Sean todos bienvenidos a su casa. Es un honor y un privilegio poder organizar la VII Edición del Carnaval de Humanidades. Antes de nada, quiero expresar mi agradecimiento a Ana (@crazy_apotheek), la organizadora de la VI Edición recién concluida, por el esfuerzo y la pasión con que ha llevado a cabo su tarea, bastante complicada debido a las fechas estivales en que se ha desarrollado. Tampoco quería dejar pasar la oportunidad de agradecer a Dolores (@Ununcuadio) su labor en la V Edición, ya que su derroche de ilusión y propuestas para el debate fueron el detonante para que me planteara organizar alguna de las siguientes ediciones.
Permítanme una pequeña digresión. No soy científico, no he estudiado ninguna carrera relacionada con la ciencia, ni tampoco con la historia, la arqueología o la antropología ―aunque estoy embarcado en el estudio de Filosofía en la UNED― y mi profesión está muy lejos de guardar relación con la divulgación científica. Lo que quiero decir es que mi acercamiento a la ciencia, a la búsqueda de respuestas sobre la realidad y el funcionamiento del mundo ha sido autodidacta: cuando sentía curiosidad por algún tema en concreto acudía a algún libro, ya fuera en una biblioteca pública, en las bibliotecas de las diferentes facultades cuando estudiaba en la universidad, o bien, sencillamente, lo compraba en una librería.
De esta manera, con el paso de los años, además de atesorar una modesta biblioteca, me he convertido en un auténtico bibliófilo. Me encanta leer, leo mucho y leo con total concentración (una pena que tenga una memoria malísima) y disfruto viendo las estanterías llenas de libros que me han apasionado, que me han sorprendido y hecho reflexionar y, sobre todo, viendo aquellos que aún esperan pacientes a que tenga un rato libre para abrir sus páginas. Reconozco que reservo un lugar especial para los libros científicos (estoy recopilando una pequeña colección de primeras ediciones), obras que me han permitido entender un poco mejor quiénes somos, cómo es el mundo que nos rodea y, en definitiva, a amar la ciencia y el conocimiento en toda su extensión. Como verán, para mí, la unión de libro y ciencia es una mezcla poderosísima…
Y es aquí donde entra en juego nuestro Carnaval. Propongo como tema de esta edición “LOS LIBROS DE LA CIENCIA”, siglos de estudios, de sabiduría, de respuestas a los secretos del universo y del corazón del hombre preservados en las páginas de innumerables obras, muchas de las cuales se han convertido en esenciales. ¿Cuál es su libro científico preferido?, ¿deberían leerse, íntegra o parcialmente, en los colegios o universidades las obras de mayor relevancia de la historia de la ciencia?, ¿qué impresión les dejó la lectura de cualquiera de ellas?, ¿marcó su vocación?, ¿es importante o necesario que un científico sepa exponer con profundidad y en un lenguaje alejado de tecnicismos los avances en una determinada rama del conocimiento? Son algunas de las preguntas que se me ocurren y que expongo para incitar a la reflexión aunque, como es natural, podrán hablar de cualquier cosa que les interese y esté relacionada con el Carnaval.
Por ejemplo, ¿quién no conoce “El origen de las especies” de Charles Darwin? Creo que es el paradigma de la obra científica y de divulgación ya que su función no fue solamente la de describir una nueva teoría acerca de la evolución de los seres vivos, sino también un libro donde Darwin hizo verdaderos esfuerzos para hacer llegar esa idea al mayor número de personas (a pesar de ser legas en la materia). Y creo que ésta es una labor esencial de todo científico.
Los científicos, tanto en el pasado como en la actualidad ―algunos en mayor medida que otros― han sentido la necesidad de expresar sus ideas con mayor amplitud, con un lenguaje más accesible y, en definitiva, fuera del corsé de los artículos publicados en revistas especializadas. Estos trabajos, escritos de forma más o menos técnica pero, en cualquier caso, con la pretensión de que el público en general comprenda sus fundamentos son, de alguna forma, un regalo a la sociedad que es en definitiva la última depositaria de ese conocimiento.
En este sentido me viene a la memoria la figura inigualable de Stephen Jay Gould, zoólogo, paleontólogo y biólogo de primer nivel cuyo interés y conocimiento de la teoría de la evolución le llevó a plantear una de las propuestas más revolucionarias ―junto con Niles Eldredge― para explicar algunos vacíos en la teoría de la selección natural propuesta por Darwin: el equilibrio puntuado. Junto a su labor docente en la Universidad de Harvard y una mente analítica excepcional, destaca por su monumental labor divulgativa que tiene reflejo material en los cientos de columnas semanales publicadas en la revista Natural History y en decenas libros (prometo que he leído tres veces “La estructura de la teoría de la evolución” —una obra esencial para cualquiera interesado en el estudio de la evolución de las especies— aunque con seguridad necesitaré varias lecturas más comprender en profundidad todas sus implicaciones).
Portada Sidereus Nuncius
He escogido este tema para permitir un amplísimo margen de elección. Podrían decantarse por la historia de la ciencia: las obras de los filósofos presocráticos, el pitagorismo, los sofistas, Demócrito, Sócrates, Platón, Aristóteles, San Agustín, o la escolástica hasta la Alta Edad Media. También es destacable el impulso a la ciencia dado en el Renacimiento y, sobre todo, durante la Ilustración: Francis Bacon; Nicolás Copérnico y su De revolutionibus orbium coelestium “Sobre el movimiento de las esferas celestiales“ (publicado en 1543); Johannes Kepler con Mysterium Cosmographicum “El misterio cosmográfico” (publicado en 1596); Galileo Galilei con, por ejemplo, su Sidereus Nuncius “Mensajero o mensaje de las estrellas” (publicado en 1610); Descartes y tantos otros grandes pensadores que revolucionaron la ciencia. Destacan sobremanera los trabajos de Newton, como sus Philosophiae naturalis principia mathematica “Principios matemáticos de la filosofía natural” (publicado en 1687), considerada una de las más importantes de la historia de la ciencia; así como las obras de Leibniz o Kant.
O también por los importantes descubrimientos en geología como los realizados por Charles Lyell y expuestos en sus Principles of Geology “Principios de geología” (publicados entre 1830 y 1833), Archibald Geikie y su Textbook of Geology “Libro de texto de geología” (publicado en 1882) o, a comienzos del siglo XX, las ideas de Alfred Wegener recogidas en Thermodynamik der Atmosphäre “Termodinámica de la atmósfera” y Die Entstehung der Kontinente und Ozeane “El origen de los continentes y los océanos” (1929) donde exponía por primera vez la teoría de la deriva continental. Científicos como Antoine-Laurent de Lavoisier, padre de la química moderna, que escribió Traité élémentaire de chimie “Tratado elemental de química” (publicado en 1789), Humphry Davy, J.J. Thomson o Linus Pauling.
En biología podemos mencionar los trabajos del genetista Theodosius Dobzhansky quien con su Genetics and the origin of species “La genética y el origen de las especies” (publicado en 1937) unió por primera vez la evolución darwiniana y la genética mendeliana (en la llamada síntesis moderna), o las aportaciones del zoólogo Ernst Mayr, el botánico George L. Stebbins o el paleontólogo George G. Simpson.
Desde luego tendrán cabida trabajos recientes con los últimos avances en antropología, arqueología, medicina, genética, física de partículas, matemáticas y un largo etcétera.
