ASTROFÍSICA SALUD PÚBLICA Supernovas Las secuelas desconcertantes del agente naranja

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COGNICIÓN ANIMAL tVOUfOÚH ¿Vinculan los animales El ave voladora más Cómo revitalizar sexo y reproducción? grande de la historia el suelo de África INVESTIGACION Y CIENCIA ACION AÓX.2C16 ¡m^ac^OcrrcL» Nacido '

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INVESTIGACIÓN www.investigadonycienda.es Y CIENCIA CORTESÍA DE PHIL1PP MQESTA. UNIVERSIDAD DE CALIFORNIA EN 8ERKELEY 4 a erras u g Las 34 extrañas Supernovas 26 0 o eisdlmar m del genios Los 70 74 P resió n tu rístic a sobre la vida silvestre silvestre vida la sobre a rístic tu n resió P 74 8 léioeouiod o míferos am m los de evolutivo éxito El 18 Por Balcombe Jonathan de resolver capacesproblemas. Algunos peces son comprometan en conflictosque deriven no Ártico Por TullísPaul elen mundo. ecológicaúnico lugar un deriqueza la la seguridad nacional. nacional. seguridad la saber quieren Los deformas. astrónomos variedad tante OOL IA G LO O ZO y Zñe-Xi Lito Brmatte elen planeta. dominio futuro su de bases A El constante aumento de visitantes podría arruinar arruinar podría de visitantes aumento El constante Galápagos las de En ocasiones, hasta usan herramientas. usan Enocasiones, hasta del que fusión sequías y las ia evitar para medidas global a tomar comenzado ya ha El iento Ejército estadounidense calentam del O ÁTIC LIM C BIO AM C estallar. hace qué las desconcer­ una en explotan miles estrellas Cada de año, ASTROFÍSICA las sentando estaban ya los mamíferos dinosaurios, de los con la hegemonía acabase asteroide un de que ECOLOGÍA Hallazgos fósiles recientes revelan que, mucho antes antes que, mucho Hallazgosrevelan fósiles recientes EVOLUCIÓN RTÍCULOS Por Daniel Kasen PorAndrew Holland PorAndrew Por Stephen

0 a eulsdlaet rnja aran n agente del secuelas Las 80 46 A prendizaje profundo prendizaje A 46 63 La verdad sobre los coches coches los sobre verdad La 63 68 ¿Hemos de tem er a los robots robots los a er tem de ¿Hemos 68 experiencia la de valor El 54 vertidas. vertidas. décadas hace empleado defoliante célebre tristemente el por afectados niños hay aún en que insiste Vietnam SALUD por Estados Unidos. Las pruebas al respecto son contro­ son al respecto Unidos.Las Estados pruebas por tros. tros. Por Yoshua Bengío de Mántaras o la interpretación musical. olainterpretación elmédico,robótico fútbol éxitoen eldiagnóstico con en casos,seaplicado ha basado namiento Elconocido razo­ como método, cias pasadas. hecho creer.hecho sin conductor sin cuyos objetivos entren en conflicto conconflicto los nues­ en cuyos objetivosentren y decididas inteligentes a máquinas enfrentados acabar podremos con cuidado, Siactuamos no superinteligentes? robots los ra a p en sus comienzos gracias a esta potente técnica. potente esta acomienzos gracias sus en artifi­ inteligencia Tras de decepciones, la años Las máquinas pueden aprender a partir de -viven­ partir a aprender pueden Lasmáquinas Llegarán pronto, pero no serán como nos han como han nos serán no pero pronto, Llegarán ARTIFICIAL INTELIGENCIA LA DE ORO DE EDAD LA ESPECIAL INFORME cial está empezando a cumplir lo que prometía prometía lo que cumplir a empezando cialestá Por Stuart fíussell Por Stuart Por Charles Schmidt Por Steven E.Shladover gso21. netgdnCed.s 1 InvestigadonyCienda.es 2016. Agosto Por Ramón Por López Ramón INVESTIGACIÓN CIENCIA

SECCIONES

3 Cartas de los lectores

4 Apuntes Resurrección genética. Debilitar las biopelículas bacterianas. Nueva vacuna contraía alergia. El pico sin dientes ayudó a sobrevivir. Aeronave modelo. Juegos Olímpicos a prueba de zika. Así trata el cerebro la física. Hojas biónicas. ¿Cuánta comida tiramos? ¿Podemos aprender a olvidar?

11 Agenda 13 Panorama Erupciones volcánicas y extinciones masivas. Por Howard Lee Lo que Church y Turing ya sabían sobre mi portátil. Por Salvador Lucas La humanidad consume más agua de la que se creía. Por Fernando Jara millo

40 De cerca Salvar el águila monera de Filipinas. Por Marcos Moleón y Jesús Bautista-Rodríguez 43 Historia de la ciencia Historia de las emociones y cambio social. Por Javier Moscoso 44 Foro científico El acelerador que podría salvarla física. Por Howard Baer, Vernon D. Barger y Jenny List

86 Curiosidades de la física ¿Por qué se arrugan los dedos mojados? Por H. Joachim Schlichting 88 Juegos matemáticos ¿Cómo comparar el bienestar de poblaciones diferentes? Por Alejandro Pérez Carballo

93 Libros Alas. Historia natural. Matemática egipcia. Por Luis Alonso

96 Hace... 50,100 y 150 años.

EN PORTADA Volaticoiheñum, un mamífero que vivió hace 160 millones de años, presentaba una membrana entre las extremidades superiores e inferiores que le permitida planear entre las ramas como una ardilla voladora de nuestros días. Los fósiles de estay otras especies reve­ lan que los mamíferos se diversificaron en un grado sorprendente mucho antes de que Ios-dinosaurios se extinguieran. Imagen de .ames Gufney.

2 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 Cartas de ios lectores

nedaccion@invest¡gacionyc¡enc¡a .es

«GUERRA DE TELESCOPIOS? roplasticidad referidos en el artículo, por Nos hemos sentido enormemente de­ lo demás excelente, «El poder del cerebro cepcionados al leer el artículo de Katie infantil», de Takao K. Hensch [Investi­ Worth «La guerra de los telescopios» [In­ gación y Ciencia, abril de 2016]. Irónica­ vestigación y Ciencia, febrero de 2016]. mente, el último párrafo del texto saca a Muy al contrario de lo que se afirma en colación un argumento contra semejante el texto, las «rivalidades personales» del «cura»; supondría un cambio neural tan pasado han desempeñado un papel muy invasivo que equivaldría a violar la iden­ pequeño en la historia del Telescopio de tidad de la persona. Al contrario que la Treinta Metros (TMT) y del Telescopio esquizofrenia o la ambliopía, el autismo Gigante Magallanes (GMT). Por qué los no es separable de la individualidad de repetidos intentos de la Institución Car- quien lo tiene. Por si fuera poco, semejan­ negie para la Ciencia de unirse al TMT te retórica promueve las increíblemente han sido rechazados una y otra vez es dañinas «terapias correctivas» pavlovia- una historia compleja cuyos detalles com­ nas, como ciertas formas del análisis con- pletos solo los conocen los investigado­ ductual aplicado. res del Instituto de Tecnología de Cali­ Soy autísta. Como tal. me he encon­ fornia y de la Universidad de California, trado con docenas de personas auristas, pero está claro que la dinámica interna hé atendido a discursos suyos y he leído de la colaboración y los intentos de con­ ensayos escritos por ellos. Puedo asegu­ trolar el desarrollo técnico del telesco­ rarle que ninguno de nosotros quiere que pio ejercieron una gran influencia. Al fi­ nos «curen». nal, los miembros de Carnegie tiramos la Pa o l Fj s e n NEVOS MULTILIIVGÜES toalla cuando quedó claro que no sería­ En «Cómo adquieren los bebés el len­ mos más que un socio pequeño y pasivo, En su articulo, Hensch expresa su guaje» [Investigación y Ciencia, enero de y cuando el GMT, proyectado por J. Ro- preocupación por la posibilidad de que 2016], Patricia K. Kuhl sostiene que, entre ger Angel, se convirtió en una alternati­ una reorganización de las conexiones los seis meses y los siete años de edad, los va más seductora. cerebrales pueda «debilitar el sentido de niños pueden aprender con rapidez una o Por otro lado, afirmar que Estados uno mismo». No acabo de entender esa dos lenguas. Según mi experiencia, puedo Unidos carece de fondos suficientes para evaluación negativa. El «yo» no es más decir que los bebés y los niños pequeños apoyar ambos proyectos es incorrecto. que un constructo humano arbitrario y son capaces de adquirir varios idiomas si­ Tanto el GMT como el TMT son colabo­ sobrevalorado. Mucho se ha escrito en la multáneamente si cuentan con el entor­ raciones internacionales. El SO por ciento filosofía budista sobre lo poco deseable no social y familiar adecuado. del dinero del TMT y el 20 por ciento de que resulta dicho concepto. De hecho, este Mi esposa y yo hemos tenido la suerte los fondos del GMT vienen de fuera, pol­ punto de vista se muestra acorde con la de proporcionar ese entorno a nuestras lo que, en la práctica, Estados Unidos solo propia afirmación de Hensch sobre las cuatro hijas, quienes aprendieron alemán, está financiando un telescopio. ventajas de la meditación para aumentar árabe, francés e inglés ya en sus primeros Por último, tres telescopios de gran la plasticidad y, por tanto, para diluir el años de vida. Mi esposa, alemana, y yo, tamaño (el TMT, el GMT y el Telescopio sentido de uno mismo. hablante nativo de árabe, nos hemos co­ Europeo Extremadamente Grande) es P revesh Rustagi municado en inglés desde que nos conoci­ lo mínimo que necesitará la comunidad Fort Wayne, Indiana. mos. Criamos a nuestras hijas en Francia, astronómica internacional para poder donde asistieron a una escuela en la que hacer investigación de calidad durante se enseñaba en francés e inglés; además, las próximas décadas. No hay pruebas ni varias horas a la semana eran cuidadas es sensato pensar que el TMT o el GMT por una persona de. habla francesa. Des­ hubiesen tenido un diseño más avanzado pués, cuando nuestras niñas tenían entre en caso de haber contado con más dinero. tres y ocho años, nos mudamos a España. Los desafíos técnicos a los que se enfren­ A los tres meses de comenzar el colegio ta la construcción de telescopios de gran CARTAS DE LOS LECTORES ya hablaban español. tamaño son abrumadores, y son estos los Para lograr esa competencia lingüís­ que marcan el ritmo. Investigación y Ciencia agradece la opinión de los lectores. Le animamos a enviar sus comentarlos a: tica es fundamental que cada persona se Augustos Oemler PRENSA CIENTÍFICA, S.A. Alan Dressler comunique con los niños en su lengua Muntaner339, pral. 1.a. 08021 BARCELONA materna. También es necesario insistir- Observatorios Carnegie o a ¡a dirección de correo electrónico: íes en que no mezclen idiomas cuando [email protected] se dirigen a una misma persona, a ñn de PLASTICIDAD CEREBRAL La longitud de las cartas no deberá exceder los 2000 que puedan asociar a cada individuo con He sentido algo más que enfado al leer caracteres, espacios incluidos. Invesugación v Ciencia su primera lengua. que la prevención o el tratamiento del se reserva e! derecho a resumirlas por cuestiones de espacio o claridad. No se garantiza la respuesta Azzam Q.asrawi autismo se encuentran entre los posibles a todas las cartas publicadas. Ronda, Málaga usos de los nuevos hallazgos sobre neu-

