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9 de junio de 2011

¿Cómo respiran las arañas acuáticas bajo del agua?

La araña acuática es la única especie del araña que puede respirar bajo de agua. ¿Pero cómo? Roger Seymour y Stefan Hetz se preguntaron lo mismo y acaban de publicar algunas respuestas en la Revista de Biología Experimental.

Seymour estudia cómo los insectos acuáticos extraen oxígeno de las burbujas que atrapan bajo sus abdómenes para respirar bajo del agua. Le interesó la araña acuática y obtuvo permiso para recolectar especimenes de artrópodos.

La araña Argyroneta aquatica construye un nido – llamado una campana – con su seda bajo el agua. Dentro de la campana mete la araña aire que ha trasladado de la superficie. Tras medir los niveles de oxígeno en la campana, los científicos concluyeron que las arañas la estaban usando como una agalla – la burbuja de aire podia sacar oxígeno del agua.

Eventualmente, la difusión del nitrogeno al agua dismunía el tamaño de la burbuja y la araña tenía que regresar a la superficie. Pero los investigadores observaron que las arañas se podían quedar más de un día bajo el agua, manteniendo su tasa metabólica diminuída.




Tomado de:

Ciencia Cierta

Casualidad y causalidad (I)


James Stewart observa desde la "Ventana Indiscreta"

Uno de los puntales de la ciencia es el concepto de causalidad. Se refiere a la relación que se da cuando tenemos dos sucesos y uno es la causa del otro. Parece una perogrullada en sus planteamientos, pero es prácticamente el centro del método científico. Cada vez que se hace un experimento, se controlan un conjunto de condiciones iniciales y se comprueba cuál es el resultado. De ese modo, los científicos van estableciendo relaciones entre variables, extrayendo conclusiones y efectuando predicciones.

A veces se hace correctamente, y a veces no. Y es que, aunque antes lo denominé perogrullada, establecer una relación causal no es fácil. Hay múltiples variables en cualquier observación, y no es fácil determinar cuál es la causante de un efecto dado. El famoso experimento de Galileo, en el que se dedicaba a arrojar objetos desde la torre de Pisa, sirvió para mostrar que el tiempo de caída de un objeto no dependía de la masa o composición de dicho objeto. Suena fácil, ¿no? Pues no lo es, porque la caída de un objeto se ve frenada por el rozamiento con el aire. De hecho, Newton aún no había nacido, así que Galileo no podía saber por qué pasaba lo que pasaba. Ahora sabemos más y podemos considerar muchos otros factores que influyen en la caída libre de un cuerpo.

Experimentos posteriores, más precisos y en condiciones mejor controladas (incluyendo vacío) parecieron refrendar la observación de Galileo. Por ejemplo, el famoso experimento de Eötvös del siglo XIX. Pero incluso ese experimento fue puesto en tela de juicio en los años 80, sugiriendo que quizá mostraba una dependencia con la composición del cuerpo. Finalmente, se concluyó que el experimento de Eötvös era correcto: los objetos caen igual, sea cual sea su masa. Llegar incluso a una conclusión tan aparentemente evidente es el resultado de muchas pruebas y errores.

En general, si tenemos como hecho probado que, cuando tenemos el suceso A también aparece el suceso B, podemos llegar a la conclusión de que A causó B [A => B]. Es una cadena de causalidad (que no casualidad), del tipo "si .... entonces ..." Como digo, no es fácil, ya que hay muchas causas posibles para B. No siempre es algo tan claro y tajante. Pasaron muchos años antes de que la relación causal entre tabaco y cáncer de pulmón se afianzase como un hecho probado. Argumentaban las tabacaleras, por ejemplo, que hay gente que fuma como un carretero y no desarrolla cáncer, y hay personas que sufren esa dolencia sin haber probado un cigarrillo. En este caso, la relación causal no es "si fumas, desarrollarás cáncer de pulmón", sino "si fumas, tienes muchas más papeletas de desarrollar cáncer de pulmón"