Todos estos científicos y sus obras ―y muchas otras que no he citado ya que no habría espacio suficiente para incluirlas todas― han marcado una época, han impresionado y alimentado la curiosidad de otros científicos, el interés de la sociedad y, de esta forma, han abierto el camino a nuevos descubrimientos.
Tampoco quería dejar pasar la oportunidad de comentar la importancia de la labor de revistas como Scientific American (que edita una versión en castellano: Investigación y Ciencia) o National Geographic (que este año cumple su 125 aniversario), que ha sido pionera en llevar a todos los rincones del planeta no sólo imágenes impactantes, sino los relatos de primera mano de exploradores que han desvelado los secretos que guarda nuestro planeta como, por ejemplo, el del arqueólogo Hiram Bingham cuando descubrió la ciudad inca de Machu-Pichu. Esta forma de enfocar la divulgación, con grandes fotografías y relatos llenos de viveza, ha hecho que muchos de sus lectores hayan decidido dirigir su futuro profesional al estudio de la ciencia: geografía, historia, arqueología, medicina, genética, astronomía etc.
No me extiendo más. Solamente espero sus aportaciones para comenzar un debate que, sin duda alguna, será instructivo e interesante para todos.
Pueden enviarlas comentando en este post, por correo electrónico a la dirección blog@afanporsaber.es, y a través de twitter en las cuentas de @jlmgarvayo o @CarnavalHumanid. ¡Anímense a participar! Muchas gracias a todos los que hacen que este loco proyecto sea posible.
Las normas de este Carnaval ya son conocidas, pero es oportuno recordarlas aquí:
La participación es libre y no remunerada. Si no tiene un blog, pondremos su post en el blog oficial del Carnaval de Humanidades. Lo importante es que participe.
Tiene que escribir al final de la entrada participante una frase como esta: «Este post participa en la VII Edición del Carnaval de Humanidades, acogido en el blog Afán por saber«. Y, si le apetece, puede incluir el logo de esta edición del Carnaval:
El plazo para presentar las entradas participantes comienza el 3 de septiembre y finaliza el 30 del mismo mes 15 de octubre (se amplía el plazo).
La participación de las entradas se hará efectiva una vez que haya mandado un comentario a este post, un correo electrónico a la dirección blog@afanporsaber.es, o un tweet a @jlmgarvayo o @CarnavalHumanid.
La temática es libre, siempre y cuando tenga relación con las Humanidades. La organización del Carnaval de Humanidades se reserva el derecho de excluir aquellas entradas con contenido inadecuado (pseudocientífico, machista, xenófobo, grosero u ofensivo para cualquier individuo o grupo social).
Al terminar el plazo de presentación de las entradas, se publicará un resumen de ellas. Durante el mes de octubre podrán votar los tres posts que les parezcan los mejores. La mejor entrada será obviamente aquella que consiga más votos y se anunciará el 15 de noviembre de 2013. Para fomentar el debate ―una de las asignaturas pendientes de este Carnaval― voy a introducir una nueva norma: cuando se voten los posts, deberán explicar brevemente el motivo de su elección. Creo que de esta forma podremos abrir un nuevo canal para fomentar la discusión.
El siguiente anfitrión se anunciará también durante el mes de septiembre. Es su obligación aportar novedades e ideas que traten de mejorar el Carnaval de Humanidades.
Comencemos diciendo que la panspermia, en términos generales, es la hipótesis que sostiene la posibilidad de que compuestos orgánicos complejos (bacterias, virus, moléculas de ADN o ARN, aminoácidos etc.) viajen a través del espacio (por diferentes medios) y cuya posterior caída en la Tierra (o en cualquier otro planeta) haya dado origen a la vida.
Son numerosos los mecanismos que, a lo largo del tiempo, se han barajado para dar cuenta de la posibilidad de que compuestos orgánicos o microorganismos viajen por el espacio aunque podemos agruparlos en tres principales: viajan integrados en cometas o asteroides, en partículas de polvo aceleradas por la radiación estelar, o en sondas o naves espaciales.
Hemos de señalar que la transferencia de material interplanetario es un hecho científico bien documentado como han puesto de manifiesto los meteoritos de origen marciano o lunar que se han encontrado en la Tierra. Del mismo modo, las sondas espaciales también pueden ser un mecanismo viable de transporte de organismos para la colonización biológica (por este motivo, la NASA cuenta con la Oficina de Protección Planetaria, encargada de dictar las normas de esterilización de los vehículos espaciales que estudian los cuerpos del Sistema Solar potencialmente habitables como nos explica Daniel Marín en su blog Eureka).
Veamos con más detalle los tres principales mecanismos ya expuestos y que nos servirán de hilo conductor para conocer el desarrollo histórico de la hipótesis de panspermia:
La litopanspermia es una versión según la cual las rocas expulsadas de la superficie de un planeta pueden servir como vehículos de transferencia de material biológico hacia otro planeta del mismo sistema solar o de otro diferente. Como podrán imaginar, para que el mecanismo funcione es necesario que se den tres circunstancias: primero, los microorganismos deben sobrevivir al impacto que supone el proceso de extracción del planeta de origen; en segundo término, deben ser capaces de soportar el viaje a través del espacio y, por último, tienen que sobrevivir de nuevo la entrada en el planeta receptor.
Durante la década de 1830, el químico sueco Jöns Jacob Berzelius confirmó (en su artículo Analysis of the Alais meteorite and implications about life in other worlds) que se habían encontrado compuestos de carbono en ciertos meteoritos «caídos del cielo». Estos descubrimientos contribuyeron a las teorías propugnadas por pensadores posteriores como el médico alemán Hermann E. Richter (para los interesados, Richter explicó su teoría en un artículo titulado Zur Darwinschen lehre publicado en 1865 en el Schmidt’s Jahrbücher der in-und ausländischen gesammten Medicin, volumen 126, páginas 243-249) y Lord Kelvin (Sir William Thomson) de quien hablaremos en profundidad más adelante.
Por su parte, Svante Arrhenius publicó en 1903 un artículo, The distribution of life in space, donde exponía la hipótesis ahora llamada radiopanspermia, según la cual los microorganismos pueden propagarse por el espacio en granos de polvo impulsados por la presión de la radiación de las estrellas. Arrhenius sostuvo que las partículas de un tamaño crítico por debajo de 1,5 μm (0,0015 mm) se propagan a gran velocidad por presión de la radiación del Sol, aunque, debido a que su eficacia disminuye con el aumento del tamaño de las partículas, este mecanismo serviría únicamente para transportar partículas muy pequeñas, como las esporas bacterianas.
Por último, la panspermia dirigida se refiere al transporte intencionado de microorganismos a través del espacio y enviados a la Tierra para iniciar la vida aquí, o enviados desde la Tierra para sembrar otros sistemas solares. Esta idea fue defendida por primera vez en 1973 por Francis Crick, quien junto con Leslie Orgel, sostuvieron que la Tierra podía haber sido “infectada” deliberadamente por una civilización extraterrestre avanzada.