Agosto 2016, InvestigacionyCiencsa.es 3 Apuntes

CONSERVACIÓN te individuos», afirma Kimberly Fraser, portavoz del Centro Nacional para ia Conservación del Turón Patinegro, del SPVS. «Im aginem os Resurrección genética que se tratara de siete personas: ¿qué sucedería?» Con el fin de salvar e! turón patinegro, el Servido Ei año pasado, genetistas financiados por la iniciativa Revive & de Fauna y Pesca de EE.UU. planea reforzar su Restore, impulsada por.ia fundación Long Now secuenciaron ios genomas dedos turones vivos y el ADN de un machoy una hem­ diversidad genética inyectando ADN antiguo a bra que fallecieron en tos años ochentay permanecen congelados en individuos vivos el Zoológico de San Diego. La comparación de ambas parejas indi­ ca que esa buscada diversidad genética existey que podría reincor­ En 1987, la ciencia solo conocía 18 ejemplares de turón patinegro, porarse a la población viviente mediante, por ejemplo, la donación o pero gracias a ia cría en cautividad y a !a gestión intensiva, este mus- la edición genética CRISPR. Esta posibilidad ha sido estudiada com o télido cuenta ahora con unos cientos de individuos. Pero a semejan­ medio para resucitara especies como la paloma migratoria y, sobre za de otras tantas especies recuperadas a p a rtir de tan escaso núm e­ el papel, podría servir para engendrar clones de ¡os turones congela­ ro de sobrevivientes, todos los individuos son medio hermanos casi dos, que serían cruzados con los turones vivos. Otra opción sería re­ clónicos, con la misma predisposición a sufrir problemas hereditarios, tocar e! genoma de los clones para insertar secuencias de ADN que patógenos potenciales o cambios ambientales que podrían abocados codifican anticuerpos contra dos infecciones frecuentes: la peste bu- a la desaparición. En un Intento por renovar la variabilidad genética bónicay e! moquillo canino. O bien se podrían eliminar los genes que del turón y mejorar sus expectativas a largo plazo, el Servicio de Pes­ predisponen a los turones a padecer esas enfermedades. «¿Y todo ca y Vida Silvestre de EE.UU. (SPVS) planea una solución radical: rein­ eso para contar con dos fundadores genéticos más? Eso sería mu­ troducir parte del ADN perdido de la especie que aún preservan los cho», aclara Ryan Phelan, director ejecutivo de Revive & Restore. ejemplares muertos conservados en zoológicos y museos. La inicia­ El turón cuenta con bazas a su favor: procrea con rapidezy tie­ tiva puede sonar menos irrealizable que el sueno de resucitar al ma­ ne prósperos parientes cercanos que podrían servir como sustitu­ mut lanudo, pero implica revivir genes que murieron con sus porta­ tos en los ensayos preliminares de clonación. Pero no es nada nuevo dores, por lo que no resultará sencillo. que ese tipo de manipulaciones genéticas afrontan numerosas tra­ El cuello de botella del turón patinegro es aún peor de lo que pa­ bas, como hallar financiación y abordar los escollos legales que ro­ rece. De los 18 individuos que el SPVS rescató hace casi treinta años dean los proyectos genéticos relativos a especies amenazadas. Y a en las praderas de EE.UU., solo siete transm itieron sus genes a las ge­ ellos se suman los obstáculos de carácter técnico, como la notoria

neraciones posteriores. «Todos los turones descienden de esos sie­ dificultad que supone crear un clon viabiey ia larga deliberación so- IMAGES GETTY ROZINSKI, BOB

4 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 THOMAS FUCHS y fragm entos de A D N que tejen una malla malla una tejen que N D A de entos fragm y y respiratorias de los pacientes con fibrosis fibrosis con pacientes los de respiratorias y van de entrada al ejército invasor», expli­ ell. invasor», ow H ca sir­ ejército al que entrada brechas de rir b van a es «Lo os murallas. pretendem esas que antelar desm para todos según uralladas, am ciudades a equivalente e wel a etd rbjnoe mé­ m en trabajando Lyn- estado colega han su Ély ell ow H ne Hos­ deToronto. del Baker, Infantil Perrin pital estructural biólogo el el en icrobiano m esas undo o m del virtiend con ellas, estructuras a o rn to en defensiva destruir las bacterias patógenas que se para­ se que patógenas bacterias las destruir ti­ n a los enudo m A a? ¿Elproblem quística. urinarias vías las a afectan que las o com cas células en adas transform adre m células artificiales», etos «gam a y rias segregan azúcares correosos, proteínas proteínas correosos, azúcares segregan rias interior. su en petan para ellas en penetrar pueden no bióticos ni­ cró infecciones las en pe­ crucial desem papel un bién ñan tam bacterias agregados de estos pero pegajosos biopelícula, ejor m de el sea plo vez tal ejem dental den­ placa La nuestra de tadura. arrancarlas para fesionales u ei sct próia necn pro­ con ente periódicam cita os pedim que traordinarios por evitarlo. por traordinarios Cortar los azúcares que mantienen cohesionadaslas comunidades losmantienen azúcares que Cortar SALUD invertirían se hay disponibles cuando ut fondos m a escasos m los al que es salvar,y resucitar en que extinción en elefantes derrochar especies de debería se no rescate el dinero el contra peso de ento argum ronte se puede dar p o r e xtin to sí no se llevan a cabo esfuerzos ex­ esfuerzos cabo a llevan se no sí to xtin e r o p dar puede se ronte Las bacterias son pegajosas, tan pegajosas pegajosas tan pegajosas, son bacterias Las loslaantibióticos deeficacia potenciar podría microbianas caza la contra medidas las reforzar en o entorno el proteger n re jo e m Zoo en plan su ente equipo El tem restaurados. genes los de variantes uertos albergan m que machos sexuales de tres congelado restan solo esperma al que la de recurriré Se rinoceron­ ai subespecie una salvar ejemplares. para marcha septentrional, en está blanco rya te ila sim genética ción internacionai de científicos responsable de ¡a iniciativa detalló recien­ detalló iniciativa ¡a de responsable científicos de internacionai restaura­ de esfuerzo un ado hecho, diezm De siendo está que contagioso. quttrí- faciai Tasmania, de hongo cáncer un un r diablo po por in­ inados consanguíneo el exterm y casi io conservacionistas los d anfibios que o com plantas salvar, alesy tentan im an otros con funcione necesarios. dores en genética edición de pre­ labores Restore eras & prim ¡as Revive año de este El grupo iniciar ir. tende suprim o añadir genes qué ore Debilitar las Debilitar biopelículas bacterianas investiga­ los y financiación la aún conseguir de pendientes Diego, células cultivadas, con ios auspicios de la Sociedad Zoológica de San San de Zoológica Sociedad la de auspicios ios con cultivadas, células Para c on struir la biopelícula, las bacte­ las biopelícula, la struir on c Para A nte esas tesituras, existen aspectos éticos a ten er en cuenta. Un Un cuenta. en er ten a éticos aspectos existen tesituras, esas nte A Si e! rescate genético ayuda a prosperar al tu ró n patinegro, tal vez vez tal patinegro, n ró tu al prosperar a ayuda genético rescate e! Si ol y, g lo io B donde inform aron que este rinoce­ este que aron inform donde ña de azúcares de la biopelícula para abrirse abrirse para biopelícula la de azúcares de ña paso a través de ella. B akery H ow ell quisie­ ell ow H akery B ella. de través a paso últim a instancia, la m uerte. en uerte. y, m la crónica instancia, a obstructiva r últim ona lm u p edad ferm i a ric b iiirns tnin a atención su dirigieron con fibrosis quística, lo que puede causar en­ causar puede que lo quística, pacientes los fibrosis de con ones pulm los en películas nosa, Para ab rir esas grietas, los investigadores investigadores los grietas, esas rir ab Para dvra nia u caa a ara­ m la aclaran que enzimas diversas ua atraqeameuofr bi ­ io b a form enudo m a que bacteria una suo ns ugi­ g ru a e onas Pseudom iaqehbea tnd esrlscssdistintas». d evolu­ cosas las ser de tenido adaptabilidad la toda hubieran poseen que no tiva que especies a socorrer a tos c­ té las que uestre dem vez tal empero, turón, dei proyecto El furtiva. en cautividad y seguir con las lim itaciones que tenem os en los genes. genes. los en os tenem que cría de a itaciones lim program las un con en años seguir cien y rtir ve in cautividad os en podrem si sé o N « ción. la­ p y grupos, 30 en repartida reproductores turones 3000 de vestre cies vivas al borde de la desaparición. T a ly com o Phelan explica: «Es «Es explica: Phelan o com ly a T desaparición. la de borde al vivas cies eoepr re rsaegntc o i js,cnis Fraser. confiesa ojos», mis con genético rescate el er v espero ­ Pero extin la a y e liv c de al especie la condenar podría libertad: en hallaron se consanguineidad que en lugar o últim el ellos con repoblar nea una cuestión de hasta qué punto, com o custodios, estamos dispues­ estamos custodios, o com punto, qué hasta de espe­ de cuestión una conservación la a aplicables son genético rescate de nicas la a extinción declive y laconsanguineidad genética, restauración de Sinese esfuerzo Meeteetse, W yom ing. Sin ese esfuerzo de restauración genética, la genética, restauración de esfuerzo ese Sin ing. yom W Meeteetse, podría condenar laa! especie condenar podría .aer nos a­ fa sa o in g ru e P.a a eaqes mrae PSe ipnrd n olcó il­ s población una de disponer es SPVS el marca se que meta La a los antibióticos. antibióticos. los a enzimas con hospitalarios re­ si equipos probar los rir com cub interesa le bién tam Baker A nir la aparición de los m icrobios resistentes resistentes icrobios m los de preve­ a aparición la ayudaría nir azúcares los degraden que Petri. de placas las en sido han rato­ lo de o com ones nes pulm ­ los io en b las creadas de películas destrucción la en eficaces tan son laau e itm n unitario. inm sistema del ntibióticos a ataque de al o tanda una a vulnerables así Paul Stanford Universidad la de fecciosas de las bacterias residentes, que se vuelven vuelven se que residentes, bacterias las de ­ in edades enferm en experto el asegura so, ineAdvances, A cience S Pero deja al descubierto la inmensa mayoría mayoría inmensa la descubierto al deja Pero ilagro­ m edio rem un es Así no étodo indemnes. m el pues, quedan Interior del bacterias tra r en c ontacto con ellas. con en­ al ontacto c en r sedisolvió tra biopelícula la de masa la de Bollyky, que no ha participado en el estudio. estudio. el en participado ha no que Bollyky, las biopelícula, la de partes grandes ontan m dieron a placas de Petri tapizadas de biope­ de tapizadas Petri aña­ de las placas a después y dieron icrobios m los de zadoras» azúcares segregados p o r diversas cepas de onas. de cepas Pseudom diversas r o p de redes segregados las de azúcares mayoría la destruían zimas lículas. Tal y com o relataban hace poco en en poco hace relataban o com y Tal lículas. enzimas. esas en propio aprovechar beneficio posible era si probar com ran Ahora intentarán averiguar si las enzimas enzimas las si averiguar intentarán Ahora Ahora bien, aunque las enzim as des­ as enzim las aunque bien, Ahora Primero extrajeron dos enzim as «desbro- «desbro- as enzim dos extrajeron Primero gso21, netgdnCecae S InvestigadonyCiencia.es 2016, Agosto En una cepa, el 94 p o r ciento ciento r o p 94 el cepa, una En com probaron que las en­ las que probaron com in Cnow Diana — d ello ie B id v a D — Apuntes

N AN O T ECN.O LO G ÍA Nueva vacuna contra la alergia Los alérgenos ocultos en el interior de nanopartículas hacen más seguras y eficaces las vacunas antialérgicas

Los p rim e ro s síntom as de picazón en los ojos o el moqueo incesante empujan a las personas alérgicas a !a farmacia a comprar algo que las alivie. Sin em bargo, estos m e­ cesario que las célu­ dicamentos solo mejoran los síntomas de las ¡nmunitañas que la alergia p.ero no logran abordar la raíz del se desarrollan en el hí- problema: la reacción exagerada de nues­ gadoy en el bazo se fa­ tro sistema inmunitario frente a sustancias m iliaricen con las proteínas gado y el bazo. inocuas. La única cura es urja serie de inyec­ inofensivas que deberán de­ Una vez allí, el ciones de pequeñas dosis de alérgenos que ja r en paz más tarde. El problem a es que las revestim iento de desensibllizan el organismo durante unos células inmunitarias maduras a veces ata­ las partículas se disuelvey libera meses o años, Sin embargo, numerosos pa­ can a los alérgenos que contiene una inyec­ los alérgenos. cientes evitan estas vacunas debido a los po­ ción antes de que lleguen a estos centros Talycomosehapublicadoen un n ue- sibles efectos secundarios graves que provo­ de aprendizaje. Por ello, el inmunólogo Mil- vo artículo en la revista Prvceedings ofthe Na­ can, como la anafilaxia. lery ei ingeniero biomédico Shea han dise­ tional Academy of Sciences USA, los investi­ Ese dilem a ha llevado a Stephen M lller, ñado un método de administración seme­ gadores ensayaron esa estrategia en rato­ de la Universidad NorocddentaLy a Lonnie jante a un caballo de Troya: un alérgeno en­ nes alérgicos a la ovoalbúmina, una proteína Shea, de la Universidad de Michigan, a de­ vuelto en una nanopartícula. Estas partículas del huevo. Los científicos cargaron inicial­ sarrollar un método más seguro que oculta tienen aproximadamente el mismo tama­ mente nanopartículas con esa proteína, que transitoriamente el contenido de las vacunas ño que los restos de las células muertas de la por sí sola provocaría una reacción alérgica frente a los ataques del sistema Inmunitario. sangre, por lo que el sistema Inmunitario las grave, y luego Inyectaron las nanopartículas Para enseñar a las defensas a diferenciar registra como desechos normales y las deja en cinco ratones. Estos rio mostraron reac­ los elementos dañinos de los Inocuos, es ne­ atravesar el torrente sanguíneo hasta el hí­ ción alguna. Más tarde, cuando se les Inyectó

EVOLUCIÓN El pico sin dientes ayudó a sobrevivir ¿Subsistieron los antepasados de las aves modernas gradas a su alimentación a base de semillas?

