¿Cómo ven nuestros ojos en la oscuridad?

Martes, 16 de marzo de 2010

¿Cómo ven nuestros ojos en la oscuridad?

¿Alguna vez os habéis planteado por qué durante el día los colores rojos, naranjas y amarillos parecen los más brillantes, pero cuando la luz se ausenta por completo únicamente somos capaces de reconocer colores de tonos azules, verdes y violetas? El efecto Purkinje es la explicación.

A medida que la luminosidad se pierde, la retina del ojo humano pierde sensibilidad para largas longitudes de onda de la luz (corrspondientes a los colores amarillo, naranja y rojo), a la par que gana sensibilidad para cortas longitudes de onda de la luz (correspondientes a los colores verde, azul y violeta). De tal modo que observando a la penumbra cualquier superficie coloreada, a medida que se pierde la luz pasaríamos de apreciar los colores rojos como los más brillantes, a apreciar los colores azules como los más brillantes.

La razón fisiológica es la presencia en la retina de dos tipos de células receptoras distintas. Los conos son más sensibles a la luz amarilla, mientras que los bastones, que son más sensibles a la luz en general (y por lo tanto más importantes con pocas luz). Los bastones, pese a no distinguir colores, responde mejor ante los colores azules y verde, razón por la cuál estos se muestran más brillantes en situaciones de baja luminosidad.

Efecto Purkinje

La imagen de arriba muestra como existen dos tipos de equilibrio y de luminosidad ideal para el ojo humano. La visión fotópica es la que se da con gran luminosidad, los conos alcanzan su mayor respuesta consiguiendo que el ojo tenga una interpretación de los colores adecuada. El segundo punto de equilibrio se corresponde con la visión escotópica, cuando los conos dejan de funcionar adecuadamente, y los bastones se convierten en los receptores principales, provocando que se aprecien mejor los colores correspondientes a cortas longitudes de onda.

Esta peculiaridad es también la responsable de que nuestra vista durante el amanecer y el atardecer sea más imprecisa que de día o de noche, ya que nuestros ojos no consiguen adaptarse ni a la visión fotópica, ni a la visión escotópica.

Este efecto fue descubierto por el investigador Johannes Evangelista Purkinje en el siglo XIX, el mismo que fue responsable de muchos otros descubrimientos y avances relacionados con el ojo humano como las células de Purkinje o las fibras de Purkinje

Johannes Evangelista Purkinje

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Blog: Recuerdos de Pandora

Matemática: La Paradoja de los 4 hijos

Lunes, 15 de marzo de 2010

Matemática: La Paradoja de los 4 hijos

Supongamos que un matrimonio tiene cuatro hijos. ¿Cual es la probabilidad de que dos de ellos sean niñas y dos niños? Asumiendo que la mitad de los nacimientos son de varones y la mitad de mujeres, el sentido común nos impulsa a creer que en un caso como éste la familia tendrá dos hijos y dos hijas. Pero puede demostrarse matemáticamente que tal cosa es bastante improbable. Es la paradoja de los cuatro hijos.

Nuestro cerebro tiende a jugarnos malas pasadas cuando asume resultados basándose en lo que la gente llama «sentido común». Cuando enfrentamos los resultados obtenidos por este método intuitivo con los que arrojan los fríos (pero efectivos) cálculos matemáticos vemos con sorpresa cómo de equivocados estábamos. Una de las paradojas que resulta más sencilla de demostrar es la que Martin Gardner -un divulgador científico y filósofo de la ciencia estadounidense- llama «paradoja de los cuatro hijos». Gardner dice que si sabemos (o nos cuentan) que un matrimonio tiene cuatro hijos, tendemos a pensar que existe una alta probabilidad de que dos de ellos serán niños, y dos niñas. Sin embargo, y a pesar de que estadísticamente prácticamente la mitad exacta de los nacimientos son de varones y la mitad de mujeres, puede demostrarse matemáticamente que nuestra intuición falla miserablemente.

La forma de abordar este problema es realmente simple. Supongamos que representamos cada nacimiento de un niño con una “H” (hombre) y el de una niña con una “M” (mujer). Solamente tenemos que elaborar lo que se denomina una «tabla de verdad» en la que se representen todas las diferentes posibilidades existentes a la hora de tener los 4 hijos. En la tabla siguiente el orden de izquierda a derecha indica el orden de nacimiento:

1. HHHH
2. HHHM
3. HHMH
4. HHMM
5. HMHH
6. HMHM
7. HMMH
8. HMMM
9. MHHH
10. MHHM
11. MHMH
12. MHMM
13. MMHH
14. MMHM
15. MMMH
16. MMMM

Dado que solo hay dos sexos posibles, la cantidad de combinaciones existente para cuatro nacimientos son las 16 que se ven en la tabla anterior. Recordemos que todo nuestro análisis es válido por que estamos considerando que la probabilidad de que sea niño es igual a la de que sea niña (50% cada uno). En el mundo real dicha proporción no es exacta, pero se aproxima lo suficiente como para que los resultados que vamos a mostrar prácticamente no varíen.