Antes de entrar sobre el fondo de la materia, debo mencionar los trabajos de Benoît de Maillet quien, en 1743, escribió que pensaba que la vida en la Tierra fue “sembrada” por gérmenes provenientes del espacio que cayeron en los océanos, rechazando de esta forma la teoría de la abiogénesis; o los de Sales-Guyon de Montlivault que describió en 1821 cómo unas semillas que habían caído de la Luna llevaron por primera vez la vida a la Tierra. Al igual que me ha ocurrido con los escritos de Berzelius y Richter, no he podido acceder a su contenido por lo que no los incluiré en estas reflexiones aunque, en cualquier caso, trataron el tema de forma tangencial. Mi intención en este artículo no es defender o cuestionar la validez de estas ideas, ni tampoco hacer un análisis de las últimas aportaciones a la cuestión del origen de la vida en la Tierra, sino exponer el camino seguido por los primeros científicos que plantearon estas hipótesis siguiendo un íter lógico e histórico para comprender mejor el trasfondo y los puntos comunes que poseen entre sí. Si alguien quiere profundizar en algún aspecto será un debate interesante que podremos sostener en los comentarios y quizás en futuras entradas de este blog.
Introducción etimológica y filosófica: Anaxágoras
Juntas estaban todas las cosas, infinitas en número y pequeñez; ya que también lo pequeño era infinito. Y mientras todas estaban juntas, nada era visible a causa de su pequeñez; pues el aire y el éter las tenían sujetas a todas, siendo ambos infinitos; puesto que éstos son los máximos ingredientes en la mezcla de todas las cosas, tanto en número como en tamaño.
Pero antes de que estas cosas fueran separadas, mientras todas estaban juntas, no era visible ningún color tampoco; pues se lo impedía la mezcla de todos los colores, de lo húmedo y lo seco, de lo cálido y lo frío, de lo brillante y lo tenebroso, de la mucha tierra dentro de la mezcla y de las semillas innumerables, desemejantes entre sí. Tampoco ninguna de las demás cosas son parecidas unas a otras. En este caso debemos suponer que todas las cosas están dentro de todo.
Los griegos no juzgan rectamente cuando admiten el nacimiento y la destrucción; pues ninguna cosa nace ni perece, sino que se compone y se disuelve a partir de las existentes. Y, en consecuencia, deberían llamar, con toda justeza, al nacer composición y al perecer disolución.
Anaxágoras de Clazomene (fragmentos conservados gracias a la obra Física de Simplicio).
El término panspermia procede del griego παν- pan, «todo» y σπερμα sperma, «semilla». Hasta donde tenemos constancia, la primera vez que se emplea el término sperma es en una obra de Anaxágoras (es posible que el término «panspermatic» apareciera por primera vez en una obra de William Leybourn publicada en 1690: Cursus Mathematicus, aunque no he podido contrastarlo). Anaxágoras fue un filósofo presocrático perteneciente a la escuela jónica. Se interesaba por la ciencia y gozó en su época de gran reputación como físico, matemático y astrónomo. A pesar de que se le atribuye un tratado “Sobre los escenarios”, un libro sobre la “cuadratura del círculo”, y una obra en tres libros “Sobre la naturaleza”, en realidad lo más probable es que escribiera un único libro ―”Sobre la naturaleza”― que ha llegado hasta nosotros en su mayor parte gracias a la recopilación de varios de sus fragmentos por parte de Simplicio. Estos fragmentos en conjunto abarcan unas mil palabras.
No nos interesa tanto hacer un análisis etimológico del término como explicar el principio fundamental que adoptó Anaxágoras de Parménides y de todos los presocráticos: “De la nada nada sale. Todo sale del ser”. Es decir, lo vivo no puede nacer de lo inerte. Esta afirmación y sus consecuencias filosóficas serán el catalizador para el desarrollo de la hipótesis de la panspermia por los pensadores posteriores.
La solución que ofreció Anaxágoras a esta cuestión fue que “Todo está en todo”. Para él la materia es divisible hasta el infinito y cada cosa está constituida por partes de todas las cosas “infinitas por su multitud y por su pequeñez”. Los elementos no son cuatro, como afirma Empédocles (aire, fuego, agua y tierra), sino que hay tantos elementos como especies distintas de cosas: son las «semillas» de todas las cosas.
Los animales proceden de semillas caídas del cielo. Todo vive, siente y tiene inteligencia [una concepción del mundo conocida como hilozoísmo].
El problema principal a la hora de interpretar los escritos de Anaxágoras es que debemos tener clara la relación entre dos términos: las “spermata” (σπέρματα «semillas») y las «porciones» (μοϊραι). Para comprender la posible incongruencia de que Anaxágoras crea en la infinita divisibilidad de la materia a pesar de que sostenga que hay «semillas» presentes en la mezcla original, debemos tener presente que emplea el término «porciones» en el sentido de una “participación” más que en el de un “trozo” o “partícula”. Por mucho que se subdivida la materia y por muy infinitesimal que sea el trozo que se obtenga, Anaxágoras replicará siempre, que, lejos de ser irreductible, sigue conteniendo un número infinito de «porciones».
Podemos entender según la cita que abre esta introducción que, a nivel microscópico, la mezcla original de la que surge toda la materia no es uniforme. Ésta, a pesar de ser infinitamente divisible, estaba coagulada desde el principio en partículas o «semillas» y, por tanto, hay una unidad natural a partir de la cual puede comenzar la cosmogonía (de aquí proviene, tal vez, el uso de la palabra «semilla», ya que de una semilla se desarrollan cosas mayores).
Siendo estas cosas así, debemos suponer que hay muchas cosas de todo tipo en cada cosa que se está uniendo, semillas de todas las cosas bajo toda clase de formas, colores y gustos…
¿Pues como podría nacer el pelo de lo que no es pelo y la carne de lo que no es carne?
Sir William Thomson, primer barón Kelvin
Nacido el 26 de junio de 1894 en Belfast, William Thomson fue un físico y matemático británico que destacó por sus importantes trabajos en el campo de la termodinámica y la electricidad. Es especialmente conocido por haber desarrollado la escala de temperatura que lleva su nombre. En 1866, sobre todo en reconocimiento a los servicios prestados a la telegrafía transatlántica por medio de cables, Kelvin recibió el título de caballero y en 1892 fue elevado a la dignidad de par en calidad de «Baron Kelvin of Largs».
En lo que a nosotros interesa en este momento, debemos destacar el discurso que pronunció en 1871 en la reunión anual de la Asociación británica para el avance de la ciencia en su calidad de presidente. En su larga alocución, entre otros muchos temas habló de la generación espontánea: la antigua especulación de que bajo determinadas condiciones meteorológicas, la materia inerte podía dar lugar a la vida. Afirmó con rotundidad que la ciencia había aportado una enorme cantidad de pruebas contra dicha hipótesis sosteniendo:
“Dead matter cannot become living without coming under the influence of matter previously alive. This seems to me as sure a teaching of Science as the law of gravitation” (la materia inerte no puede llegar a estar viva sin la influencia de materia previamente viva. Me parece una enseñanza tan clara de la ciencia como la Ley de la Gravitación Universal).
A continuación expuso su hipótesis del origen de la vida en la Tierra:
Si rastreamos la historia física de la Tierra hacia atrás, siguiendo estrictos principios dinámicos, llegaremos a un mundo fundido y al rojo vivo en el que no podía existir la vida. Por lo tanto, cuando la Tierra estuvo preparada para albergar vida, no había ninguna cosa viviente en ella. Había rocas sólidas y desintegradas, agua, y aire alrededor, una Tierra calentada e iluminada por un Sol brillante, lista para convertirse en un jardín. ¿Brotaron la hierba, los árboles y las flores, en toda la plenitud de su belleza, por la orden de un Poder Creativo? ¿O la vegetación, creciendo a partir de una semilla sembrada, se propagó y multiplicó por toda la Tierra? La ciencia está obligada, por la eterna ley del honor, a afrontar sin temor cada problema que se le presente razonablemente. Si se puede encontrar una posible solución, en consonancia con el curso ordinario de la naturaleza, no debemos invocar el acto anormal de un Poder Creativo.