Por otro lado, hay que tener en cuenta que si A implica B, el opuesto ha de cumplirse: cuando no hay B, tampoco sucede A. Eso es un problema para, por ejemplo, los sismólogos. Cada cierto tiempo, parece que se encuentra una señal de preaviso antes de un fuerte seísmo. Puede ser una elevación en los niveles de radón, o temblores subsónicos previos, comportamiento errático de los animales, etc. En este caso, la causa A sería "va a producirse un terremoto en breve" y la consecuencia B sería "las cucarachas se agitan mucho." Por desgracia, luego resulta que hay casos en los que las cucarachas se menean como locas, pero no hay terremotos; o tenemos un terremoto y resulta que las cucarachas ni se han inmutado.

Este tipo de razonamientos aparecen constantemente en las típicas películas sobre desastres inminentes, cuando sólo el listo de turno sabe lo que va a pasar y todos los demás están equivocados. Pongamos un ejemplo: Un Pueblo Llamado Dante´s Peak. Un vulcanólogo adicto al trabajo llega a un hermoso pueblo junto a un gran volcán. Mide niveles de pH por aquí, concentraciones de CO2 por allá, y deduce que el volcán puede estár despertándose, así que se planta ante el Ayuntamiento y clama por una alerta roja. Su propio jefe tiene que desautorizarle, y hasta le da un tirón de orejas:

Sabes que hay decenas de razones que explicarían lo que pasó en esa fuente termal, desde un leve terremoto hasta un ligero cambio sísmico, y ni una sola de esas razones, ni una sola, significa que haya una erupción la próxima semana, o el próximo mes, o en los próximos cien años

A continuación, el jefe hace lo sensato en estos casos. Primero, tranquilizar a la gente: si algún día llega el momento de dar la alerta, estará basado en pruebas científicas, no en la opinión de ninguna persona. Segundo: sobrevolar el volcán, desplegar todo tipo de instrumentos de precisión, traer a su equipo al pueblo y pasarse semanas realizando mediciones. El resultado: un gran montón de nada.

A pesar de eso, el guaperas listillo sigue sin estar convencido. Por supuesto, esta es una película de acción, así que al final tiene razón: el volcán explota, el jefe razonable muere y él se lleva los honores y a la chica. Podríamos entrar en el chiste fácil y decir que el vulcanólogo tiene olfato e instinto, una especie de sentido arácnido muy desarrollado. Pero en serio, ¿cómo descubre él la prueba definitiva de que tiene razón? Pues porque abre un grifo. Nota que el agua está marrón y huele a azufre, síntoma evidente de que algo no va bien. Menudo lumbreras.

En otros casos, causalidad y casualidad se confunden. En la película Como Dios, el todopoderoso Jim Carrey atiende a los deseos de todos los que quieren ganar a la lotería. Como resultado, miles de boletos de lotería resultan premiados. Aunque matemáticamente es posible tanta suerte, la probabilidad es tan enormemente baja que la gente piensa que hay tongo. El resultado: tumultos en las calles y una investigación por fraude.

Algo parecido tenemos en Casino. En un intervalo de pocos minutos, tres máquinas de monedas dan grandes premios. El encargado intenta achacarlo a la casualidad, en tanto que el jefe (Robert DeNiro) ve una mano negra causal:

- ¿No viste la trampa, no te oliste lo que ocurría?
- Bueno, eso no se ve venir, ¿sabes?
- ¡Claro que sí! Hay un modo infalible: ¡cuando ganan!
- Bueno, esto es un casino ¿no? Alguna vez tienen que ganar

- Oye, cuidado no te pases conmigo, no insultes a mi inteligencia ¿Me has tomado por un idiota? Sabes muy bien que alguien tuvo que manipular esas malditas tragaperras

La Amenaza de Andrómeda es una de mis películas favoritas, entre otras cosas porque muestra de forma realista el trabajo de los científicos. La cadena de causalidad es clara desde el principio. Suceso A: cae un satélite en un pueblo. Suceso B: a los pocos minutos, todo el pueblo está muerto. No hay que ser un lince para determinar una relación entre A y B. O sí, porque hay dos supervivientes en el pueblo. ¿Qué es lo que hace que sean inmunes? ¿Cómo pueden aprovecharlo para romper la cadena de causalidad "si este organismo anda suelto, entonces todo el mundo va a morir" y salvar a la humanidad?