Hace 66 millones de años, un asteroide se estrelló contra la Tierra y se calcula que aniquiló a tres cuartas partes de los seres vivientes. Ese episodio, que como sabemos causó la extinción de todos los di­ nosaurios, lleva a la siguiente pregunta: ¿cómo sobrevivieron los an­ cestros de las aves modernas cuando todos sus allegados perecieron? Un nuevo estudio publicado en Current Biology plantea la hipótesis de que algunos dinosaurios aviares perduraron porque poseían picos sin dlentesy pudieron subsistirá base de semillas resistentes al fuego, (av«) m ientras que las fuentes de a lim ento de la m ayoría de las demás es­ les con la ayuda de un modelo estadístico de la evolución. Este Indi­ pecies desaparecieron. ca que los antepasados desdentados probablemente se alimentaron Derek Larson, conservador adjunto del Museo de Dinosaurios Phi­ de semillas. Juntos, esos análisis sugieren que lo que ayudó a sobrevi­ lip J. Currle de Alberta.y sus colaboradores analizaron en primer lu­ vir a esos dinosaurios aviares fue una combinación de la dentición y gar más de 3000 dientes fósiles de dinosaurios aviares que poblaron la alim entación. el oeste de Norteamérica durante el periodo Cretácico. A partir del ta- Para sustentar su hipótesis, Larson también cita un notable volu­ GETTYIMAGES POWLES, MIKE m a ñ o y la forma, llegaron a la conclusión de que esos dientes apenas men de datos aportado por el estudio de ¡os incendios forestales ac­

sufrieron cambios en 18 millones de años. Ello indica que los dinosau­ tuales, Dichas investigaciones señalan que algunas semillas escapan (cara/iuBíes); rios aviares permanecieron estables hasta la extinción masiva, Indemnes al fu e g o y que las aves granívoras se hallan entre la fauna Puesto que el registro fósil aviar está incompleto, el equipo re­ que primero regresa a los bosques calcinados, una situación análoga

construyó los hábitos alimentarlos de los ancestros de las aves actua­ a la de la superficie terrestre tras el im pacto en Chicxulub. GETTYIMAGES

6 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 JAI.KSON Ul nante de la supervivencia o la extinción.» la o supervivencia la de nante ali­ la que ucho m sorprendería e M « Clarke. pero dientes, de carecían las anátidas y los emúes avestruces, los de cretácicos ancestros sy alga comían ente iblem aves las presum con vivientes, paración com nuestra Según cas. que lo erior,y up s retácico C del trabajan­ fósiles meses con dos do anecido perm he donde naingaíoafeae úiodtr i­ determ único el fuera granívora entación m añade semillas, de aparte verte­ Insectos, e pequeños brados devoraban ente probablem explica. peces», acuáti­ eran especies las que es visto hemos ntártida, laA de regresar de «Acabo ferente. otras en aviares fósiles los por indi­ los que y aportados cios pleja com es ica dinám la extinciones que las de matiza Pero estudio. al ajena agi­ Im es años de illones m 66 hace fauna atsdl nonsnra uahsoi i­ d historia una narran nos undo m del partes Austin. en Texas de ­ rte Universidad ve la de de brados fir­ paleóntologa a Clarke, cuenta, . A en Julia ma tenida ser de digna y nativa la sobrevivió odo m qué de explicar tar ten unita- ¡nm sistema el que la en una edad celiaquía, la enferm para clínico ensayo un zar cacahuetes. los a alergia la de para iento tratam el nanopartículas con en entos positivos experim sus resultados visto han ya gadores unita- inm activadores con rellenarse den Stanford. Universidad la en de Asma y Alergias Investigación la Cen­ para N. del Parker ctor Sean ire d tro Nadeau, Kari con acuerdo alérgenos estos que ente posteriorm aprendió presentaron no ratones los alérgicos, eran vía o rio reacciona de form a exagerada frente a las las a trigo. de frente proteínas exagerada a form de reacciona rio reali­ planean Shea ry ille M ente, am Próxim investi­ lgunos A polvo. po­ del el ácaros los incluido y len sustancias, numerosas de rios de últiple, m esclerosis la o com auto- unitarios trastornos inm va­ incluso e una batir alergias de com para riedad poderosa una ienta ofrecer herram podría alergia la de ientos m dañinos. eran no ¡nmunitarío sistema el que y for­ de o camuflada, ma organism del defensas las desliza­ se entre ron nanopartículas en alérgenos los encapsulados que indican unita- inm resultados Estos rlo. sistema e! re­ T atenúan que llnfocltos de guladores, ero núm del ento aum revelaron un sangre de análisis los respirato­ Además, vías las rias. en ación inflam de signos los eeaqe a nnpríua pue­ nanopartículas las que a debe se Ello voalbúm ina directam ente para v er sitoda­ er v para ente directam ina voalbúm Asimismo, la Investigación indica que los los que indica Investigación la Asimismo, lefqeaotd prLro pr in­ para Larson por adoptado Elenfoque ta­ tra los en nanopartículas de £1 uso — Monique Broui//eKe Monique — d Codkin d o C id v a D — tipos tipos de almohadillado de los asientos amortiguanlas vibraciones. Parade salud. Los Investigadores compararánhasta qué punto los diferentes ello, colocarán una fila de asientos sobre una gran mesa vibratoria y medirán lossignos vitales de las personas sentadas en ellos. la puede tripulación causar fatiga, dolores deotros problemascuelloy instalación una a ttaw O en construyendo está Canadá de Investigaciones de Nacional jo más deprisa su equipaje de mano. permite a los pasajeros colocar embarque (por fila, zona o asiento) sistemático qué procedimiento de gadores analizarán de modo de mano abultados. Los investi­ vezmás a menudo con equipajes facturación,la gente viaja cada £ ien­ com programados, entos experim varios hay ya pa­ que la com las verano. para este que ce para instalación, la de «servirán director trucción Lebbin, Paul laboratorio este Según en duración. realizados de horas estudios los varias de proyecto, vuelos del fiel manera de Conse­ e! ular Ahora, sim de controlar. de posible im e peligroso los ente de y asientos potencialm los de carísimo, es disposición altura la de cabinas, de diseños nuevos con probar gustaría modelo Aeronave N IÓ C IA V A A ' 5': - ñías com paginen fa rentabilidad y los deseos de los pasajeros». Está previsto que la cons­ la que previsto Está pasajeros». los de deseos los y rentabilidad fa pue­ paginen que com ñías reconfigurable cabina una con aéreos, viajes ios de aspectos varios de ula em etros m que 12.000 a pasajeros con ensayos efectuar les pero aéreas líneas barque, las em a o de com ientos aviones de procedim fabricantes los a Tanto científico. r o rig de o ínim m lasdediseñocabinas del elfuturo determinar para fina principio de Un v u e lo com ercia! no es un buen lugar para realizar experim entos, al menos con un un con menos al entos, experim realizar para lugar buen un es no ercia! com lo e u v Un simularáviajesaéreos laboratorio nuevo Un j l AJ Debido a PA los costes deJ l podrán simularse. cuentamodelos concretos de reactor. compartimentospara los equipajes de humedad lay ventilación también la iluminación, la presión del aire, la Los niveles de durante ruido el vuelo, lo que los ensayos podrán en tener numerosos aviones de pasajeros, por parareproducirlas condiciones de mano reconfigurar se podrán retirary modular; los asientos, ventanillas y CABINA: La cabina es enteramente 5 :|_a constante vibración que experimentanlos miembros de y esy bombeado hacia la cabinapor encima de los sistema reduciría el bombeo,lo que ahorraría energía distribuye y el aire fresco de manera VENTILACIÓN:En iamayoría de los aviones,el aire energía rebajaríay el nivel de ruido. de aireaportar rico en oxígeno desde el suelo. Este irregular.El laboratorio ensayará formas novedosas pasajeros.Este sistema esruidoso, consume mucha deseada, se mezcla con airefiltrado,recicladoy compresores delse motor ajusta a la temperatura hacía en los años ochenta. El aire procedente de loscircula lapor cabina del mismo modo en que¡o gso21, netgcoyini.s 7 lnvestigacionyCiencia.es 2016, Agosto avión y, con ello, el consumo temperatura. Además,estas ensayará unas ventanillas que VENTANILLAS;El laboratorio de combustible. podrían reducir elpeso del niveles de Iluminación dey pueden oscurecerse medíante «microperslanas» de vidrio lizado, el cual regularálos unsistema electrónico centra­ f acket H r ife n n e J — t 1 Apuntes

SALUD creado carece de fundamento. «Para la ma­ yoría de las personas, Incluidas las mujeres Juegos Olímpicos 1 * 1 que no estén embarazas, ir a Río será bas­ CANADÁ Se instalarán mosquiteras en las a prueba de zika tante seguro»,apunta Ashlsh K. Jha, director ventanas de los dormitorios para impedir la del Instituto de la Salud Mundial de Harvard. entrada de insectos. Otras delegaciones tendrán Varias delegaciones tomarán «Sin duda, deberán tomarse las precaucio­ la opción de pagar para contar con esta mejora. medidas adicionales para nes habituales sí se viaja como deportista o evitar la infección, desde el como espectador, pero si la gente pone cui- uso de uniformes que repelen dadoy usa repelente de insectos, no creo COREA DEL SUR Los deportistas vestirán que haya prueba alguna de que se necesiten a los mosquitos hasta el de pantalones largos, así como camisas y chaquetas otras medidas ni de que estas fueran a ser­ preservativos con lubricante de manga larga impregnadas con repelente de vir para algo.» antiviral mosquitos. Estos uniformes «a prueba de zika» También la Organización Mundial de se usarán durante las ceremonias, los la Salud y el Comité Olímpico Internacio­ entrenamientos y en la Villa Olímpica. El M inisterio de Sanidad brasileño calcula nal aseguran que el peligro de contraer zika que, en la prim era m itad de año, hubo en el durante los Juegos no será excesivamente país casi 150.000 nuevos casos de zika. Tales alto. Y, a la luz de los nuevos modelos sobre núm eros han sem brado dudas entre depor­ la transmisión de la enfermedad y del me­ AUSTRALIA Para evitar la transmisión del virus tistas y aficionados sobre la conveniencia de jor conocimiento que se tiene sobre la acti­ por vía sexual, los deportistas recibirán viajar a Río de Janeiro para asistir a las O lim ­ vidad del mosquito en agosto — menor de preservativos con un lubricante antiviral aprobado en Australia como defensa contra el piadas. El virus, transmitido en gran parte lo habitual—, la mayoría de los epidemiólo­ VIH, el herpesy el virus del papiloma humano. por mosquitos, resulta bastante inocuo para gos y expertos en enfermedades infecciosas la mayoría de las personas (tres de cada cua­ coinciden en que no hay razón para pos­ tro infectados no desarrollan síntomas), pero poner las Olimpiadas. Con todo, nada de puede provocar graves malformaciones en lo anterior ha impedido que algunos equi­ ESPAÑA El Comité Olímpico Español ha llegado a el feto si quien contrae la enferm edad es una pos tomen precauciones adicionales para un acuerdo con los laboratorios Omega Pharma mujer embarazada. evitar la propagación de virus entre sus para proveer a la delegación olímpica de un A pesar de todo, los expertos en enfer­ deportistas. repelente de mosquitos de eficacia probada medades infecciosas sostienen que el pánico — Knvul Sheikh contra varias enfermedades, entre ellas el zika.