Texto del discurso ofrecido por Lord Kelvin
Para comprender cómo surge la vida utiliza el ejemplo de las islas volcánicas que, al poco tiempo de surgir del mar, se cubren de vegetación y vida. Hoy no nos sorprende en absoluto la afirmación de que la vida no surgió en esas islas de la nada sino debido al transporte de las semillas por el aire y gracias a la migración de los animales.
Cada año, miles, quizás millones, de fragmentos de materia sólida caen sobre la Tierra ― ¿de dónde han venido estos fragmentos? ¿Cuál es la historia de cada alguno de ellos? ¿Se creó en el principio de los tiempos una masa amorfa?― Esta idea es tan inaceptable que, implícita o explícitamente, todos la descartan. A menudo se da por sentado que todas las rocas meteoríticas, aunque es cierto que algunas, son fragmentos que se han desprendido de masas más grandes y han sido lanzadas al espacio. Es seguro que se deben producir colisiones entre grandes masas que se mueven a través del espacio como sucedería con los buques que, si fueran pilotados sin control para evitar la colisión, no podrían ir y venir a través del Atlántico durante miles de años inmunes a las colisiones. Cuando dos grandes masas colisionan en el espacio es cierto que la mayor parte de cada uno de ellas se funde, pero parece bastante seguro que, en muchos casos, deben salir disparados en todas direcciones una gran cantidad de residuos, muchos de los cuales no habrán experimentado una violencia mayor que la que sufren las rocas en un deslizamiento de tierra o en explosiones con pólvora. Si la Tierra colisionara con otro cuerpo, comparable en dimensiones a sí misma, y la colisión se produjera cuando estuviera cubierta de vegetación como en la actualidad, muchos fragmentos grandes y pequeños podrían, sin duda alguna, haber sido diseminados por el espacio llevando semillas, plantas y animales vivos. Por lo tanto, y porque todos creemos con confianza que en la actualidad existen, y que ha sido así desde tiempo inmemorial, muchos mundos llenos de vida además del nuestro, debemos considerar como muy probable que haya innumerables rocas meteoríticas portando semillas desplazándose a través del espacio. Si en la actualidad no existiera vida sobre la Tierra, una de esas rocas podría, a lo que llamaríamos sin dudar causas naturales, hacer que se cubriera de vegetación. Soy consciente de las muchas objeciones científicas que se pueden plantear en contra de esta hipótesis; pero creo que todas tienen respuestas. Ya he puesto a prueba su paciencia demasiado como para pensar discutir cualquiera de ellas en esta ocasión. La hipótesis de que la vida se originó en la Tierra por fragmentos cubiertos de musgo de las ruinas de otro mundo puede parecer descabellada e idealista; todo lo que digo es que no es acientífica.
Como expusimos al comenzar este relato, Kelvin plantea en su discurso la hipótesis que hoy llamamos litopanspermia y, aunque no es este el momento de un análisis más exhaustivo, podemos comprobar que la idea que subyace en su planteamiento es la misma que guía la concepción del mundo de Anaxágoras y el resto de filósofos presocráticos: “De la nada nada sale. Todo sale del ser”. Su solución a este dilema fue que la vida tuvo que llegar a la Tierra desde otro lugar del espacio.
Svante Arrhenius
Svante Arrhenius nació en Suecia el 19 de febrero de 1859. Destacó como científico (originalmente físico y más tarde químico) y profesor. Obtuvo el Premio Nobel de Química de 1903 gracias a sus experimentos en el campo de la disociación electrolítica.
Arrhenius, firme defensor de la hipótesis de panspermia, expuso sus ideas en un artículo publicado en 1903 y, años después, en la revista Scientific American (1907). Dado el interés que despertó esta cuestión, incluyó un último capítulo en un libro que estaba terminando (publicado en 1908) donde, de forma más extensa, pudo desarrollar esta hipótesis: Worlds in the making: the evolution of the universe.
Sostiene que desarrolló esta teoría, como hizo el propio Kelvin, por los reiterados y fallidos intentos de eminentes biólogos en descubrir un único caso de generación espontánea de la vida. Como hemos indicado al inicio, su idea era que los microorganismos podían propagarse por el espacio en granos de polvo impulsados por la presión de la radiación de las estrellas.
Reconoce que la mayor dificultad de la teoría estriba en la aparente imposibilidad del transporte de microorganismos, incluso de un planeta a otro de nuestro propio sistema solar, debido a que la duración del viaje podría ser excesiva y la mayoría de los microorganismos pueden permanecer vivos solo unos años (aunque algunos ―añade― incluidas algunas esporas y semillas de leguminosas, conservan el poder de germinación durante décadas).
Para salvar este obstáculo introduce la presión de la radiación como energía para el movimiento, de forma que el intervalo de tiempo que el microorganismo pase en el espacio se reduzca considerablemente. Sostuvo que organismos muy pequeños, como las esporas bacterianas, de un tamaño de entre 0,0003 y 0,0002 mm., podían ser impulsadas al espacio gracias a la presión de la radiación solar. Considerando que la gravedad específica (densidad relativa) de estas esporas sea la misma que la del agua, llega a realizar unos cálculos acerca del tiempo que tardarían en cruzar la órbita de Marte (20 días), la de Júpiter (80 días) y la de Neptuno en 14 meses (alcanzar la estrella más cercana, Alpha Centauri, llevaría 9000 años).
Worlds in the making.
El mecanismo de escape de la atmósfera lo describe de la siguiente forma: unos corpúsculos tan pequeños podrían alcanzar una gran altitud gracias a las corrientes de aire, aunque estas corrientes nunca podrían expulsarlas de nuestra atmósfera. Por ello recurre a la fuerza de la electricidad, concretamente al fenómeno de las auroras. Opina que las auroras se producen por la colisión con la atmósfera de enormes cantidades de polvo cargado negativamente proveniente del Sol. Por lo tanto, si la espora en cuestión absorbiera la carga negativa del polvo solar durante una descarga eléctrica, podría ser expulsada en el mar de éter de las cargas repelentes de las otras partículas.
Muchas de esas esporas saldrán de la atmósfera y, aunque la mayoría no alcancen su objetivo, unas pocas caerán en otros mundos donde puede que sean capaces de diseminar la vida si encuentran las condiciones para ello. Puede que pasen un millón o varios millones de años desde el momento en que un planeta sea capaz de albergar vida hasta que la primera semilla caiga y germine, pero este periodo de tiempo es insignificante en comparación con el tiempo durante el que la vida florecerá en ese planeta.
De esta manera la vida puede haber sido trasplantada desde tiempos inmemoriales de sistema solar en sistema solar y de planeta en planeta del mismo sistema. De la misma manera que entre los miles de millones de granos de polen que el viento aleja de un gran árbol sólo uno por término medio origina un árbol nuevo, así, de los miles de millones, o quizás billones, de los microorganismos que la presión de la radiación estelar expulsa al espacio, sólo uno podría llevar vida a un planeta en que la vida aún no haya surgido, y ser el iniciador de los seres vivos en ese planeta.