A partir de ahí, comienza la tarea para determinar cuál es la causa concreta. Se llevan el satélite al laboratorio, y descubren una pequeña mota verdosa. Poco a poco, determinan que es un organismo vivo, se transmite por el aire, ataca el sistema circulatorio, es sensible a variaciones del pH, etcétera. Al final, descubren cómo acabar con él. Otras películas como Esfera o Estallido trabajan bajo el mismo principio: probar una y otra cosa, establecer una relación causa-efecto, y a partir de ahí una buena dosis de acción. De hecho, una buena parte del interés generado por los viajes en el tiempo está basado en la ruptura de la cadena de causalidad. ¿Y si viajo al pasado y salvo a Kennedy, o al futuro y me llevo el anuario deportivo? Para más sobre el tema, les recomiendo mis dos artículos sobre los viajes temporales de película: uno y dos.

En Los Fisgones, dos hackers debaten sobre la ética de su proceder justo antes de desplumar a sus víctimas:

- Premisa: a la compañía telefónica le sobra el dinero
- Consecuencia: son corruptos
- Resultado: el sistema se perpetúa a sí mismo a expensas del pueblo
- Conclusión: deben donar parte de su dinero

proceder lógico que les lleva mucho más lejos con el tiempo:

- Premisa: si los clientes creen que su banco puede tener problemas financieros ...
- Consecuencia: ... empiezan a retirar su dinero
- Resultado: es cuando tienen problemas financieros
- Conclusión: puedes arruinar un banco
- ¡Lo he hecho! habrás leído de unos cuantos en estos últimos años

Pero no piense el lector que la causalidad está restringida a las películas con científicos. Un Gary Cooper James Stewart con mucho tiempo libre se pasa el día mirando por La Ventana Indiscreta, y acaba estableciendo una relación causal donde los demás solamente ven casualidad. A decir verdad, sus conclusiones son plausibles pero necesitan verificación experimental, y ahí es donde entra la bella Grace Kelly. En Los Diez Mandamientos, Moisés suda la gota gorda para convencer al faraón de que las plagas que azotan Egipto son causadas por un Dios vengativo, en lugar de fenómenos naturales. En Titanic, el ingeniero examina los daños y concluye que el barco se hunde; las fantasías publicitarias sobre barcos insumergibles no van con él.

No siempre una simultaneidad de sucesos implica una causalidad. ¿Recuerdan Con la Muerte en los Talones? El protagonista tuvo la mala suerte de levantarse del sillón justo cuando un botones está buscando al señor Kaplan. Los malos lo confunden con ese tal Kaplan, y el pobre Cary Grant se pasa toda la película corriendo como loco. Fue una casualidad, no una causalidad.

Y es que no les he contado toda la verdad. Que sucedan A y B no significa que A cause B. Pero eso no lo veremos ahora. Si realmente les he conseguido interesar por el tema (causa), entonces espero que estén atentos al siguiente artículo (consecuencia). A => B. O no.

Tomado de:

Física de Película

La superficie del agua no es tan húmeda como parece

Científicos señalan que la frontera entre el líquido y el aire es más difusa de lo que se creía.


La superficie del agua no es tan húmeda como parece. No es un juego de palabras ni un acertijo. El agua y el aire se encuentran en la mayor parte de la superficie de la Tierra, pero el punto exacto donde termina una y empieza el otro resulta, según investigadores de la Universidad del Sur de California, una cuestión en extremo sutil. Es decir, algunas moléculas de agua rompen la diferencia entre el gas y el líquido y es difícil saber cuál es cuál. Esta curiosa investigación aparece publicada en la revista Nature.