NEUROCfENCIA nían al considerar un concepto determinado (la gravedad, por ejem­ Así trata el cerebro la física plo) eran los mismos en todos los participantes. «Cada uno apren­ de física en aulas diferentes, con profesores distintos y a su propio rit­ Para aprender ciencia, nuestro cerebro readapta mo», observa Masón. «Así que no deja de resultar sorprendente que, redes neuronales encargadas de procesar en todos los estudiantes, se hayan desarrollado las mismas regiones información cotidiana cerebrales para entender un concepto físico.» Los investigadores compararon los escáneres de su estudio con Los primeros Homo s a p ie n s no sabían nada de la teoría de la re­ investigaciones previas que habían asociado ciertas actividades neu­ latividad general de Einstein. Sin embargo, hoy se espera que cual­ ronales a procesos mentales concretos. Vieron que, ante los concep­ quier estudiante de física entienda al menos sus principios básicos. tos científicos de frecuencia o longitud de onda, se activaban las mis­ Newtanl como procesar el ritmo o la estructura de una M# cas complejas. «Por tanto, aunque algunos de frase. Es decir, dichos patrones se readaptan para ¡sos conceptos solo se hayan form alizado en los aprender conceptos científicos abstractos. últimos dos siglos, nuestro cerebro ya estaba he­ Justy Masón tomaron imágenes cerebrales de cho para vérselas con ellos», señala Just. nueve estudiantes avanzados de física e ingeniería mien­ Masón cree que tales hallazgos podrían contribuir al­ ISTOCKPHOTO/FATIDO tras se centraban en 30 conceptos físicos, como momento, en­ gún día a determinar qué lecciones deben enseñarse juntas para tropía o corriente eléctrica. Después, introdujeron los datos en un facilitar su comprensión. Ahora,Justy él tienen pensado continuar

cerebral. Eso fue posible porque los patrones neuronales que interve­ —Jordana Cepelewicz GETTY

8 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 f:D HtSUiKL, ul 11 V lMAl.il 'j ya se usa com o recubrim iento anticorrosivo para para anticorrosivo iento recubrim o com usa se ya to r podría ayudar a paliar ei aum ento en la con­ la en ento aum ei paliar a ayudar podría r to vo catalizador, la eficiencia en la producción de de producción la en eficiencia la catalizador, vo los a envenenaba secundario: des­ un efecto de adolecía agua afortunado del disociación la sible se­ una Después, oxígeno. y o n e g ró id h en agua biolo- de binación com su por biónica» «hoja do fabrica­ han universidad, a ism m la de bióloga ver, ils á i isaqinsn ipnnd u n­ fue de energía. de disponen no modernas tes quienes a pios lim más iento tibles calentam del responsable gas del centración natura!. fotosíntesis la r o p lograda la que com bustibles com o isopropano! e isobutanol ha ha isobutanol e isopropano! o com nue­ bustibles al com Gracias etal. m y stico lé p de ponentes com amal.gama.que una fósforo, y lto a una b en co de mes aleación encontrado han pasado lo el 5cíence, en io n publicado ju de o com artículo y Tal un en mejor. explican catalizador un de búsqueda la microorganismos. po­ hacía que zinc y o n e d lib cata­ o ei m bargo, níquel, em de Sin os agua. de lizador iligram litro m 216 por producía - to alcohol cual de fo el artificial, dispositivo er prim sintético su is­ m e) tuvo En 2015, ob ya bustible. equipo mo, pue­ com o cual el com y o alcohol, plearse n en e em g de aire ró z del O id C h el e! absorben os convierten icroorganism m de el rie disocia que ico quím propor­ para proceso al energía fotovoltaico cionar panel electricidad la un r usa o p generada Eldispositivo tecnología. y ía a­ g llam han que la a viva batería de especie una do «hoja una a gracias proceso este reproducido haber ejorado— m a un —y afirm hora, A científicos de de fotosíntesis. la de grupo ióxido d edio ry m la o por s ­ luz carbono agua, com de rtir pa producen a ellas bustible todas alga: de célula ple sim combustible lbly l s imp,poocoa o bus­ com proporcionar po, tiem o ism m al y, global biorreac- nuevo el aire, del CO-, del rtir a p a ble eficiente más veces diez iso- de 60 conversión una sintetizan 2y 0 propanol, extraen C os de os ■ gram 130 icroorganism aire m del los kilovatio Porcada electricidad, de ciento. hora por 10 un en entado aum biónica». Nocera, quím ico de H arva rd ,y e! de Pamela S il- il- S Pamela de e! ,y rd arva H de ico quím Nocera, una o hierba de brizna una l, o rb á de hoja na U la fotosíntesis para obtener laobtener fotosíntesispara emula dispositivo nuevo Un Así las cosas, los investigadores em prendieron prendieron em investigadores los cosas, las Así oeassin u.a ittzrcmbusti­ com sintetizar al que. sostiene Nocera En un trabajo conjunto, el grupo de Daniel Daniel de grupo el conjunto, trabajo un En i ello ie B vid a D — \ \ INVESTIGACION INVESTIGACION Y C I E N C I A 4 0 la m, la 0 4 A I C N E I C Y en la celebración celebración la en ¿Quieres participar ¿Quieres (máximo 100 palabras; fotografía opcional)» fotografía palabras; 100 (máximo Los más originales aparecerán publicados aparecerán originales más Los experiencia con con experiencia 4 0 aniversario? 0 4 [email protected] en el número especial de octubre. de especial número el en Envíanos un comentario sobre tu sobre comentario un Envíanos antes del 1 de septiembre a 1septiembre de del antes ¿Cómo ha influido en tu vida? tu en influido ha ¿Cómo revista? la descubriste ¿Cómo ¿Cuál es tu sección preferida? sección tu es ¿Cuál ¿Tienes alguna anécdota?... alguna ¿Tienes — ClENCIA/ff,R£NCíA ClENCIA/ff,R£NCíA INVESTIGACION INVESTIGACION ASI ~T

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Apuntes

SOSTENIBI Ll DA D otro, algunos residuos se aprovechan para alimentar al ganado. Por tanto, es probable ¿Cuánta comida tiramos? que el estudio exagere la cantidad de comi­ Los resultados del primer estudio mundial sobre el derroche da que se derrocha, si bien Pradhan matiza alimentario son tan desoladores como cabía esperar que su cálculo tuvo en cuenta las variaciones en los datos de peso corporal con el objetivo Desde los productos que se pudren en los m oy el total ce calorías que necesita ia po­ de com pensar, al m enos en parte, el hecho camiones de reparto hasta las raciones ex­ blación. Tras hacer números para 169 países de que hay personas que, sencillamente, co­ cesivas de ios restaurantes, la cantidad de {el 98 por ciento de la población mundial), men demasiado. com ida que desperdiciam os es enorm e. Se­ obtuvieron que, en 2010, el año más recien­ Con todo, esa sobreestimación no de­ gún expertos del Instituto de Investigacio­ te del que hay datos, la cantidad de comi­ bilita el resultado del estudio, asegura Mat- nes sobre Impacto Climático de Potsdam, el da disponible en el mundo superaba en un ti Kummu, profesor de ingeniería civil y am­ despilfarro m edio p o r día y p o r persona ha 20 por ciento a la necesaria para alimentar biental de la Universidad Aalto, en Finlandia, aumentado desde 310 kilocalorías en 1965 a todos los seres humanos, Los investigado­ quien no participó en el estudio. «Puede que hasta 510 en 2010. Eso viene a ser com o ha­ res observaron que, en general, cuanta ma­ ei excedente alim entario sea una estim ación ber estado echando seis manzanas a la ba­ yor era el nive' de vida de una nación, más simplista del desperdicio de comida, pero no sura cada día, y ahora tirar diez. Según los comida se derrochaba. Los resultados apare­ es una mala estim ación.» investigadores, en 2050 la cifra podría llegar cieron publicados el pasado mes de abril en Que se produzca más comida de la ne­ a las 850 kilocalorías. Environmental Science & Technology. cesaria tiene, por otro lado, un aspecto posi­ Dado que es im posible c alcular con ¿De veras va a parar toda esa comida so­ tiv o : si todos esos alim entos no acabasen en exactitud cuánta comida se desperdicia, los brante a la basura? No necesariamente, ex­ la basura, sería posible alimentar a los 9000 expertos se valieron de un indicador auxi­ plica Prajal Pradhan, geoecólogoy uno de millones de personas que se calcula que po­ lian el excedente alimentario; es decir, la di­ los autores del trabajo. Por un lado, la gen­ blarán el mundo en 2050 sin necesidad de ferencia entre la cantidad de comida que te suele comer más de lo que necesita (un lograr heroicos aumentos en la producción un país produce o importa para su consu- cálculo a su vez com plejo y subjetivo); por agrícola. —Prachi Patel

Desperdiciar alimentos: una práctica común en todo el mundo

Cada círculo corresponde a un país. La posición horizontal indica el excedente (hacia la derecha) o el déficit (hacia la izquierda) alimentario de cada torlticol nación. Los países representados se encuentran entre los 100 más poblados.

Alemania - Estados Unidos El color refleja el índice de desarrollo humano Francia del país DE ABRIL DE 2016: AMANDA MONTAÑEZ MONTAÑEZ AMANDA 2016: DE ABRIL DE

El área de cada círculo indica el tamaño N 6,19 de la población V0L. SO, SO, V0L.

?

6 millones I 1300 millones trCCHHOLOGY,

Tayikistán

^ Déficit alimentario ^ Excedente alimentario ^

i— r~ ~ r ~ ~ 1 ~ n 0,9 1,0 1,1 1,2 1.3 1,4 1,5

Alimentos disponibles/Alimentos necesarios EJWMNMfNTAlSCIENCE EN AL, HI£ET CEREN BURÜENS.. COMATE ITS AND SURPLUS «FOOD FUENTE:

10 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016

Concurso

— — > actividades> > actividades> el giganteel perdido AGENDA > exposiciones> y 12 años 12 y 5 Agosto 2016. lnvestigacionyCiencia.es 11 arscombinatoria 1.a máquinapensar: Ramónde Llull 1.a www.museoevolucionlmmana.com Cuando la Tierra tiembla:Tierrala Cuando EXPOSICIONES Centro de Cultura Contemporánea de Barcelona Barcelona Burgos La colecciónLa decalcosarte de rupestreMNCNdel Terremotos y volcanesTerremotosy Museode la Ciencia www.museocienciavalladoIid.es Museo de la Evolución Humana y ely museuciencies.cat exposiciones > Vallado] id Vallado] www.cccb.org Arte y naturalezaylaprehistoriasArte en ■ Museo de NaturalesCiencias Barcelona OTROS Observaciónastronómica MUNCYT en Museo Nacional deTecnologíaCiencia y del Cretáceodel Hasta el 30 de agosto -Actividades agosto de 30 el Hasta entre de Madrid Spinosawrus, agosto de 13 Alcobendas www.muncyt.es agosto de 15 el Hasta MedelicOceanPhotoContest Para adultos menores y años de 18 Sistemade ObservaciónPrediccióny IslasCostero Balearesdélas. de fotografía de Un día de veranoMNCNdeenUndíael Museo Nacional de Ciencias Naturales www.mnen.csic.es Tema: el marlosy océanos www.medclicphoto.es Actividades talleres y paraniños C om m unica­ —Bahar Cholipour los investigadores hallaron que la ca­ Como se describe en Nature Salvo la am nesia tem poral, ¡a supresión Los Los resultados pueden un trauma tienen poca memoria de los incluso explicar por qué acontecimientos cotidianos algunas personas que han experimentado labra.A veces, entre estas tareas se les pre­ real en un aparcamiento. pacidad de los participantes para evocar más cordaran la otra: o que hicieran lo contrario sentaba Imágenes inusuales,como un pavo tio n s , sido instruidos para suprimirlas palabrasel recuerdoantes o después de de ver las imá­ los que se les había pedido recordarlabras, El hallazgo las pa­ aporta nuevas pruebas de memoriay sugiereje q tratar de olvidarac­ Los Investigadores denominan el fenómeno tarde los pavos realesy otras imágenes ab­ surdas fue un 40 porciento inferiorsi habían genes, en comparación con los ensayos en queexiste un mecanismo de control de la afectar negativamente a la memoria general. «sombra amnésica», bloqueaporque elaoarentemente recuerdo de acontecimientosrelacionados que suceden no mento próxim en os que al disminuye m o ­ pocampo. la actividad Los resultados del hi­ puedenplicar porincluso qué algunasex­ personas que han su­ de recuerdos a ia carta lidadpodría úti!, ser unaapunta habi­ Anderson. porEs ello que participantes en tie m p o real, a la vez que les y, deforma activa, no pensaran en la otra pa­ tivamente un recuerdo en particular puede presentan poca memoriamientos de los aconteci­ diarios, según opinanimplicados expertos en el noestudio. ély su colaboradora Anatudiando Catarino si estánes posible es­ en entrenar el arte de a personas la supresión: tán actualmentellevandoa cabo es­ unque experimento monltorizan en el la actividad cerebral devan los informando verbalmentedisminuye sobre la actividad cómobos delproponen hipocampo. que les Am­ ayudarresultados a algunas podrían pé'sonás a aprender me­ habilidad que podría aliviar particularmentetrés postraumático. frido traumas (y luego trataron de olvidarlos) el dolor de las personas con trastorno de es­ jo r a olvidar selectivamente el pasado, una