Francis H. C. Crick y Leslie E. Orgel
Francis Crick, físico, biólogo molecular y neurocientífico británico, es conocido sobre todo por ser uno de los descubridores de la estructura molecular del ADN en 1953. Leslie Orgel, químico británico, comenzó su carrera como químico teórico inorgánico y fue uno de los cinco principales investigadores de la NASA patrocinando el programa NSCORT de exobiología.
Estos destacados científicos publicaron un artículo conjunto en la revista Icarus en 1973 donde sostenían que era poco probable que organismos extraterrestres vivos hubieran llegado a la Tierra, ya fuera como esporas mediante la presión de la radiación de otra estrella, o bien como organismos vivos en un meteorito (en clara alusión a los planteamientos de Lord Kelvin y Arrhenius, reconocían que ni la teoría de la radiopanspermia ni la litopanspermia eran absurdas pero que ambas estaban sujetas a importantes críticas). Como una alternativa para esos mecanismos del siglo XIX, los autores proponían la panspermia dirigida, afirmando que los microorganismos fueron enviados deliberadamente a la Tierra por seres inteligentes de otro planeta.
Reconocen que la posibilidad de que la vida terrestre provenga de la actividad deliberada de una sociedad extraterrestre es más un tema de ciencia-ficción, aunque se ha tratado más o menos con desenfado en algunos artículos científicos. Sin embargo, para demostrar que esta teoría no es imposible, los autores emplean lo que denominan “theorem of detailed cosmic reversibility”, esto es, el argumento de que si nosotros somos capaces de “infectar” un planeta extrasolar carente de vida, entonces, teniendo en cuenta que se dispone del tiempo necesario, otra sociedad tecnológica puede haber infectado nuestro planeta cuando todavía no existía vida.
Reconocen que, en el momento de escribir el artículo (1973), la humanidad no disponía de la tecnología necesaria para construir una nave espacial para cumplir la tarea, aunque el verdadero escoyo es el larguísimo tiempo de vuelo, puesto que no está claro si seremos capaces de construir componentes que sobrevivan en el espacio durante miles o millones de años. En cualquier caso, habría que idear algún tipo de protección frente a la radiación, así como un empaquetamiento que permitiera una distribución uniforme de los microorganismos (aunque ―sostienen― según estudios previos se podría preservar la vida de algunos microorganismos durante millones de años si se protegen y mantienen a temperaturas cercanas al cero absoluto).
Panspermia dirigida. Icarus. 1973.
Aunque no me detendré en este aspecto, sí quería señalar que en el artículo analizan tanto nuestra posible motivación como la de estas sociedades extraterrestres para querer diseminar la vida por el universo (si la psicología humana no se conoce lo suficiente, no digamos la extraterrestre).
A pesar de que no hay ninguna prueba que apoye la panspermia dirigida, exponen dos hechos (que califican como “débiles”) que pueden ser relevantes a la hora de explicar algunos aspectos de nuestra biología y bioquímica que son difíciles de entender. En primer lugar, la composición química de los organismos. La presencia en organismos vivos de elementos químicos extremadamente raros en la Tierra debería indicar que la vida tiene un origen extraterrestre. El molibdeno es un elemento esencial que juega un importante papel en muchas reacciones enzimáticas, mientras que el cromo y el níquel son relativamente poco importantes. La abundancia de cromo, níquel y molibdeno en la Tierra es de 0,20%, 3,16% y 0,02% respectivamente. No se puede extraer ninguna conclusión de un ejemplo tan simple pero, si fuera posible demostrar que los elementos representados en los organismos vivos de la Tierra tienen una correlación con aquellos que son abundantes en algunos tipos de estrella, veríamos con mejores ojos las teorías de la infección.
El segundo ejemplo es el código genético. Se pueden ofrecer muchas explicaciones ortodoxas acerca de la universalidad del código genético, de porqué todos los seres vivos del planeta comparten el mismo código, aunque ninguna se acepta totalmente. Es sorprendente que no coexistan organismos con códigos diferentes. Para Crick y Orgel, la universalidad del código corroboraría la teoría “infecciosa” de los orígenes de la vida. En definitiva, concluyen que la teoría de la panspermia dirigida no se puede rechazar.
Contamos con dos teorías drásticamente diferentes acerca del surgimiento de la vida en la Tierra ¿podemos escoger entre ellas? En estos momentos parece que las pruebas experimentales son demasiado débiles para hacer la discriminación.
Referencias
Arrhenius, S. (1907), «Panspermy: the transmission of life from star to star». Scientific American, vol. XCVI, núm. 9, p. 196.
Arrhenius, S. (1908), Worlds in the making: the evolution of the universe. New York: Harper & Brothers, xiii, 229 p.
Crick, F. H. C. y Orgel, L. E. (1973), «Directed panspermia». Icarus, vol. 19, núm. 3, p. 341-346.
Fraile, G. (2010), Historia de la filosofía. I, Grecia y Roma. Madrid: Biblioteca de Autores Cristianos, xviii, 852 p.
Gribbin, J. (1999), «Panspermia revisited». The Observatory, vol. 119, p. 284-285.
Kirk, C. S., et al. (1987), Los filósofos presocráticos: historia crítica con selección de textos. Madrid: Gredos, 702 p.
Thomson (Lord Kelvin), W. (1872), «Adress by the President». En: British Association for the Advancement of Science (ed.). Report of the British Association for the Advancement of Science. London: John Murray, lxxxiv-cv.
Wesson, P. S. (2010), «Panspermia, past and present: astrophysical and biophysical conditions for the dissemination of life in space». Space Science Reviews, vol. 156, núm. 1-4, p. 239-252.
Hoy en día, la comunicación científica formal se realiza mediante la publicación de los descubrimientos o avances científicos en un artículo de una revista especializada, ya sea en el tradicional formato impreso, o bien en soporte digital con acceso a través de internet. De esta forma, publicar en una revista de prestigio internacional y de alto impacto es la aspiración y la necesidad de los científicos que buscan el reconocimiento de sus iguales, la contrastación de sus hallazgos y, sobre todo, fondos para poder seguir investigando.
Los artículos científicos se han convertido en un texto extremadamente reglado en cuanto a forma y estilo, y limitado por cuestiones de espacio (salvo los casos menos exigentes de las revistas digitales). En su propósito de permitir una lectura rápida y efectiva de los resultados de cualquier investigación —lo que además de una obligación se ha convertido en una necesidad dada la enorme cantidad de artículos que hay que leer para estar al tanto de los últimos avances—, el autor debe presentar las ideas y la información de manera objetiva, precisa, clara y uniforme.
Por este motivo, tradicionalmente ha habido cierto rechazo a incluir imágenes en estos artículos por considerarse en muchos casos como algo subjetivo y trivial en contraposición a la objetividad del número y del concepto. El uso de fotografías a color o imágenes más allá de los gráficos se ha aceptado generalmente para fines de divulgación científica y como un medio de reforzar la memorización y la comprensión en los libros de texto, pero no para una comunicación entre pares en revistas serias (a pesar de la importancia de la imagen técnica, sobre todo en las ciencias naturales, gracias a la objetividad que le otorga el hecho de obtenerse mediante instrumentos de precisión).
Desde luego no siempre fue así. En la transmisión del conocimiento a lo largo de la historia, los científicos (en sentido lato) se han servido de las representaciones pictóricas y gráficas para explicar sus descubrimientos y teorías, así como también han buscado la visualización de objetos y fenómenos no perceptibles por el ojo humano para su mejor comprensión y estudio.
