br />
acontecimientos de una vida extraordinaria,<br />
de la trayectoria del que ha sido definido<br />
por los más grandes como el más grande<br />
(lamento ser yo quién os de la noticia de<br />
que no es Rocío Jurado).<br />
La vida del físico, inventor, alquimista y<br />
matemático inglés es retratada con rigor y<br />
con un maravilloso y certero estilo gráfico<br />
marca de la casa, consiguiendo generar una<br />
pieza de entretenimiento imprescindible,<br />
no solamente para niños, sino para adultos,<br />
curiosos, amantes de la ciencia y los comics,<br />
es decir, para todos.<br />
Antes de cerrar esta reseña, no quería dejar<br />
de hablar del próximo proyecto de Jordi<br />
dentro de su colección científicos, y es<br />
-nada más y nada menos- que el de la<br />
mismísima dama de las ciencias, primera<br />
persona en recibir dos premios Nobel en<br />
distintas materias (Física y Química), casada<br />
con Premio Nobel y madre de Premio Nobel.<br />
Lleva tatuado con radiactividad el Nobel<br />
en la piel. Sí amigos, con “Marie Curie. La<br />
actividad del radio”, Jordi Yabarri se adentra<br />
en la historia de una mujer que dio su vida<br />
por la ciencia (literalmente).<br />
Enrique Royuela<br />
2014 | NO. 16 | JoF | 81
"La verdad siempre se halla<br />
en la simplicidad y no en la<br />
multiplicidad y confusión<br />
de las cosas"<br />
Isaac Newton