Dentro del cerebro, los recuerdos se UROCIENCIA Sin embargo, los humanos no estamos

Los neurocientíficos Los comienzan ¿Podemos aprender ¿Podemos NE una cadena de órdenes automáticas. Nuevos maduras. Esto es así porqueel control ejecu­ mano en el último momento para evitarque­ de la de la memoria el el cerebro propiosu centro a entendera cómo controla a olvidar? a la respuesta autom ática de la m ente es ayu­ «Cuando rememoramos un suceso u objeto, la superficiesin ningún esfuerzo consciente. nectada. Como resultado, un recuerdo pue­ de recuerdos potencialmente dolorosos. puede detener la recuperación espontánea en el reflejo de la memoriay que el cerebro datos indican que lo mismo puede suceder que caedel fogón, uno es capaz de retirar la Tras un acto reflejo para agarrar la sartén las que preferiríamos no pensar.» bridge. «Pero a veces recordamos cosas en neurocientífico de la Universidad de Cam­ darnos presentándonos todo aquello que se de desencadenarotro, haciéndolo emerger a asientan en una red de información interco­ tivo del cerebro puede intervenir para frenar imagen previos sugieren que las áreas fron­ asocia con él», comenta Michael Anderson, les m ostró una palabray se les pidió que re- bras vagamente relacionadas. Mástarde, se mir el hipocampo. Pidieron a 381 estudiantes sony sus colaboradores investigaron recien­ m ir la recuperación de los recuerdos. En un para la memorla.y, portanto, pueden supri­ tales del cerebro pueden disminuir la acti­ indefensos ante este proceso. Los estudios de universitarios que aprendieran pares de pala­ temente !o que sucede después de supri­ esfuerzo por ahondar en la cuestión,Ander­ vidad del hipocampo, una estructura cruda!

'« « M VMO l l llivil « I V lUVIHMW UNO > VHIII im 1(1 DMJNn !<¡ll ll| ISVWOHI Panorama

GEOLOGÍA Erupciones volcánicas y extinciones masivas Nuevos estudios apuntalan la idea de que cuatro de las cinco grandes extinciones acontecidas en la Tiena fueron provocadas por descomunales eyecciones de lava

HOW ARD LEE

as cinco grandes extinciones de la tre, el uranio que contienen se desintegra Los verdaderos causantes de la espiral de Lhistoria de nuestro planeta han sido en plomo a velocidad constante, por lo que destrucción fueron el dióxido de azufre y atribuidas en distintos momentos a as­ la proporción entre ambos elementos per­ el dióxido de carbono. teroides, gases de origen microbiano o mite estimarla antigüedad de la erupción. Algunas de las nuevas dataciones han erupciones volcánicas. Dichas catástro­ Según los investigadores, cuyos resultados llevado al geofísico Mark Richards, de la fes acabaron con la mayoría de las plantas fueron publicados en agosto de 2015 en Universidad de California en Berkeley, y y animales de la Tierra; entre ellos los di­ Science Advances, la mayoría de las rocas al geólogo Walter Alvarez, conocido por nosaurios, hace 66 millon.es de años. Aho­ comenzaron a aflorar a la superficie tan desarrollar la teoría de que fue el impac­ ra, nuevos datos parecen confirmar el pa­ solo 300.000 años antes de] punto álgida to de un asteroide lo que acabó con los pe) de las erupciones volcánicas en esos de la extinción. Los geoquímicos también dinosaurios, a refinar dicha hipótesis. En cataclismos. Según varias dataciones re­ han hallado indicios de que en aquella un artículo publicado en abril de 2015 en cientes, cuatro de las cinco extinciones época se incorporó a la atmósfera una The Geológical Society of America Bidletin, masivas coincidieron con colosales even­ ingente cantidad de dióxido de carbono su equipo de investigación argumentó que tos eruptivos que desencadenaron cam­ —otra consecuencia letal de las erupcio­ la energía liberada por el asteroide aceleró bios letales en la atmósfera. nes—, un sueeso que volvió a repetirse du­ las erupciones más violentas del Cretácico. Hace 250 millones de años, la vida rante las extinciones acaecidas a finales Por tanto, a diferencia de los dinosaurios, sucumbió ante la extinción pérmica, res­ del Devónico, el Triásico y el Cretácico. la teoría del impacto todavía sigue viva. ponsable de la desaparición de más del En ninguno de estos casos hablamos 95 por ciento de las especies marinas y de erupciones normales, sino de explo­ —Howard Lee del 70 por ciento de las terrestres. Hacia siones ocurridas en vastas superficies

la misma época se produjo también una conocidas como «grandes provincias íg­ p a r a s a b e r m á s intensa actividad volcánica en la región neas»; zonas plagadas de centros erupti­ Triggering of the largest Deccan eruptions donde hay se encuentran los traps (forma­ vos y cuya extensión puede alcanzar miles by the Chioculub impact. Mark Richards et al. ciones volcánicas de basalto) de Siberia. de kilómetros. Sus vestigios forman hoy en The Geológica! Society of America Bullelin, A fin de averiguar si dicha actividad co­ gigantescas áreas de lava solidificada en vol. 127. n.“ 11-12. págs. 1507-1520, abril de 2015. menzó antes de la extinción y pudo ha­ zonas remotas de Asia y otras regiones High-precision geochronology condritis volumlnous magmatism before, during, and berla causado, los geocronólogos Seth continentales. Las erupciones producidas after Earth’s mostsevere extinción. Seth Burgess y Samuel Bowring, del Instituto en ellas revistieron proporciones masto- D, Burgess y S. A. Bowring en Science Advances. de Tecnología de Massachusetts, y sus co­ dónticas: el magma se expulsaba en for­ vol. 1. n.” 7, art e150Q470, agosto de 2015.

laboradores viajaron hace poco a la zona ma de fuentes de más de un kilómetro de EN NUESTRO ARCHIVO para datar los acontecimientos. altura, la lava formaba largos ríos y una Impacto desde las profundidades. Peter Los expertos analizaron los diminutos abrasadora niebla sulfurosa se extendía D. Ward en lyC, diciembre de 2006. cristales de zircón y perovskita contenidos a lo largo de kilómetros. Pero no fueron la ¿Qué causó la extinción de los dinosaurios? en las rocas emitidas en las erupciones. lava ni la ceniza las responsables del cali­ Stephen Brusatte en lyC, febrero de 2016. Una vez enfriados en la superficie terres­ ficativo «masivo» de dichas extinciones.

Traps de Viluy 60- □ Devónico Superior, hace 373 millones de años Traps de Siberia ■ Finales del Pérmico, hace 252 millones de - J Provincia magmática centro-adántica |2, í!S S o. ■ Finales dei Triásico, hace 201 millones de anos • f ' ! J 40- Traps del Decán S ^ -D □ Finales dei Cretácico, hace 6ó millones de años fc ¡y -o ■i H € l a s . DÓNDE YCUÁNDO ° % s El mapa indica las grandes provincias ígneas asociadas a las extinciones masivas acontecidas en el Devónico superior y a finales del Pérmico, Triásico y Cretácico. £ £ — 5 5 ' La línea cronológica muestra la práctica simultaneidad entre la formación de cada una de esas regiones y la extinción correspondiente. La ordovícica, acaecida hace 444 millones de años, es la única que hoy por hoy no 0 se considera asociada a una gran provincia Ignea. ~ Millones de años atrás 400

12 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 El dióxido de azufre alcanza la estratosfera, donde las corrientes de viento b-dispersan El dióxido de carbono por el globo. El compuesto refleja la radiación solar e impide su llegada a la liberado en las erupciones se LAS MAYORES Tierra, lo que provoca un enfriamiento acumula en la atmósfera y acarrea un EXPLOSIONES intenso calentamiento global que dura temporal del planeta. Más tarde, milenios. El gas también se disuelve en el agua cae en forma de lluvia de ácido erupciones volcánicas marinay causa la acidificación del océano. A medida sulfúrico, la cual puede ser tan conocidas, como la del que los mares se calientan, se convierten en zonas La niebla acida corrosiva como eí áddo Pinatubo, en 1991, o la de mortales desprovistas de oxígeno. Los halocarburos generada por las erupciones de una batería. Santa Helena, en 1980, fueren procedentes de las erupciones deterioran la capa de se extiende miles de kilómetros, insignificantes comparadas ozonoy dejan a los seres terrestres expuestos a la wyba a los organismos y bloquea la radiación ultravioleta. La combinación resulta con los eventos que tuvieron ndadón solar. Los sedimentos calentados letal para la mayor parte de la vida lugar en las cuatro grandes i ¡oeran ingentes cantidades de dióxido terrestre y marina. provincias ígneas. Incluso la ae carbono y dióxido de azufre, gases erupción del supervolcán de ese alteran el clima. El calor genera Yellowstone, hace 2,1 millones «orientas turbulencias atmosféricas que de años, fue mucho menor. podrían derivar en huracanes devastadores, o frípercanes. Volumen eruptivo

M onte Santa Helena 0,25 kilómetros cúbicos

Monte Pinatubo 5 km3

Supervolcán Yeito 2450 km3

i 2 El magma originado por las plumas y la fusión de fragmentos Irtosféricos se inyecta a través 1 millón de km5 de centenares de fisuras hasta aflorar en forma de fuentes de lava de más de un kilómetro de altura, las cuales alimentan ríos k. ígneos de cientos A de kilómetros. .-íM

2,5 millones de km3

~ EVOLUCION DE UNA CATÁSTROFE El detonante se gesta en las profun­ didades de la Tierra, en el límite entre el m m mamo y ef núcleo. El material mantélico sobrecalentado asciende junto con restos de corteza subducida, formando una pluma de unos 800 kilómetros de ancho. Al cabo de millones de años, la pluma se 4 millones de km’ ^ encuentra próxima a la superficie, cerca de la litosfera {mamón

4 millones de km3 Panorama

HISTORIA DE LA COMPUTACIÓN Lo que Church y Turing ya sabían sobre mi portátil Los dos trabajos que marcaron el origen de la informática acaban de cumplir 80 años. Hoy, sus hallazgos siguen guiando la investigación en ingeniería y análisis de programas

SALVADOR LUCAS

on el advenimiento délas redes ina­ De Tlilhert a los fallos co antes para modelizarlos aspectos esen­ Clámbricas, nos hemos acostumbrado de programación ciales de las funciones en matemáticas- a la periódica —y, a menudo, inesperada— En la segunda década del siglo xx. el cé­ capturaba la noción de método efectivo actualización délas aplicaciones que usan lebre matemático alemán David Hilbert de Hilbert. En mayo de ese mismo año, nuestros teléfonos móviles, tabletas y or­ propuso utilizar la lógica como formalis­ Alan Turing, recién licenciado en Cam­ denadores. Con frecuencia anuncian la mo universal para expresar las afirma­ bridge, introdujo lo que hoy conocemos instalación de nuevas funcionalidades o ciones matemáticas y demostrarlas. En como máquina de Turing (MT) y argu­ la corrección de errores detectados. Salu­ este programa de «mecanización» de la mentó que esta también se correspondía damos con alegría las primeras, pero tal matemática, uno de los retos planteados con la escurridiza idea del matemático vez nos quedemos pensativos ante las se­ por Hilbert fue lo que daría en llamarse alemán. Y en agosto, hace justo SO años, gundas. ¿Errores «detectados»? ¿No po­ «problema de la decisión»: hadar un mé­ Turing demostró que su máquina y el dían haberse identificado antes de la pri­ todo efectivo para establecer, en un nú­ cálculo lambda definían métodos efecti­ mera distribución del programa para eritar mero finito de pasos, si una determinada vos equivalentes. así cualquier problema posterior? fórmula lógica es cierta o no. Sin embar­ Una MT es un dispositivo abstracto Por desgracia, la respuesta a esta pre­ go, Hilbert no definió con precisión qué capaz de adoptar un número finito de es­ gunta es negativa. Y hace mucho que se entendía por «método efectivo». tados internos y dotado de ciertas reglas sabe: ya en los años treinta del siglo pa­ En abril de 1936, Alonzo Church, ma­ de transición. La MT cuenta con una cinta sado, dos de los padres de la informática temático de la Universidad de Princeton, infinita dividida, en casillas, las cuales pue­ intuyeron cuáles serían nuestros proble­ avanzó la idea de que su cálculo lambda den estar en blanco o contener un símbolo mas actuales. —un formalismo que había concebido po­ (por ejemplo. 0 o 1). Un cabezal de lectura y escritura accede a una de las casillas y, en función del estado de la máquina en ese momento y del contenido de la casilla, cambia el estado interno, modifica el sím­ bolo de la casilla y el cabezal se desplaza a la derecha o a la izquierda. La tesis de Church-Turing es el postu­ lado que sostiene que el cálculo lambda o la máquina de Turing constituyen el modelo abstracto de cualquier método efectivo de cálculo; es decir, de cualquier máquina de cómputo concebible. Si bien Cabezal de lectura/escritura se trata de una hipótesis carente de de­ mostración formal —ya que no existe una definición precisa de «método efectivo» o O fló V o con la que contrastarla—, a partir de ella \ Escribeunl Church y Turing concluyeron que el pro­ r I y se desplaza —-*•— ' 3 la izquierda yecto de Hilbert era inviable. Turing había sferw/lí) demostrado que, dada una MT genérica, a sería imposible construir otra MT capaz de determinar si la primera escribirá algo MÁQUINA DE TURING en la cinta o no. Turing también explicó cómo asociar una fórmula lógica a cada Turma): © ISTOCKPHOTO/MONICAOnO/ASKOLD ROf/lANOV/IUUC/JACEK KITA/ KITA/ ROf/lANOV/IUUC/JACEK ISTOCKPHOTO/MONICAOnO/ASKOLD © Turma):