El paso siguiente consiste en contar cada uno de los casos mostrados en la tabla.

Vemos que, de los 16, solo hay dos casos en que el sexo de todos los hijos es el mismo (el 1 y el 16). Eso significa que tenemos una probabilidad de 2/16 (o 1/8, o el 12.5%) de que nuestros cuatro hijos tengan el mismo sexo.

Si contamos los casos en que los nacimientos incluyen un vástago de un sexo y tres del otro, encontramos ocho casos (en las filas 2, 3, 5, 8, 9, 12, 14 y 15). Eso implica que en la mitad de los casos, un matrimonio que tenga 4 hijos tendrá o bien una niña y tres niños, o bien un niño y tres niñas.

Por ultimo, si contamos los casos que nos interesan, aquellos en que hay dos niños de cada sexo, vemos que solo los casos 4, 6, 7, 10, 11 y 13 cumplen con la condición «dos niños y dos niñas». Esto demuestra que solo 6 de cada 16 veces ( o 3 de cada 8, si «simplificamos») se da realmente la situación que nuestro sentido común decía era la más probable. Las matemáticas demuestran que sólo el 37,5% de las familias con cuatro hijos tendrá dos de cada sexo, y que -en realidad- es mucho más probable tener 3 hijos de un sexo y uno del otro que cualquiera de las otras posibilidades por separado.

Este resultado nos desconcierta porque algo en nuestra mente nos hace relacionar el hecho de que la probabilidad de tener hijo o hija es del 50% con la errónea conclusión de que lo más lógico es tener el mismo número de chicos que de chicas. Pero eso es válido únicamente si tenemos dos niños. Con cuatro -como hemos visto- las posibilidades se reducen, demostrando que no siempre podemos fiarnos de nuestro sentido común.

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ABC.es

Brontosaurus: El dinosaurio que nunca existió

Lunes, 15 de marzo

Brontosaurus: El dinosaurio que nunca existió

Seguro que a la mayoría de nosotros, cuando oímos Brontosaurus se nos viene a la mente la imagen de un dinosaurio vegetariano gigantesco. Sin embargo, este dinosaurio nunca existió.

¿Qué fue "La Guerra de los Huesos"?

El siglo XIX supuso una eclosión de la paleontología. Fueron numerosos los científicos que ayudaron a que esta ciencia se desarrollara hasta el nivel actual, como Charles Lyell con sus Principios de Geología que inspiraron al propio Charles Darwin. También los coleccionistas de fósiles, entre ellos geólogos y paleontólogos como Mary Anning, pusieron su grano de arena para el conjunto de especies fósiles conocidas.

Entre estos últimos se encuentran dos personajes que lograron identificar a más de mil especies entre ambos, siendo una parte importante de dinosaurios, un grupo de animales que gracias a estos dos hombres consiguieron una gran proyección entre el público general. Sus nombres son Edward Drinker Cope y Othniel Charles Marsh.

La lucha entre Cope y Marsh

Cope y Marsh fueron dos paleontólogos que originaron la denominada “Guerra de los Huesos” en la segunda mitad del siglo XIX en Estados Unidos. La lucha que llevaron ambos entre sí dio lugar al descubrimiento de famosos dinosaurios como Triceratops, Stegosaurus o Diplodocus así como otro tipo de reptiles, entre los que destacan reptiles marinos y pterosaurios, y numerosos mamíferos.

Ambos iniciaron su relación de forma amistosa, sin embargo las diferencias entre ellos empezaron a ser demasiado fuertes y Edward D. Cope y Othniel C. Marsh comenzaron una carrera por ver cuál de los dos era el que conseguía nombrar mayor número de especies en un duelo que no siempre era limpio, ya que en varias ocasiones intentaron desacreditarse mutuamente e incluso sus disputas llegaron a la prensa de aquel momento.

Agotaron sus fortunas

Los dos científicos procedían de familias bien asentadas y adineradas, por lo que no les era difícil contratar los recursos necesarios para realizar las expediciones de recuperación de fósiles y pagar a los recolectores para que les ayudaran. Marsh heredó una fortuna de su tío al que convenció para fundar el Museo de Historia Natural de Yale, en Connecticut (Estados Unidos), y Cope, cuyo padre quiso que fuera granjero, nació en una familia rica. Aunque al final de sus días ambos habían acabado con una gran parte de sus fortunas.