Antes de la publicación de las primeras revistas científicas a mediados del siglo XVII, lo más común eran las comunicaciones personales entre científicos mediante el envío de cartas (en otra ocasión analizaremos la importancia del servicio postal en los albores de la revolución científica), o a través de escritos impresos pero con una tirada limitada. La inclusión de imágenes, una práctica habitual, se hacía mediante el grabado, una técnica de impresión consistente en el dibujo sobre una superficie rígida de la imagen deseada que permitía su transferencia al papel tras su entintado.
A continuación expondré algunos ejemplos que me han llamado la atención (más allá del orden cronológico, no existe ningún ánimo de exhaustividad):
La geografía quizás sea una de las ciencias que primero empleó la imagen como medio de transmitir el conocimiento acerca de nuestro planeta. Por ejemplo, Abraham Ortelius, un geógrafo y cartógrafo flamenco, realizó en 1570 una selección de los mejores mapas disponibles que redibujó con un formato uniforme para la edición de su obra «Theatrum Orbis Terrarum» en forma de mapamundi:
En 1667, Niels Stensen publicó «Elementorum Myologiae Specimen, seu Musculi Descriptio Geometrica. Cui accedunt canis carchariae dissectum caput, et dissectus piscis ex canum genere». Este danés, más conocido por Steno (1638-1686) estableció los dos primeros principios de la estratigrafía, el de superposición (los estratos tienen superficies de separación horizontales de modo que los que están más abajo son los más antiguos) y el de secundariedad de la inclinación (los estratos que aparecen inclinados han sufrido necesariamente algún tipo de deformación).
En la obra citada se encuentra la siguiente imagen (que ha sido reproducida en múltiples ocasiones):
Según los estándares actuales puede parecer extraña, pero este grabado de la cabeza disecada de un tiburón blanco ya extinto (Carcharodon megalodon) supuso un notable progreso no solo para la biología marina, sino también para la geología. Durante mucho tiempo se pensó que los dientes de tiburón fosilizados eran lenguas de serpiente (lingue di serpi) convertidas en piedra por San Pablo ―de ahí el nombre por el que se los conoce: glossopetrae o «lenguas de piedra»― y que tenían propiedades médicas, siendo empleadas como antídotos. Niels Stensen identificó correctamente las glossopetrae como dientes de tiburón, hecho que le permitió comprender que el lugar donde estaban depositados los sedimentos estuvo rodeado de agua en otra época. El grabado fue copiado de una obra inédita del siglo XVI escrita por el médico papal Michele Mercati.
A mediados del siglo XVII, el famoso impresor Matthäus Merian el Viejo publicó una historia natural de los animales en cinco volúmenes escrita por el médico Joannes Jonstonus (John Jonston). El libro copiaba las ilustraciones de otros naturalistas y reproducía los rumores acerca de la existencia de serpientes aladas, dragones y otras bestias de cabeza humana, así como la existencia de unicornios (como los que se muestran en la imagen inferior). La hija del impresor, María Sibylla Merian, se dedicaba a copiar algunas de las ilustraciones para perfeccionar su talento artístico. María ―que llegaría a ser asimismo impresora y una naturalista de considerable habilidad― prefería pintar las plantas y los animales a partir de modelos vivos, y viajó a las selvas de Surinam para estudiar las orugas. Su pasión marcaría un cambio significativo respecto de los trabajos de los naturalistas que publicó su padre.
Por su parte, Albertus Seba publicó una magna obra bajo el título «Locupletissimi rerum naturalium thesauri accurata descriptio, et iconibus artificiosissimis expressio, per universam physices historiam: Opus, cui, in hoc rerum genere, nullum par exstitit». Dividida en cuatro partes, la obra se compone de 446 grabados de gran tamaño, 175 de ellos dobles. Cada volumen pesa alrededor de 9 kilogramos y mide 51 cm. de alto. El texto del Thesaurus era escueto y fue criticado por no seguir la clasificación binomial de Carl Linnaeus a quien, de hecho, se le invitó a participar en la redacción del catálogo aunque finalmente declinó la oferta.
Los libros no eran los únicos que incluían ilustraciones mediante grabados. Ya en 1830, en las «Transactions of the American Philosophical Society», se incluían también bellas imágenes como estas de Isaac Lea pertenecientes al artículo Observations on the Naïades, and descriptions of new species of that and other families.
Si la geografía fue, como dijimos al comenzar, una de las primeras ramas de la ciencia en emplear ilustraciones, la geología le ha seguido a la zaga. George Fleming Richardson escribió en 1843 un interesantísimo libro titulado The world´s foundations, or geology for beginners donde se ilustran los sustratos geológicos, se recrean ambientes remotos y se describen con minuciosidad los fósiles encontrados (qué lector no dejaría llevar su imaginación ante semejantes paisajes e imágenes):
Y para finalizar llegamos al hombre. Ernst Haeckel fue un gran defensor de la idea de la selección natural aunque ignoró el papel del azar en la teoría darwinista. Su evolucionismo aceptaba muchas de las ideas de Lamarck y la Naturphilosophie, defendiendo que la evolución estaba dirigida hacia una progresiva complejidad que tendría al hombre como meta última y culmen de los seres vivos (claro ejemplo de ello es la cúspide del árbol evolutivo mostrado más abajo donde aparece representado el hombre).
En el transcurso de su carrera, Haeckel produjo en torno a mil grabados en base a sus bocetos y acuarelas. Muchos de los mejores fueron incluidos en la obra «Kunstformen der Natur». Reproducimos a continuación algunos detalles de su obra Anthropogenie publicada en dos volúmenes en 1891:
Acaban de ver la interpretación a cargo de Itzhak Perlman, violinista israelo-estadounidense, del tema principal de la película “La lista de Schlinder” compuesto por John Williams. El violín que toca es obra de Antonio Stradivari y fue fabricado en 1714.
Para la gran mayoría de los expertos, los violines Stradivarius ―nombre latinizado de su fabricante― son los instrumentos mejor fabricados de la historia, no sólo por la belleza intrínseca de cada uno de ellos, sino por su inigualable calidad sonora. Aunque los cálculos difieren, se estima que Stradivari llegó a producir unos 1.200 instrumentos, pero sólo se conservan alrededor de 600 que han sido autentificados con seguridad. Esto da muestra tanto de su productividad como de su longevidad (vivió más de 90 años). Nadie ha sido capaz de imitar su pericia.
Antonio Stradivari nació en 1644 en la ciudad de Cremona, Italia. Ciudad famosa por la calidad de sus artesanos, comenzó su carrera de lutier en el taller de Nicolò Amati, aunque alrededor de 1665 empezó a aceptar trabajos propios. Sin embargo, fue a partir de 1680 cuando Stradivari se aleja definitivamente del estilo de su maestro, experimentando con su propio diseño: mejoró la fabricación del arco y del mástil, realizó unos cálculos más exactos de los espesores de la madera y empleó un barniz más coloreado. Sus violines eran más estrechos y alargados, rasgos que se acentuarían progresivamente con los años.
La parte más importante de un violín es su caja de resonancia. Está formada por dos tablas, la tabla delantera (llamada tapa y elaborada normalmente con madera de abeto) y la trasera (denominada fondo, y fabricada en madera de arce), que son rodeadas por las cubiertas laterales o aros. La tapa se encuentra horadada simétricamente y casi en el centro por dos aberturas de resonancia llamadas «efes». Todo el conjunto se encola formando una caja hueca.