MT de manera que si (como Hilbert conje­ do turaba) hubiese un método efectivo capaz COMPUTADORA UNIVERSAL: Una máquina de Turing puede entenderse como un dispositivo que lee y escribe símbolos en una cinta de acuerdo con ciertas reglas (centro). de demostrar la verdad o falsedad de cual­ La tesis de Church-Turing establece que todo cómputo realizable puede llevarse a cabo con quier fórmula lógica, entonces también la máquina de Turing adecuada. Como tales, estos dispositivos proporcionan un modelo sería posible saber sí una MT genérica abstracto para comprendery analizar el funcionamiento de los modernos aparatos digitales, escribirá algo en la cinta o no: algo que LUCY RLADINGIKKANDA (máquina (máquina RLADINGIKKANDA LUCY desde los relojes inteligentes hasta los superordenadores. Turing había demostrado imposible. ÍKftrrWs He (ilustraciones JULICHRA/DESIGNYMK/MACROVECTOR

14 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 201fi Sin embargo, aquel mazazo al pro­ yecto de Hilbert dejó un valioso legado: EL CÁLCULO LAMBDA DE CHURCH la máquina universal de Turing (MUT). Este dispositivo es una MT diseñada para El esfuerzo de Church por capturar la idea de método efectivo de Hilbert se centró en simular el comportamiento de cualquier modelizar el proceso de combinar fundones para obtener otras nuevas, un enfoque otra, lo que siempre puede conseguirse si que fructificó a principios de los años treinta con la introducción de su cálculo lambda. los símbolos escritos en la cinta se esco­ En agosto de 1936, Turing demostró que la noción de computabilidad implícita en una gen de la manera adecuada. Según el pro­ máquina de Turing resultaba equivalente al cálculo lambda de Church. pio Turi ng, la MT simulada hace las veces El rasgo esencial de una función matemática es que devuelve un resultado a par­ de «programa» ejecutado por la MUT. tir de los valores que toman una sene de argumentos. En el cálculo lambda, dichos Esta propiedad convertiría a la MUT en argumentos se expresan como variables: x,y, etcétera. Dada una variable x y una ex­ el embrión conceptual de los ordenadores presión genérica M, en la que puede aparecer x, la notación (Xx.M) representa una modernos. En 1946, Arthur Burks, Her­ función cuyo valor queda condicionado por el del argumento x (el símbolo X puede mán Goldstine y John von Neumann, del entenderse como un «indicador» de cuál es el argumento de la función). Este tipo Instituto de Estudios Avanzados de Prin- de expresiones son conocidas como «funciones sin nombre». Por último, una expre­ ceton, describieron el diseño lógico de sión N —supongamos que de la forma (Xx.M)— puede aplicarse a un argumento ge­ un instrumento de cómputo electrónico nérico P sin más que yuxtaponerlos: (NP ). En tal caso, la expresión P sería «llevada» basado en la MUT. Hoy, ese modelo sigue por el argumento x a los lugares de N donde hubiera una x. Church mostró que esta subyaciendo a todos nuestros relojes inte­ sencilla abstracción del concepto de función permitía representar los valores boolea- ligentes, teléfonos y ordenadores. nos, los números naturales y realizar las operaciones aritméticas, lógicas y de deci­ Así pues, si la MUT proporciona el mo­ sión fundamentales. delo abstracto de cualquier ordenador con­ El cálculo lambda de Church inspiró algunos de los primeros lenguajes de pro­ cebible, y si un programa dado puede ver­ gramación, como Lisp, concebido en 1958, y fundamenta los lenguajes funcionales se como una MT particular, los límites al modernos, como Haskell, Schemey la familia de lenguajes ML, entre otros. Inclu­ problema de la decisión descubiertos por so Java, el popular lenguaje de programación para aplicaciones orientadas a dispo­ Church y Turing implican que no siempre sitivos móviles, permite en sus últimas versiones que los programas utilicen funcio­ será posible verificar el funcionamiento nes sin nombre. del software de nuestros dispositivos. Por tanto, tampoco podremos detectar con antelación cualquier error. No obstante, como consecuencia de la verificación. Esto puede lograrse impo­ El compilador verificador tesis de Church -Turing y de su solución niendo restricciones sobre los programas Para describir los problemas que desea­ (negativa) al problema de la decisión de P considerados (por ejemplo, limitando la mos resolver con un ordenador se usan Hilbert, sabemos que es imposible diseñar expresividad del lenguaje de programa­ los lenguajes de programación. Estos un programa verificador capaz de deter­ ción) o acotando la clase de propiedades permiten expresarlas órdenes que deberá minar, en tiempo finito y para cualquier que deseamos verificar. ejecutarla máquina mediante enunciados propiedad considerada, si un programa Por ejemplo, el uso de fórmulas pre­ que incluyen palabras del lenguaje natu­ dado exhibirá o no dicha propiedad, posicionales (combinaciones de variables ral (típicamente del inglés) y unas reglas Un ejemplo clásico lo hallamos en el que solo pueden adoptar el valor «cierto» de construcción sencillas. El encargado de problema de la parada. Este propone de­ o «falso», ligadas entre sí mediante los traducir esas instrucciones «de alto nivel» terminar, mediante un programa infor­ conectares lógicos de conjunción, disyun­ en órdenes interpretables por la compu­ mático adecuado, si otro programa se ción y negación) ha ofrecido buenas po­ tadora es un programa especial denomi­ detendrá o no ante cualquier posible en­ sibilidades para automatizar el análisis nado compilador. trada; es decir, si se trata de un programa y la verificación de programas gracias al Puesto que los programas informáti­ terminante. Puede demostrarse que, en desarrollo reciente de varias técnicas para cos se escriben en un lenguaje con unas general, este problema carece de solución. resolver el problema de la satisfacibilidad normas de construcción muy precisas, y Por esa razón, decimos que la terminación preposicional, conocido en la jerga infor­ dado que su comportamiento durante ¡a de programas constituye una propiedad mática como SAT. El reto de Hoare fue ejecución está gobernado por regias igual­ indecidible. recogido casi de inmediato por diversos mente precisas, resulta natural emplear la Con todo, lo anterior no ha frenado el investigadores y empresas de desarrollo lógica para deducir cuáles deberían ser desarrollo de técnicas de análisis y verifi­ de software, que desde entonces han tra­ los resultados del programa ante ciertas cación de programas ni los intentos para bajado en él. Entre otras iniciativas actua­ entradas, así como sus propiedades de automatizarlas. En 2003, Tony Hoare, in­ les cabe destacar el proyecto CompCert, ejecución. En principio, un «compilador vestigador de Microsoft Research y pione­ liderado por Xavier Leroy, del Instituto verificador» podría ayudarnos a construir ro en el campo de la verificación de pro­ Nacional de Investigación en Informática un software que garantízaselos requisitos gramas, propuso recuperar la idea, aban­ y Automatización (INRIA) francés. deseados. También podría analizar otro donada en los años setenta, de construir tipo de comportamientos del programa, un compilador verificador como uno de Más allá de la computación como estimar cuánta memoria se necesi­ los grandes retos en informática para los Ochenta años después, latesis de Church- tará para ejecutarlo o proporcionar una próximos años. Dicha propuesta se basa Turing sigue siendo de actualidad por cota superior al tiempo que tardará en en que nada impide aspirar a soluciones diversos motivos. En primer fugar, no llevar a cabo el cómputo solicitado parciales de los problemas de análisis y es aceptada por todos los teóricos de la

Agosto 201S, [nvi'sl¡EacioiiyCientia,es 15 Panorama computación. En este sentido, algunos rico Roger Penrose, de la de Oxford, han tos siguen inspirándonos y son fuente investigadores hablan de «hipercompu- atribuido a algunos sistemas biológi­ constante de nuevos avances en el camino tación» para referirse a aquellos modelos cos, como e! cerebro humano, capacida­ hacia la construcción de un software más de cómputo que estarían más allá de la des de cómputo que excederían a las de robusto y fiable. En un alarde de clari­ MT; una idea que. en ocasiones, ha sido una MT, videncia, Chureh y Turing demostraron objeto de acalorados debates. Como intrépidos exploradores de un saber mucho sobre mi portátil. Pero, además, la tesis de Chureh-Tu - territorio ignoto. Chureh y Turing expan­ ring ha traspasado las fronteras de la dieron el horizonte científico y mostraron —Salvador Lucas informática clásica y ha llamado a las el camino hacia una disciplina sin la cual Departamento de sistemas informáticos puertas de las ciencias naturales; en par­ hoy no entenderíamos el mundo que nos y computación ticular, de la biología y de la física. Algu­ rodea: la informática. Sus descubrimien­ Universidad Politécnica de Valencia nos autores sostienen que los sistemas biológicos obedecen la denominada te ­ sis de ChurchTuring «fuerte», o «física», PARA SABER MÁS según la cual todo proceso físicamente An unsolvable problem of elementary number theory. A. Chureh en American Journal o f Mathematics, vol. 58, realizable deberla ser computable con n,1' 2, págs 345-363, abril de 1936, una MT. Otros, sin ir tan lejos, afirman On computable numbers, with an application to the Entscheidungsproblem. Alan M. Turing en Proceedings que la MT proporciona un modelo ade­ of the London Mathematical Society. vol. 42, n.' 2, págs. 230-265,1936-37. The verifying compilen A grand challengeforcomputing research. Tony Hoare en Journal of the Association cuado para muchos de les procesos que for Computing Machinery, vol. 50, n.°1, págs. 63-69. enero de2003. tienen lugar a nivel celular o subcelular. Finalmente, investigadores como Jack EN NUESTRO AHCHiVO Copeland y Richard Svlvan, de la Uni­ La ciencia después de Alan Turing. VV. AA. Colección Temas de lyC n." 68,2012. versidad de Canterbury, o el físjco teó­

SOSTENIBILIDAD La humanidad consume más agua de la que se creía Según un cálculo reciente que tiene en cuenta la evaporación de los embalses,ya habríamos superado el límite planetario de consumo de agua

F E R N A N D O J A R A M IL L O

a humanidad y todos los ecosiste­ Huella hídriea pluvial de la tierra húmeda y la transpi­ Lmas del planeta dependemos del Para calcular la cantidad de agua que con- rarán, lo que corresponderá a consumo agua dulce para sobrevivir. Los huma­ sumimos suele tenerse en cuenta el agua de agua verde. nos la empleamos para nuestro propio que tomamos de la lluvia, denominada El consumo total de agua (azul y ver­ consumo y aseo, así como para generar agua verde, y la que extraemos de los re­ de) de la humanidad se estimaba hasta energía. También la utilizamos para re­ cursos hídricos superficiales o subterrá­ hace poco en 7709 kilómetros cúbicos al gar los cultivos, ya sean de regadío (con neos (ríos, lagos y acuíferos), denominada año, según los cálculos realizados por Ar­ agua superficial o subterránea) o de seca­ agua azul. jen Y. Hoekstra y Mesfin M. Mekonnen, no (con agua de lluvia), y para dar de be­ El consumo de agua azul y agua ver­ de la Universidad de Twente. Pero, ade­ ber y comer a los animales en los cuales de puede ilustrarse con el ejemplo de un más, a esta cantidad hay que añadirle un basamos nuestra alimentación. sistema de riego que se abastece de un río consumo derivado de la contaminación El consumo de agua ha venido incre­ para suplir de agua a un cultivo de toma­ del agua, denominada agua gris. El valor mentándose gradualmente con el cre­ tes en España. El agua extraída del río, final que se obtiene entonces es la hue­ cimiento de la población y la mayor de­ que corresponde a agua azul, es disper­ lla hídriea, que los mismos autores han manda de alimentos y energía. Distintos sada sobre la tierra del cultivo. La mayor valorado en un total de 9087 kilómetros autores han calculado la cantidad de agua parte de ella será absorbida por las raí­ cúbicos al año. Así pues, la huella hídriea que utilizamos los humanos y se han pre­ ces de las plantas de tomate para crecer de la humanidad equivale a consumir el guntado hasta qué punto estamos agolan­ y será transpirada a través de sus hojas, volumen de agua del mar Báltico en poco do los recursos hídricos del planeta. Los fenómeno conocido como evapotranspi- más de dos años. La mayor parte de este resultados obtenidos son discrepantes. ración; o bien se evaporará directamente consumo (84 por ciento) corresponde al Ahora, un estudio publicado por el autor desde la tierra donde crecen las plantas. sector agrícola y es en su mayoría (87 por en Science el pasado diciembre concluye Se trata de agua azul consumida por la ciento) de aguaverde. Por el contrario, el que ya habríamos superado el límite pla­ actividad agrícola. Pero, si llueve, las plan­ consumo de los hogares no supera el 5 netario sostenible de consumo de agua. tas del cultivo tomarán también el agua por ciento del total de la huella hídriea.