A finales del siglo XIX había una especie de guerra por ver quién encontraba más y mayores dinosaurios. Por aquella época dos paleontólogos rivalizaban con sus descubrimientos, llegando a identificar ellos solos hasta 120 nuevas especies de dinosaurios. Edward Dinker Cope había encontrado hacía poco un fósil de Apatosaurus, un enorme dinosaurio vegetariano y Othniel Charles Marsh quería encontrar otro al menos con el mismo impacto mediático. Ya se que no suena muy científico, pero los investigadores no dejan de ser seres humanos y la fama es algo interesante a tener en cuenta.

En esos momentos aparecieron los restos de un dinosaurio enorme. El único problema es que no aparecía la cabeza por ningún lado. Era gigantesco, herbívoro y tan solo ese “pequeño” detalle le separaba de superar el descubrimiento de Cope. Eso animó a Marsh a seguir buscando y finalmente encontró la cabeza a unos seis kilómetros del yacimiento original. Lo bautizó como Brontosaurus excelsus, pasando a ser el dinosaurio más grande y completo de la época. Sus huesos fueron montados en 1905 para ser expuestos en el Museo Peabody de Historia Natural de Yale.

Pero no era mas que un error. Lo que Marsh había encontrado tan solo era el cuerpo de un Apatosaurus joven con la cabeza de un Camarasaurus. Eso si, mezclados por el error y la ambición a partes iguales.

Oficialmente descartado como especie en 1974, todavía permanece tanto en el imaginario colectivo como en el corrector ortográfico de Microsoft Word^®, superando al apatosaurio del cual nadie ha oído hablar.

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Cuánta Ciencia

En busca de la clonación natural

Lunes, 15 de marzo de 2010

En busca de la clonación natural

¿Qué es la Arabidopsis thaliana?

Arabidopsis es un género de plantas herbáceas de la familia de las brasicáceas, que han sido objeto de intenso estudio en época reciente como modelos para la investigación fitobiológica. Arabidopsis thaliana fue la primera planta cuyo genoma se secuenció por entero, una tarea completada en diciembre del 2000 por el proyecto AGI (Iniciativa para el Genoma de la Arabidopsis).

Ventajas

Arabidopsis thaliana es una planta pequeña empleada como organismo modelo para el estudio de la biología molecular, la fisiología y la genética de plantas. Arabidopsis es miembro de la familia de las Brassicaceae, a la cual pertenecen el repollo y el rábano. Aunque no posee valor agronómico, presenta ventajas muy importantes para la investigación básica:

• Genoma pequeño, distribuido en sólo 5 cromosomas. El genoma se completó en diciembre de 2000 (125 Mb total, alrededor de 25.000 genes, el 70% tendría ya una función asignada).
• Mapas genético y físico exhaustivos de sus 5 cromosomas.
• Ciclo de vida muy rápido: alrededor de 6 semanas entre la germinación y la aparición de semillas maduras.
• Fácil producción de semillas y fácil cultivo en condiciones de laboratorio.
• Transformación eficiente con Agrobacterium tumefaciens.
• Gran número de líneas mutantes.

Aunque pueda sonar a nombre de videojuego o de película de ciencia ficción, la apomixis es, en realidad, un método misterioso y fascinante de reproducción asexual de algunas plantas que ha ocupado la atención de biotecnólogos de todo el mundo que buscan desentrañar y entender esta auténtica clonación natural.

Aún se desconoce muchos aspectos de sus mecanismos moleculares, por lo que se ha convertido en el santo grial de la biotecnología vegetal, pero ahora un grupo de investigadores del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados Unidad Irapuato (Cinvestav) de México ha dado un paso fundamental para desentrañar sus secretos genéticos, de acuerdo con un artículo publicado en la revista Nature.

Tras pasar años estudiando la vida sexual de vegetales que han renunciado completamente al sexo para reproducirse y analizar la Arabidopsis thaliana -el modelo vegetal por excelencia-, que se reproduce sexualmente, el grupo encabezado por Jean Philippe Vielle Calzada descubrió que una proteína llamada Argonauta 9 reprime las células sexuales para que no se conviertan en células reproductivas.

"Es una proteína conformada por pequeñas moléculas de ARN que se comporta como reguladora maestra que controla el destino de las células y les ordena cuándo y cómo deben convertirse en células reproductivas", ha explicado a EL PAÍS Vielle Calzada, del Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad del Cinvestav.