En el interior de la caja se encuentra el alma del violín, una pequeña barra cilíndrica de madera colocada entre la tapa y el fondo, situada en el lado derecho del eje de simetría de la caja. Por otro lado, adherido a lo largo de la cara interna de la tapa, se coloca un listón fino de madera llamado barra armónica. Tanto el alma como la barra armónica cumplen dos funciones: ser soportes estructurales (el violín sufre mucha tensión) y transmitir mejor los sonidos dentro de la caja de resonancia.
Se han propuesto numerosas teorías acerca de por qué los instrumentos fabricados por Stradivari son de una calidad notablemente superior a la de sus contemporáneos o a cualquier otro fabricado en la actualidad (aunque un estudio reciente sostiene que los expertos prefirieron un violín nuevo a un Stradivarius en un experimento de doble ciego, sus conclusiones no han sido aceptadas debido a la metodología empleada). Antes de valorar las hipótesis que se han venido planteando, debemos destacar la maestría del fabricante. Dada la importancia fundamental de la caja de resonancia, verdadera clave de bóveda del sonido del instrumento, la esencia del buen hacer del lutier está en lograr una homogeneidad en el grosor y en la curvatura de la madera que conforma tanto la tapa como el fondo de la misma. Es un trabajo que aun hoy se sigue haciendo a mano debido a su delicadeza.
Entre las explicaciones de la calidad sonora de estos violines, una de las más citadas es la relativa al tipo de barniz utilizado una vez terminado el instrumento. En un principio, los violines se barnizaban con una finalidad estética y para proteger la madera de la suciedad, la humedad y el ataque de insectos. Precisamente por este motivo, el barniz es uno de los elementos más cambiantes en un instrumento debido a su deterioro, lo que obliga a que se cambie o se mezcle con capas posteriores, impidiendo un análisis adecuado de sus propiedades físicas. Sin embargo, hay unanimidad entre los expertos: un barniz demasiado plástico atempera el sonido, mientras que uno demasiado elástico puede incrementar los sonidos de baja frecuencia. No se conoce a ciencia cierta la composición del barniz empleado por Stradivari, lo que ha llevado en ocasiones a conjeturar la intervención de algún alquimista como justificación última de la calidad de los instrumentos.
A pesar de todo, la conclusión más aceptada es que un barniz no puede mejorar las condiciones sonoras del instrumento, pero sí empeorarlas si no es el apropiado.
De esta forma, los intentos de explicar el fenómeno se decantaron por estudiar la cualidad y calidad del tipo de madera utilizado.
A mediados del siglo XVII se vivió en centroeuropa una Pequeña Edad de Hielo (el Mínimo de Maunder) que conllevó un descenso generalizado de las temperaturas. Durante este periodo, la madera de los árboles creció de un modo especialmente lento y uniforme, adquiriendo así una baja densidad y un alto módulo de elasticidad. Para investigadores como Lloyd Burkle y Henri Grissino-Mayer el empleo de la madera de estos árboles explica las cualidades únicas de los violines Stradivarius. Sin embargo, se ha comprobado que no todos estos violines tienen anillos de crecimiento estrechos en la madera, por lo que no se advierte una correlación clara entre este crecimiento lento de los árboles y la calidad sonora del violín.
Joseph Nagyvary, profesor emérito de la Universidad A&M de Texas, es quizás quien ha pasado más tiempo analizando y estudiando los violines fabricados por Stradivari y Guarnieri. En el año 2006 publicó una breve comunicación en la revista Nature ―junto a otros colegas― donde sostenía que la madera empleada en la fabricación de estos instrumentos había sido tratada químicamente. Concretamente, apuntó que se habían producido cambios en la madera debido a la modificación de alguno de sus componentes a través de la hidrólisis en la celulosa, o la oxidación de sus compuestos (deslignificación de la madera). Con posterioridad (en el año 2009) los autores hicieron público un estudio más extenso cuyo objetivo era el de identificar los minerales empleados en esos tratamientos químicos: se encontraron trazas de sulfato de bario, fluoruro de calcio, boratos y cristales de silicato de zirconio; ninguno de ellos presentes en la madera natural.
Los resultados indicaron que se habían empleado conservantes minerales para tratar la madera y que éstos podrían haber provocado importantes cambios en su matriz orgánica y haber repercutido en sus propiedades acústicas. Aventuraron que la intención de los fabricantes pudo ser la de preservar la madera mediante inmersiones en agua hirviendo que contenía esos minerales. Aunque pueda parecer contraproducente empapar la madera y añadir conservantes minerales por los efectos negativos que provoca en el módulo de elasticidad, también genera una serie de cambios físicos beneficiosos como la reducción de la densidad de la madera y un incremento de la permeabilidad.
Y aquí es donde entra la microbiología. Analicemos en primer lugar cómo se obtenía la materia prima por los lutiers cremonenses: una vez talada la madera, ésta se transportaba flotando a través de los ríos que descienden de los Alpes. Acto seguido se almacenaba (probablemente durante mucho tiempo) en la laguna de Venecia. El agua salada y relativamente estanca de la laguna proporcionaba cantidades moderadas de bacterias y hongos que colonizaban la madera degradándola, proceso que mejora su ductilidad y maleabilidad.
Los componentes principales de la madera son la celulosa, la lignina (aproximadamente un 25%), que proporciona dureza y protección, y la hemicelulosa (otro 25%) cuya función es actuar como unión entre las fibras. La combinación de ambos polímeros, la celulosa y en especial la lignina, convierten a la madera en un material muy duro y, por lo tanto, difícil de manipular. Las maderas blandas, por el contrario, tienen la desventaja de su corta vida. Se ha comprobado que la madera macerada en agua salada ligeramente colonizada por bacterias y hongos degradadores tiene una permeabilidad 50 veces superior a la que se seca en un ambiente aséptico. Del mismo modo, la presencia de poros evita presiones internas y mejora la conservación, por su menor sensibilidad a los cambios climáticos y la mejor penetración de los barnices. Los análisis por microscopía electrónica llevados a cabo con maderas utilizadas en los talleres cremoneses constatan la presencia de filamentos de hongos y restos de bacterias, así como un alto contenido en sal.
Francis Schwarze, patólogo perteneciente a los Laboratorios Laboratorios Federales Suizos de Ciencia y Tecnología de los Materiales (Swiss Federal Laboratories for Materials Testing and Research ― EMPA) decidió tratar la madera de picea y arce con dos especies de hongos degradadores, Physisporinus vitreus y Xylaria longipes, que actúan de forma natural sobre estos dos tipos de madera usados principalmente para la fabricación de violines. Los resultados de este experimento, publicados en la revista New Phytologist, demostraron que el tratamiento provoca una pérdida considerable de densidad así como una reducción de las paredes celulares, permitiendo que el sonido tenga más espacio para reverberar. Una mayor ligereza se traduce en tonos más intensos y en una mayor sonoridad. Pero los hongos no afectan sólo al volumen sino que también duplican la función amortiguadora de la madera, eliminando los sonidos demasiado agudos e irritantes. Por lo tanto, una baja densidad, una alta velocidad del sonido y un módulo de elasticidad alto son las cualidades esenciales de una madera con la que fabricar violines de gran calidad sonora.
Los violines fabricados con esta madera especialmente tratada logran un sonido tan parecido al de un Stradivarius original que han conseguido engañar a los eruditos.