16 INVESTIGACIÓN V CIENCIA, agosto 2016 ISTOCKPHOTO/IRAKHL pregunta solo puede responderse a esca­ a responderse puede solo pregunta tado definir la sostenibilidad del nivel nivel del sostenibilidad la definir tado inten­ han que iniciativas existen debate, estamos explotando. estamos agua de disponibilidad de límite el cuál es comprender necesario es También planetarios, definida en 2009 por Johan por 2009 en definida planetarios, La global. escala a agua del consumo de cas que viven en las fuentes hídricas que hídricas fuentes las en viven que cas acuáti­ especies las soportar pueden que región. o hidrográfica cuenca cada en agua de disponibilidad y consumo entre ellas analizando equilibrio más pequeñas, esta realidad, En futuras? generaciones de las agua elaccesoal o vivos comprometiendo organismos los en irreparables cambios provocando global, sistema del superado Limite planetario más conocida es la teoría de los límites límites los de teoría la es conocida más konnen. Es decir, asciende como mínimo mínimo como Esdecir,asciende konnen. en es humanidad la de hídrica huella la este consumo afectando la estabilidad estabilidad la afectando consumo este ¿está palabras, otras En del total? nivel consumo este es sostenible ¿cuán Pero equivale al volumen del lago Ontario. lago del alvolumen equivale Este año. ai cúbicos 10.700kilómetros a que calculado ha autor el embalses, los incremento en el incremento devalor la huella hídrica Me- Hoekstray por alrior estimado valor supe­ ciento 20 por un menos al realidad a asociado agua de consumo el cuenta en Altener evapotranspiración. pro­ mover la pueden también que local escala a efectos cambios hidroclimáticos se suman de A las plantas. la estos así evapotranspiración incrementa se y circundante ción lavegeta­ para agua de disponibilidad la o consumo, el para agua almacenar y lar publicado por el autor eu eu autor el por publicado asciende notablemente, lo que aumenta aumenta que lo notablemente, asciende freático el nivel artificiales lagos estos de alrededor Además, atmósfera. ia a mente directa­ va parar a que agua, de gran cantidad una evapora se embalses estos de De electricidad. la superficie generar para regu­ para mundo el todo en utilizan se embalses Los subestimado. era o cuenta en tenido sehabía no fecha la hasta que fueran lo bastante elevados, el estudio estudio el elevados, bastante lo fueran agua producirlqs. cuánta para y diario requiere se a alimentos consumimos los que en provienen er ten dónde de deberíamos cuenta concreto, alimen­ en tación; nuestra en bién tam bajo sino ducha, la permanecemos que no tiempo el pensar en solo deberíamos local, escala a agua agua asociado a los embalses, un valor valor un embalses, los a asociado agua mado la atención sobre el consumo de de consumo el sobre atención la mado P or consiguiente, si Queremos ah o rrar rrar o ah Queremos si consiguiente, or Aunque abstractas y no carentes de de carentes no y abstractas Aunque Como si estos valores de consumo no no consumo de valores estos Comosi Science ha lla­ ha las preocupaciones se centran sobre todo todo sobre se centran preocupaciones las habríamos superado los 4000 kilómetros kilómetros los 4000 superado habríamos por azul estimados agua de los consumos Aunque año. ai cúbicos kilómetros 4000 aetmet lbl or o recursos los sobre global calentamiento del y climático cambio del elimpacto eu se si consumo, nuestro de cálculos los a cuanto en existentes discrepancias las lo poco sorprendente Resulta planetario. cúbicos al año de consumo de agua azul. agua de consumo de año al cúbicos ya vegetación, la por evapotranspirada recurso para nuestra supervivencia. Hoy supervivencia. nuestra para recurso dicho de importancia la cuenta en tiene y agua del cicloel sobre conocemos que límite este sobrepasado haber tiene que consecuencias sobre las a la pregunta der agua evaporada de los embalses y de ellosagua embalses evaporada agua el en cuenta cálculos del que autor, tienen con los de acuerdo dicho límite; alcanzan Rockstrom por no HoekstrayMekonnenv de es planeta el en humanidad la para habitables» «condiciones las azul define agua que de consumo de límite el que sistema de la Tierra Tierra la de sistema Los autores de esta teoría establecen establecen teoría esta de autores Los n lnt sn» prJnta Foiey; I Jonathan por sano», planeta un el comprenden que elementos de los uno cada para sostenible límite un contempla cual la colaboradores, sus y Estocolmo, evapotranspiración de la vegetación circundante. En la im agen, em balse de Aldeadávlla de la de Aldeadávlla de balse la a em agen, im la En superficiey su en circundante. produce se que vegetación la de directa evaporación la a evapotranspiración debido bién tam pierde se Rockstrom, del Centro de Residencia de Residencia de Centro del Rockstrom, EL AG U A DE LOS EMBALSES no solo se gasta para el riego a g rícolay el consum o humano; Salamanca. en humano; Ribera, o consum el rícolay g a riego el para gasta se solo no EMBALSES LOS DE A U EL AG nvestigación En la actualidad, no podemos respon­ podemos no actualidad, En la

v C iencia [véase , junio de 20101. de junio «íie de «Límites consumo debe ser una prioridad científica prioridad debe ser consumo una la atención sobre cuál es el efecto directo es el directo efecto cuál sobre atención la desviado ha que lo planeta, del hídricos cimiento como especie.como cimiento cre­ nuestro de límites los conocer para de niveles estos de implicaciones las Enten­ der agua. del natural disponibilidad elciclo sobre y la actividades nuestras de N S ARCHI O La IV crisis H del agua. C Peter R A Roqers O R EST en U N EN The of humanity. footprint water A. Y. Hoekstra A safe operating spacehumanity. J.for Rock­ Límitesde un planetasano. JonathanFoley Local ñow andregulation raise ¡rrigation S Á M ER B SA A R A P Science, y M. M. Mekonnen en en fyC, junio de 2010. de 2008. de 2015. footprint. F. footprint. Jaramilloy G.Destouni en global human consumption water and págs. 3232-3237, febreroNational de 2012. Arademy of Sciences, septiembre de 2009. strom et al. en Nattire. vol. 461, págs. 472-475, Centro de Resiliencia de EstocolmoCentrode Resiliencia Departamento de geografía física Departamento Aot 06 netgcbyini.s 17 InvestigacibnyCiencia.es 2016. .Agosto vol. 350, págs.1248-1251. diciembre Universidad de Estocolmo Universidad — Femando —Femando Jaramilb Proceedings olthe Proceedings USA., lyC, vol. 109, octubre

EL EXITO EVOLUTIVO DE LOS

Hallazgos fósiles recientes revelan que, mucho antes de que un asteroide acabase con la hegemonía de los dinosaurios, los mamíferos ya estaban sentap|¡ ; las bases de su futuro dominio en el planeta j| É | S te p h e n B r iim l ie y Z h e - X i L u o DINOSAURIO PARA CENAR. En China se ha descubierto F un fósil de 130 millones de años perteneciente a un mamífero ancestral, Repenomamus, cuya caja torácica contenía la osamenta de una cría de psitacosáurido. Stephen Brusatte es paleontólogo de la Universidad ce Edimburgo. Su último artículo para Investigación y Cencía trató sobre las causas de la extinción de los dinosaurios.

Zhe-X¡ Luo es paleontólogo de la Universidad de Chicago. Su investigación se centra en la evolución de los primeros mamiíeros.

William Buckland se encaminó a la Sociedad Geológica de Londres. La sala bullía de expectación. Buckland era conocido por sus clases efu­ sivas en la Universidad de Oxford, donde se contaba que, vestido con todas sus galas académicas, hacía circular partes de animales y fósiles entre sus devotos estudiantes. Durante años había corrido el rumor de que atesoraba gigantescos huesos fósiles, descubiertos por picapedre­ ros en las canteras de la campiña inglesa. Después de casi una década de estudio, estaba listo para hacerlo público. Explicó a la audiencia que esos huesos pertenecían a un antiguo animal similar a un lagarto pero mucho mayor que cualquier reptil actual. Lo llamó megalosaurio. La multitud quedó embelesada. Buckland había dado a conocer el primer dinosaurio.

Esa tarde fue un momento primordial para la historia de la último quincenio se han sucedido numerosos descubrimientos ciencia que desató una fascinación aún viva por los dinosaurios. paleontológicos que al fin están permitiendo trazar su evolu­ Pero lo que a menudo se olvida es que ese mismo día Bucklaiid ción. desde las diminutas alimañas que vivían a la sombra del hizo otro anuncio; de dimensiones mucho menores, pero igual megalosaurio hasta el asombroso abanico actual. de revolucionario. Durante el análisis del resto de los fósiles hallados junto al megalosaurio en las canteras, estudió el ha­ INICIOS HUMILDES llazgo «extraordinario» de dos pequeñas fauces de mamífero, Como tantas dinastías, los mamíferos provienen de una crina del tamaño de las mandíbulas de un ratón. Hasta entonces, modesta. En el lenguaje de la ciencia, dentro del árbol de la vida, los eruditos pensaban que los mamíferos eran más recientes y la dase zoológica de los mamíferos engloba a los monotremas que surgieron mucho más tarde en la escala geológica, después (ovíparos), los marsupiales (que acogen a sus crías minúsculas en del ocaso de los lagartos y las salamandras gigantes. Las dos una bolsa) y los placentarios, así como a todos los descendientes minúsculas mandíbulas poseían los caninos característicos de extintos del ancestro común. Los primeros animales cuyo aspecto los mamíferos y constituían el primer indicio de que la historia y comportamiento semejaba el de los mamíferos actuales eran de esta clase era mucho más antigua. un grupo diverso denominado mamaliaformes, un nombre muy Esas fauces planteaban una serie de incógnitas: ¿Cuán anti­ apropiado para designar a los parientes más cercanos de los guos eran los mamíferos? ¿Cómo eran y cómo vivieron durante mamíferos verdaderos. Descendían de los cínodontes, especies el largo dominio de los dinosaurios? ¿Cómo surgieron sus rasgos primitivas que conservaban muchos caracteres reptilianos. (la piel, las glándulas mamarias, el cerebro grande, la dentición Los primeros fósiles de mamaliaformes datan de itace unos compleja y ios sentidos aguzados)? ¿Y por qué un grupo —los pla- 210 millones de años, en el Triásico superior (tardío), un mo­ centarios, caracterizados por dar a luz crias desarrolladas y que mento fascinante de la evolución. Unas decenas de millones de hoy integra más de 5000 especies, desde murciélagos diminutos años antes, la mayoría de las formas de vida había desaparecido hasta ballenas colosales— logró conquistar el planeta? en una extinción masiva provocada por una fase de vulcanismo Casi dos siglos después de la conferencia de Buckland, esas que marcó el ñnal del periodo Pérmico y el inicio del Triásico. preguntas seguían siendo difíciles de responder, dado el escasí­ La mayoría de los anfibios y reptiles gigantes que dominaron simo número de fósiles de esos primeros mamíferos. Pero en el el Pérmico se extinguió y animales de otros grupos aún hoy