La cuarta parte de las moléculas que se encuentran en la capa superior del agua, aquellas que tienen un átomo de hidrógeno en el líquido y otro que vibra libremente encima, son las más enigmáticas. Estas moléculas cabalgan entre una fase gaseosa y otra líquida, según el autor principal del estudio, Alexander Benderskii. El hidrógeno libre se comporta como un átomo en fase gaseosa, mientras que su gemelo actúa como los átomos que componen el agua «a granel».

La frontera con una célula viva

«La interfaz aire-agua es de aproximadamente el 70 por ciento de la superficie de la tierra. Una gran cantidad de reacciones químicas son responsables de nuestro equilibrio atmosférico y muchos procesos importantes en la química del medio ambiente ocurren allí», asegura Benderskii.

El estudio proporciona un nuevo método para que químicos y biólogos estudien otras interfaces, como el límite entre el agua y las biomembranas que marcan el borde de cada célula viva.

Fuente:

ABC (España)

7 de junio de 2011

En los últimos 10 años WWF descubre 600 nuevas especies en Madagascar

Lemur

Lemur

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Durante la última década los científicos han descubierto más de 615 nuevas especies en Madagascar. La isla cuenta con una inmensa riqueza natural, el 70% de las especies que allí habitan son únicas en el mundo. Madagascar, que forma parte de los ‘Lugares Pioritarios’ para WWF, se enfrenta a graves amenazas ambientales, entre la que sobresale la creciente deforestación. En el Año Internacional de los Bosques la organización lucha para recuperar el hábitat degradado de miles de especies en todo el mundo.

WWF publica hoy el informe La Isla del Tesoro: Nueva biodiversidad en Madagascar. El documento recopila una década de descubrimientos en la que queda patente el enorme patrimonio natural de la cuarta isla más grande del mundo. Desafortunadamente, también es un alarmante recordatorio de las amenazas que sufre este frágil paraíso.

Los descubrimientos abarcan 40 mamíferos, 69 anfibios, 61 reptiles, 42 invertebrados y 385 plantas. Aún así, estos hábitats tan especiales, que no encontramos en ningún otro lugar del planeta, corren el riesgo de desaparecer muy pronto. Los expertos estiman que la isla ha perdido ya el 90% de su cubierta forestal original.

La espectacular Palmera Tahina (Tahina spectabilis) ha sido uno de los descubrimientos más emocionantes. Se trata de una palmera gigante, que florece sólo una vez en la vez en la vida. Tras dar su fruto, la palmera muere.

Los animales más representativos y reconocibles mundialmente de esta gran isla son sin duda sus famosos lemures. El lemur ratón de Berthe (Microcebus berthae) ha sido uno de los descubrimientos más emocionantes para los científicos. Con tan sólo 30 gramos de peso, este pequeño lemur de color marrón rojizo, que se asemeja a uno de los personajes de la taquillera película de animación Madagascar (Dreamworks, 2005), es el primate más pequeño del mundo.

Tomado de:

WWF España

Una fuente infinita de energía podría estar aguardando entre las olas

olas

Si alguna vez le ha tumbado una ola en la playa, habrá comprobado la fuerza que tiene el agua
en movimiento. El Electric Power Research Institute calcula que la energía de las olas y las mareas podría cubrir hasta el 7 % de la demanda de electricidad de Estados Unidos. En el Reino Unido, esa contribución podría ser el doble.

Los ingenieros están diseñando todo tipo de dispositivos para aprovechar esa energía limpia y renovable, desde «serpientes» que ondulan sobre la superficie del agua hasta turbinas que giran con la corriente.

Como la población suele concentrarse cerca de la costa, esta energía puede generarse cerca de los lugares donde se necesite. Y, además, las mareas pueden predecirse. Aún quedan obstáculos técnicos y económicos, pero ya hay proyectos en marcha para las costas de Oregón, Maine y Nueva York, en Estados Unidos, así como para Canadá y Escocia. Los parques de energía oceánica podrían estar a la vuelta de la esquina.