Un detalle importante: cuando se trata la madera con estos hongos se debe controlar su estado y aplicar un tratamiento químico para matarlos e impedir que acaben arruinando la madera definitivamente. La pregunta para la que no tenemos respuesta es si Antonio Stradivari conocía la función de estos hongos y bacterias que colonizaban su materia prima y por ese motivo introducía los instrumentos en un baño de agua hirviendo con conservantes minerales. ¿Era microbiólogo?
Este post participa en el Carnaval de Biología edición especial micro-BioCarnaval, en la sección SEM, categoría «Mejor entrada dedicada a la ciencia de la Microbiología y que no participa en las anteriores categorías» que hospeda @ManoloSanchezA en su blog Curiosidades de la Microbiología»
Hill, W. H., et al. (1902), Antonio Stradivari, his life and work, 1644-1737. New York: Dover Publications, xxiv, 314 p.
Fritz C, Curtin J, Poitevineau J, Morrel-Samuels P, & Tao FC (2012). Player preferences among new and old violins. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 109 (3), 760-3 PMID: 22215592
Burckle, L., & Grissino-Mayer, H. (2003). Stradivari, violins, tree rings, and the Maunder Minimum: a hypothesis Dendrochronologia, 21 (1), 41-45 DOI: 10.1078/1125-7865-00033
Nagyvary J, DiVerdi JA, Owen NL, & Tolley HD (2006). Wood used by Stradivari and Guarneri. Nature, 444 (7119) PMID: 17136084
Nagyvary J, Guillemette RN, & Spiegelman CH (2009). Mineral preservatives in the wood of Stradivari and Guarneri. PloS one, 4 (1) PMID: 19158950
Schwarze FW, Spycher M, & Fink S (2008). Superior wood for violins–wood decay fungi as a substitute for cold climate. The New phytologist, 179 (4), 1095-104 PMID: 18554266
Me siento enormemente orgulloso de haber obtenido el premio al mejor post de la V Edición del Carnaval de Humanidades.
La nanotecnología es un campo de investigación con una enorme proyección de futuro que avanza en numerosos frentes. No solo la medicina se está beneficiando de ello ―con prometedores resultados que describiremos en otra ocasión― sino que periódicamente asistimos a nuevas aplicaciones que aspiran a convertirse en esenciales para nuestro desarrollo.
En esta ocasión voy a mencionar los trabajos del Laboratorio de Microrobótica perteneciente a la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Harvard, fundado por el profesor Robert Wood. Permítanme que me detenga un momento para hablar de este eminente científico. Señalar en primer lugar que es profesor de ingeniería y ciencias aplicadas en la Universidad de Harvard y del Instituto Wyss de Ingeniería Inspirada en la Biología. Obtuvo su doctorado en el año 2004 trabajando con el profesor Ron Fearing de la Universidad de California en Berkeley. En el año 2007 ganó el DARPA Young Faculty Award, en 2008 el Premio de Carrera de la Fundación Nacional de la Ciencia y el Premio al Investigador Joven de la Oficina de Investigación Naval, en 2009 el Premio al Investigador Joven de la Fuerza Aérea y en el año 2010 un Premio Presidencial por su carrera en ciencia e ingeniería. Aún no ha cumplido 35 años.
Veamos en qué están trabajando el Dr. Wood y su equipo. Entre otras metas, se han propuesto crear una colonia de abejas robóticas que podrán llevar a cabo tareas coordinadas en áreas como la seguridad y defensa ―rescate de personas atrapadas tras catástrofes naturales e inspección de zonas afectadas por vertidos o contaminación― o la alimentación e ingeniería agrícola ―polinización de cultivos―. Para lograrlo deberán contar no sólo con un robot de peso y tamaño similar a las abejas naturales y movimiento autónomo, sino que sea capaz de tomar decisiones individuales y, al tiempo, transmitirlas al resto del “enjambre” para que puedan actuar coordinadamente. Lo verdaderamente importante no es que cada uno de estos nanorobots sea capaz de realizar una tarea, sino que la colonia alcance el objetivo a pesar de que muchos de sus miembros caigan durante el proceso.
El proyecto, denominado Robobee, trabaja en el diseño de estos insectos artificiales y ya han conseguido avances sorprendentes en la primera fase: el sistema de vuelo. En este vídeo podéis ver cuál es el diseño:
Al perseguir una miniaturización tan grande, las fuerzas implicadas cambian radicalmente. Ya que no es posible utilizar piezas mecánicas normales, como rodamientos, engranajes y motores electromagnéticos, los investigadores han creado “músculos” artificiales inspirados en la anatomía de una abeja real. Dos tipos de estos músculos se encargan de propulsar y controlar el vuelo: en el tórax, un actuador ―un dispositivo que transforma la energía eléctrica en movimiento― impulsa el mecanismo que bate las alas; a su vez, otros actuadores menores generan los pares motores necesarios para maniobrar y controlar el aleteo.
Según este diseño, el componente de este nanorobot que quizás sea más importante es el músculo artificial. Se compone de materiales piezoeléctricos que se contraen cuando se aplica un voltaje entre sus caras y está formado por tres capas: dos láminas rígidas entre la que se sitúa una delgada película de polímero que permite una flexión con facilidad.
En este vídeo de más duración se muestran las pruebas de vuelo libre. Como se puede apreciar, los comienzos no han sido fáciles aunque la validez del diseño es evidente. Las pruebas de control de altitud han sido exitosas:
Otro elemento esencial es el sistema de alimentación (la batería). Para cubrir sus necesidades energéticas durante el vuelo, gran parte de la masa del insecto reside en el actuador principal y en el sistema de alimentación. Las dificultades en este aspecto se convierten en un círculo vicioso: una unidad mayor almacena más energía, pero su mayor peso exige un sistema propulsor más potente y este, a su vez, necesita una fuente de alimentación mayor.
Aunque aún no han conseguido una abeja robótica con plena autonomía ―los experimentos se hacen con el robot unido a una fuente de alimentación externa― los resultados son sorprendentes como demuestran las pruebas de vuelo controlado. Las imágenes hablan por sí solas y son realmente espectaculares:
Una vez más el hombre imita la naturaleza para sus propios objetivos. Al igual que la botánica supone un campo de estudio esencial por ejemplo para la farmacología; vemos que la biología siempre ofrece los mejores diseños. No en balde, la evolución ha tenido millones de años a su favor para hacer numerosas pruebas de ensayo y error.
Referencias
Ma, K., Chirarattananon, P., Fuller, S., & Wood, R. (2013). Controlled Flight of a Biologically Inspired, Insect-Scale Robot Science, 340 (6132), 603-607 DOI: 10.1126/science.1231806
Whitney, J., & Wood, R. (2010). Aeromechanics of passive rotation in flapping flight Journal of Fluid Mechanics, 660, 197-220 DOI: 10.1017/S002211201000265X
Wood, R., Finio, B., Karpelson, M., Ma, K., Perez-Arancibia, N., Sreetharan, P., Tanaka, H., & Whitney, J. (2012). Progress on ‘pico’ air vehicles The International Journal of Robotics Research, 31 (11), 1292-1302 DOI: 10.1177/0278364912455073
Shang JK, Combes SA, Finio BM, & Wood RJ (2009). Artificial insect wings of diverse morphology for flapping-wing micro air vehicles. Bioinspiration & biomimetics, 4 (3) PMID: 19713572
Me siento enormemente orgulloso de haber obtenido el premio al mejor post de la V Edición del Carnaval de Humanidades.