Al menos 25 grupos científicos en todo el mundo compiten para encontrar las claves de la sexualidad de las plantas y hasta ahora se ignoraba el papel que juega la Argonauta 9 en el aparato reproductor, pero con el trabajo de los mexicanos y sus colaboradores de Estados Unidos y Francia se sabe la ruta regulatoria inicial que le confiere un papel represor de ese destino celular que está presente en todas las plantas que se reproducen sexualmente.

"Estábamos buscando en otro sentido completamente, diferente analizando genes que controlan la meiosis (proceso de división celular), pero este hallazgo no tiene nada que ver con la meiosis", afirma Vielle Calzada.

En la mayor parte de las plantas comestibles como el maíz, trigo, sorgo, entre muchas otras, la reproducción sexual favorita es la doble fecundación: primero el óvulo es fecundado por un grano de polen, con lo cual se forma el embrión; posteriormente, una segunda célula espermática se une a la voluminosa célula central para dar lugar a la formación del endospermo, un tejido de abundante contenido proteico indispensable para la sobrevivencia del embrión. Después de esto, el óvulo se transforma progresivamente en una semilla.

Así, las semillas heredan la mitad de su material genético de la madre y la otra mitad del padre, por lo que las características genéticas cambian de una generación a otra. En cambio, con la apomixis las plantas son capaces de reproducirse formando embriones sin necesidad de fecundación. Las células apomícticas contienen todos los genes necesarios para formar nuevas semillas genéticamente idénticas a la planta madre.

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El País - Ciencia

El Yeti se desvanece

Lunes, 15 de marzo de 2010

El Yeti se desvanece

Las criaturas que llenan los tratados de criptozoología son ecológicamente imposibles

La posibilidad de que aún queden por descubrir especies animales de gran tamaño es remota

El lago Ness, maravilla natural del norte de Escocia, es una reserva de agua dulce que mide unos 30 kilómetros de largo y unos 3 en su zona más ancha. Es muy grande, sí, pero insuficiente como para que en sus profundidades pueda vivir un ser de dimensiones jurásicas.

Varios científicos ya han hecho los cálculos, según explica Eduardo Angulo, escritor y profesor de Biología de la Universidad del País Vasco. El lago es tan estrecho y profundo, con simas de hasta 300 metros, que la luz escasea y apenas se genera fitoplancton. Como no abundan las algas verdes microscópicas, tampoco hay demasiado zooplancton. Y el resultado final es que todos los peces juntos pesan a lo sumo unas 20 toneladas. En definitiva, a Nessie y su prole les falta comida como para convertirse en seres creíbles. «Una población viable debería estar formada por al menos 30 individuos, entre machos y hembras, aunque para que gozara de buena salud serían necesarios unos 500 individuos».

No hace falta analizar fotos borrosas y testimonios dudosos para refutar la existencia de las misteriosas criaturas que pueblan los tratados de criptozoología. Basta con divertirse un poco y aplicar la lógica científica. «Son seres ecológicamente imposibles», resume Angulo, autor de Criaturas, un ameno libro que intenta ofrecer una visión científica de Nessie, Yeti, Big Foot y otros populares críptidos, es decir, seres que nunca existieron. Angulo y su colega Jesús María Olaizola, Txiliku, editor, escritor y especialista en mitos populares, estuvieron en Barcelona la semana pasada para pronunciar sendas conferencias en CosmoCaixa.

Del pobre Yeti hace tiempo que no se tienen noticias. También se le habrá acabado la comida: un simio de más de dos metros necesitaría una despensa de frutos que no existe ni en Tibet, ni en Nepal ni en ninguna de las otras regiones que también lo reclaman como suyo. «Los occidentales lo hemos sacado del bosque, que es donde vivía según la tradición, y lo hemos colocado en la nieve», prosigue Angulo.

Los criptozoólogos insisten en que los mitos han surgido porque existe una base real. Por ejemplo, el yeti podría ser un Gigantopithecus, un primate asiático de tamaño gigantesco que, según las evidencias científicas, se extinguió hace unos 300.000 años. Algún ejemplar podría haber sobrevivido hasta tiempos modernos. De hecho, dicen, todavía quedan celacantos, unos peces prehistóricos que se daban por extringuidos y que, sin embargo, reaparecieron a partir de 1938.