Fuente:

National Geographic

Uno de los primeros científicos europeos fue un Papa

A pesar de la idea oscura y tenebrosa que todos tenemos de la Edad Media, con su Inquisición o la Peste, lo cierto es que en esta época también hubo vislumbres de genio y ciencia. Por ejemplo, se inventó el botón, las gafas o los espejos. Y alrededor del año 1000, incluso nació el que sería tal vez el primer científico europeo.

Un científico que, además, acabó siendo Papa.

Su nombre fue Gerberto de Aurillac. Antes de convertirse en el Papa Silvestre II, Aurillac viajó a España y tuvo acceso a la gran biblioteca del califa Abderramán III, donde aprendió mucha ciencia árabe, especialmente matemáticas y astronomía.

En 969 viajó a Roma acompañando, en una peregrinación, a su protector el conde Borrell II, lo que le permitió conocer al entonces papa Juan XIII y al emperador Otón I, quien le nombró tutor de su hijo, el futuro Otón II. Tras la muerte de Gregorio V, el 18 de febrero de 999, Gerberto de Aurillac fue nombrado papa y consagrado el 2 de abril con el nombre de Silvestre II.

Enseguida destacó él mismo como inventor de ábacos, planetarios, instrumentos musicales y varios relojes, además de realizar multitud de investigaciones, lo que le mereció ser acusado de brujo y de nigromante. Para otros contemporáneos, sin embargo, fue “luz de la Iglesia y la esperanza de su siglo”. Uno de sus logros más trascendentales para la historia fue la introducción en la Europa cristiana del número cero y de las cifras árabes (en realidad indias, ya que se inventaron en la India), así como el sistema decimal que otros estudiosos perfeccionarían posteriormente.

En Europa se decía “¿A qué viene esta moda de escribir las cantidades con signos árabes? ¡Eso es cosa del diablo! Las cifras romanas son cristianas y hace siglos que se usan en la Iglesia, mientras que las arábigas vienen de infieles y no se pueden aceptar”.

También difundió el astrolabio, de origen árabe. Fabricó una nueva versión del monocordio, un instrumento musical consistente en una caja de resonancia sobre la cual se tensaba una cuerda de longitud variable con la que se medían las vibraciones sonoras y los intervalos musicales. Estos cálculos le permitieron clasificar las distancias entre las diferentes notas en lo que luego se ha llamado, tonos y semitonos.También se le atribuye la introducción del péndulo y la invención de un reloj de ruedas dentadas.

Silvestre II, además, fue el precursor de una especie de sistema taquigráfico o criptográfico (porque su serie de símbolos no podían ser leídas por profanos), inspirado en una escritura abreviada que recuperó de los antiguos sabios romanos. Se le conocía como apuntes tironjanos.

Tal era su capacidad como científico, que sus colegas acudían a él para solventar problemas científicos incluso cuando ya había sido nombrado Papa.

Además, con el cambio del milenio (como sucedió hace unos años cuando llegamos al año 2000), hubo mucha gente que propagó miedos y terrores, Apocalipsis y cosas semejantes. Habladurías que Silvestre II se encargó de apaciguar.

Al misterioso Papa del Año 1000, se le acusó de tener un pacto con el diablo y de inspirarse en obras de autores herejes. Algunos historiadores románticos del siglo XIX presentaron el cambio de milenio, que coincidió con su papado, como un tiempo de oscurantismo, de guerras, de epidemias y de terror. Insistieron en sus contactos con el mundo árabe, ya que se presume que durante sus estudios de matemáticas en Barcelona bajo la protección del conde Borrell, mantuvo contacto con sabios musulmanes que le iniciaron en los conocimientos mágicos y místicos, y en sus pactos con el diablo.

Silvestre II no fue el único religioso que, además, era un científico. Alberto Magno, Guillermo de Occam, Roger Bacon, Nicolás de Oresme, Nicolás de Cusa… todos ellos fuente de inspiración para Umberto Eco para crear el Fray Guillermo de Barkerville, el protagonista de El nombre de la rosa, como ya os expliqué en Los fundamentalistas religiosos tienen menos sentido del humor.

Tomado de:

Xacata Ciencia

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