«No hay ninguna prueba del yeti –responde Angulo–. Ni huesos ni pelos ni nada. Solo avistamientos confusos y huellas atribuibles a la acción humana». El origen de los críptidos es la propia naturaleza. Surgen cuando intentamos explicar lo que no entendemos, «como un movimiento o una sombra en el bosque cuyo origen no conocemos». Es natural, pero nos asusta. Como recuerda Txiliku, hay leyendas de hombres del bosque en incontables culturas: «En el País Vasco tenemos los Tartalos, que son una especie de cíclopes». La tradición los ha creado para evitar que los niños se vayan lejos y se pierdan, resume el escritor.

No hay espacio para ellos

Es prácticamente imposible que un animal de tamaño respetable haya sobrevivido hasta nuestros días en algún paraje remoto sin ser descubierto. Pájaros o roedores, sí, pero «es una quimera pensar que hay un King Kong dando vueltas por ahí», insiste Angulo. Sin embargo, ni las fotos por satélite han logrado acabar con la legión de seguidores que arrastra la criptozoología. Algunos de sus seguidores son incluso eminencias. «Es curioso, pero hay personas razonables que enloquecen por completo. Recuerdo a un catedrático de Antropología en EEUU que vendía por internet los moldes de las pisadas del Big Foot», dice el profesor.

«Por suerte, a nosotros no nos llega gente que dice haber visto un Tartalo», concluye Txiliku. La verdad los decepcionaría.

Tomado de:

El Periódico

El hombre que puede evitar catástrofes

Lunes, 15 de marzo de 2010

El hombre que puede evitar catástrofes

El doctor Sergio Idelsohn, en su despacho

El terrible tsunami de 2004 fue el desastre natural más mortífero de la historia moderna. Cerca de 300.000 personas murieron en la catástrofe, a pesar de que la onda expansiva de las olas, que afectó especialmente a Indonesia, no llegó a su destino por sorpresa. Tardó dos horas en alcanzar las costas de la India, y seis en precipitarse sobre Somalia y Kenia. Si el proyecto en el que trabaja Sergio Idelsohn hubiera sido hace seis años una realidad, parte de esta gran tragedia podría haberse evitado. El curso del tsunami se hubiera conocido a tiempo real gracias al novedoso simulador informático en el que trabaja, una especie de «bola de cristal» matemática para augurar cómo se comporta un líquido o un gas y poder hacer frente a eventos inesperados como una inundación, la ruptura de un dique o un incendio. ¿No sería maravilloso tener un invento semejante de cara al futuro?

Sergio Idelsohn es un especialista en mecánica de fluidos, investigador en el Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería (CIMNE) de la UPC de Barcelona. Recientemente, ha recibido un prestigioso premio de tres millones de euros del Consejo Europeo de Investigación (ERC) -una concesión que sólo se otorga a proyectos de alto riesgo pero que pueden producir resultados científicos de gran impacto-, para desarrollar un sistema de simulación informática que permita realizar cálculos del movimiento de líquidos y gases en tiempo real.

Cuestión de velocidad

Precisamente, ahí reside la novedad de su procesador. Desde hace algún tiempo, los científicos ya eran capaces de prever los efectos de una ola grande, de un incencio o de un volcán en erupción, pero sus cálculos son demasiado lentos. «Por ejemplo, para saber cómo se mueve un barco frente a una ola necesitamos diez horas de computación. ¿Es mucho? Depende, si estamos diseñando el barco tenemos un año para trabajar, pero hay algunos fenómenos, como un tsunami, en los que necesitamos una respuesta muy rápida», explica el profesor. «Debemos saber en menos de quince o veinte minutos hasta dónde y con qué fuerza va a llegar el agua, para evacuar a la población si fuera necesario».

El simulador puede prever los efectos de una ola gigante sobre un barco / AP

Para conseguir la simulación a tiempo real, el nuevo procesador que desarrolla Idelsohn se inspira en la tecnología de los videojuegos GPGPU, en la que los cálculos son prácticamente instantáneos. «Cuando juegas al tenis en una consola, le pegas a una pelotita virtual y ésta se mueve inmediatamente en la pantalla», describe.

La idea novedosa del proyecto es utilizar estos procesadores con nuevos métodos numéricos y algoritmos para otras aplicaciones muchísimo más importantes que un juego,como la de conocer el curso de un tsunami, la inundación de un río o el aguante de un dique, pero también hay muchas otras en el campo de la bioingeniería y de la industria.

Por ejemplo, saber cómo se mueve el flujo sanguíneo al colocar una válvula cardíaca en una operación -puede ayudar al cirujano a tomar una decisión rápida ante un paciente con el pecho abierto- o qué dirección toma el metal fundido en una industria metalúrgica para evitar que provoque algún accidente.

Fuente:

ABC.es