E1N SÍNTESIS

Los científicos siempre se han pregunta­ En los últimos 15 años se ha sucedido una serie Los descubrimientos revelan que el origen La súbita desapari­ do cuándo y de qué forma los mamíferos de hallazgos que han brindada información so­ de los mamíferos es mucho más antiguo ción de los dinosau­ llegaron a ser los vertebrados dominan­ bre la diversificación y el éxito del grupo y que de io concebido y que desarrollaron un rios allanó el camino tes. Pero no habían hallado muchos fósi­ aclaran el papel desempeñado por la extinción conjunto de especiaiizacrones durante la a los mamíferos pla­ les al respecto. de los dinosaurios. hegemonía dé los dinosaurios. centarios. PÁGINA5 ANTERIORES: ILUSTRACION DE JAMES GURNEY JAMES DE ILUSTRACION ANTERIORES: PÁGINA5

20 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 --.portantes prosperaron en e¡ vacío que siguió a la hecatombe. pelo. El oído interno había evolucionado rodeándose de hueso 7:-rtugas, lagartos, ranas, cocodrilos, dinosaurios (que con el macizo, que lo dotaba de mayor sensibilidad y lo aislaba de los : -Tipo evolucionaron hasta convertirse en aves) y los antepa­ ruidos provocados por la masticación, gaos mamaiiaformes de los mamíferos actuales iniciaron su A pesar de que los primeros mamaiiaformes del Triásico camino evolutivo en ese momento de crisis. estaban empezando a adquirir las destacables características Algunos de los fósiles mejor conservados de mamaiiaformes de los mamíferos modernos, no constituían la fauna, dominan­ triásicos provienen de !a formación rocosa de] Fleming Fjord, te de la época. Ese puesto lo ostentaban los dinosaurios y los en la costa oriental de Groenlandia. En los años noventa del si­ cocodrilos, que habían empezado a adquirir dimensiones mons­ glo xx se halló en ella una gran cantidad de dientes y mandí­ truosas y ocupaban la cúspide de la pirámide trófica. A pesar bulas diminutas que ayudaron a desentrañar el aspecto de los de su pequeña talla, los protomamíferos la compensaban con antepasados inmediatos de los mamíferos. Con todo, no son su diversidad. Los últimos estudios llevados a cabo por Pamela fósiles fáciles de encontrar. El difunto Farish Jenkins, singular Gilí, de la Universidad de Bristoi, han revelado su sorprendente paleontólogo de la Universidad Harvard, y su intrépido equipe diversidad adaptativa a la alimentación. Gilí y sus colaborado­ peinaron estas rocas congeladas en su búsqueda. Jenkins era tan res han recurrido a los haces del sincrotrón para estudiar los entusiasta y teatral en sus conferencias como Buckland. En sus dientes de los mamaiiaformes y al softxvare de ingeniería para clases de anatomía, dibujaba minuciosos esquemas de esqueletos modelar su función; han demostrado así que las mandíbulas y órganos, siempre enfundado en trajes a medida de factura de los morganucodontes eran lo bastante fuertes para triturar impecable. Antiguo infante de marina, era un jefe intrépido que insectos grandes y de caparazón duro, como los escarabajos. siempre llevaba consigo un rifle para proteger a su equipo de los Mientras que las gráciles mandíbulas y los dientes delicados de osos polares, un peligro constante en esas latitudes. los kuehneotéridos probablemente masticaban gusanos blandos El equipo de Jenkins descubrió fósiles de tres grandes grupos o polillas. Otro análisis realizado por uno de nosotros (Luo) de mamaiiaformes: kuehneotéridos, morganucodontes y harami- muestra que los haramiyidanos podrían cortar y triturar peque­ yidanos. Todos eran menudos, similares a musarañas y ratones, ñas plantas con sus singulares mandíbulas móviles. con rasgos distintivos de los mamíferos. Estaban cubiertos de pelo, que aísla del frío y disipa el calor. La forma de la articula­ LA GRAN EXPLOSIÓN DEL JURÁSICO ción mandibular y el desarrollo de la musculatura masticatoria La idea clásica sobre la evolución de los mamíferos sostiene del cráneo les otorgaron mayor fuerza en la mordedura y mayor que esos protomamíferos no habrían cambiado en decenas de precisión con respecto a los cinodontes. Las cúspides dentales, millones de años, durante gran parte de la era Mesozoica (de 252 sobre todo las de los molares posteriores, eran más aptas para a 66 millones de años atrás, que abarca los períodos Triásico, masticar. Jurásico y Cretácico). Mientras los dinosaurios gozaban de su do­ Los fósiles hallados en Groenlandia y en otros continentes minio, los protomamíferos quedaron relegados a una existencia indican que, en paralelo con las innovaciones de la mandíbula, anodina como pequeños insectívoros de hábitos rastreros, ocultos también se produjo un cambio en el desarrollo dental. Los ci­ entre la espesura y bajo el suelo. Pero los numerosos descubri­ nodontes tenían dientes de crecimiento continuo, que caían y mientos de fósiles en yacimientos de todo el mundo rebaten volvían a salir a lo largo de toda la vida. En cambio, los mama- esta imagen. La adaptabilidad de los primeros mamaiiaformes liaformes tenían nuestro mismo tipo de crecimiento, en el que se convertiría en una constante durante toda la evolución de la dentición de leche es sustituida por la permanente. A pesar los mamíferos, incluido el largo período de coexistencia con los de que los humanos nos quejamos de nuestra peculiar dentición dinosaurios. Esa capacidad de adaptación a los cambios mediante ya que cuando caen los dientes adultos no crecen otros nuevos, la diversificación parece haber sido la clave de su éxito. nuestra forma de desarrollo y sustitución dental está íntima­ En el caso de los primeros mamaiiaformes, sus aguzados sen­ mente ligada con uno de los rasgos distintivos de la biología de tidos y su fina coordinación motriz (sustentados por un cerebro los mamíferos. Los jóvenes desdentados o con dientes de leche más voluminoso), aunados con su metabolismo acelerado, les ha­ pueden nutrirse de la leche materna que segregan las glándulas brían permitido prosperar en el frío y en la oscuridad de la noche. mamarias, que dan nombre al grupo. Por tanto, muy probable­ Y esas mismas facultades les habrían ayudado a sobrevivir cuando mente estos mamaiiaformes alimentaban a sus crías de! mismo se produjo ima nueva catástrofe. El registro geológico muestra modo que los mamíferos actuales. Este importante cambio evo­ que a caballo del TMásico y del Jurásico, hace unos 200 millones lutivo permitió a las crías crecer más rápido y sobrevivir mejor. de años, el supercontinente Pangea se desgarró. La gran activi­ El metabolismo acelerado les permitía ser activos en entornos dad volcánica desatada en torno a las fisuras generadas por la más fríos y, especialmente, en la oscuridad de la noche. separación de los continentes envenenó la atmósfera y provocó el Los primeros mamaiiaformes también muestran indicios de colapso de los ecosistemas. Los mamaiiaformes lograron sobrevi­ otro rasgo clave de los mamíferos, como es una mayor inteligen­ vir al cataclismo y colonizaron nichos ecológicos que resultaron cia y percepción sensorial. En la última década, la aplicación de inaccesibles a muchos otros vertebrados coetáneos. la tomografía computarizada ha permitido a ios paleontólogos Numerosos dinosaurios sobrevivieron a la extinción masiva explorar detalles de la anatomía interna de los huesos fósiles, de finales del Triásico y mantuvieron su dominio durante el como las cavidades cerebrales y las vías nerviosas. Esta técnica Jurásico. Pero, a lo largo de 30 millones de años de ese período, ha puesto de manifiesto que los primeros mamaiiaformes po­ el linaje de los mamíferos experimentó otra explosión evoluti­ seían cerebros enormes en comparación con sus antepasados, va. Gran parte del registro de esa nueva fase de diversificación sin alcanzar el tamaño propio de los mamíferos actuales. Su procede de los miles de fósiles recuperados durante la última cerebro también albergaba grandes bulbos olfativos y regiones década en la formación Tiaojishan, en el noreste de China. Los auditivas, encargados de recibir la información de los sentidos fósiles de estas rocas se hallan en un magnífico estado de con­ del olfato y del oído. También eran más voluminosas las regiones servación e incluyen insectos, dinosaurios emplumados y más responsables de procesar la información táctil de la piel y el de dos docenas de esqueletos de mamíferos, muchos envueltos

Agosto 301ti, InvestígacionyCiencia.es 21 A

— — — — — — — — — HALLAZGOS ■- De la musaraña al hombre

Recientes descubrimientos de fósiles han permitido a los paleontólogos reconstruir la evolución de los mamíferos desde sus humildes ante­ pasados, similares a una musaraña, hasta la extraordinaria variedad actual de la que somos parte. Entre las innovaciones clave que ayudaron a cosechar ese enorme éxito se cuentan cambios en la dentición y en el oído que les permitieron ocupar todo tipo de nichos ecológicos.

Inicios discretos Especialización inicial Los primeros animales de aspecto similar a los mamíferos, Los expertos pensaban que la evolución de los mamíferos permaneció los mamaliaformes, aparecieron sobre la Tierra cuando los estancada hasta la desaparición de los dinosaurios. Pero nuevas prue­ continentes estaban unidos en una sola masa. bas demuestran su adaptación a una amplia gama de tipos de alimen­ tación y locomoción durante el reinado de los reptiles.

El supercontinente Pangea se fragmenta

JURÁSICO INFERIOR JURÁSICO MEDIO JURÁSICO SUPERIOR CRETÁCICO INFERIOR 210 MILLONES DE AÑOS DE ANTIGÜEDAD

Cinodontes, antepasados de los mamíferos La evolución del oído Los huesos del oído medio (en color) Morganucodon de los primeros mamaliaformes Morganucodontes eran similares a los de los anodon­ tes (precursores reptilianos de los Kuehneotéridos mamíferos) y formaban parte de la 14 CENTÍMETROS mandíbula. (LONGITUD ESTIMADA) Mamalial Haramiyidanos

Castorocauda

Agilodocodon

Docofosso r

Monotremas

Primeros '■ mamaliaformes Fruitafossor

Volatocotheríum Mamíferos Triconodontos Repenomamus

Gondwanaterios

Multituberculados

Rugosodon

Simetrodontos

Sinodelphys

Métatenos Eomaia

Euterios

Repenomamus 105 CM

La evolución de los dientes Los mamíferos ancestrales tenían molares de tres cúspides denominados triconodontos, cuya cúspide principal está flanqueada por otro par más pequeño y dispuesto en fila, muy parecidos a los de sus antepasados cinodontes.

2 2 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 20L6 El auge de los mamíferos El fin de lo antiguo La aparición de las plantas con flores favoreció la evolu­ Si bien los mamíferos habían logrado éxitos notables ción de los mamíferos terios, el grupo que engloba a los en la época de los dinosaurios, la extinción de estos propició marsupialesy los placentarios, los cuales dan a luz crías la espectacular diversrficación de los placentarios, dispuestos desarrolladas. a ocupar los nichos vacantes.

EXTINCIÓN DE LOS DINOSAURIOS

CRETÁCICO SUPERIOR CENOZOICO 100 90 80 70 66 60 50 40

Los huesos del oído medio de los pr En los terios modernos los huese- meros terios habían empezado a cillos del oído medio completaron encoger y a separarse de la man­ su separación de la mandíbula díbula, dotando a su poseedor de hasta formar el martillo (verde), un oído más agudo, adecuado para el yunque (ro jo ) y el estribo (ama­ localizara las presas y evitara los rillo ), además del soporte óseo depredadores. para el tímpano (azul).

Mamíferos actuales

Monotremas

> Vintana

Maotheríum 16 CM Marsupiales (diseño) Placentarios

Las pequeñas cúspides se des­ En los molares tribosfénicos, las plazaron hada la lengua en cúspides de las piezas superiores los mofares inferiores y hacia encajan con las fosetas de las piezas la mejilla en los molares supe­ inferiores, creando una estructura riores formando los dientes similar a un mortero que permite denominados simetrodontos. triturar alimentos de lo más variado. APRIL NEANDER (íocofistrucciones): 5W INfOGRAPHICS INfOGRAPHICS 5W (íocofistrucciones): NEANDER APRIL

Agosto 2016. InvestigacionyCiencia.es 23 por halos de pelo. Hace 160 millones de años, todos vivían en En realidad, muchos mamíferos del Jurásico que hemos lagos y bosques situados en el radio de alcance de las erupcio­ descrito pertenecen a linajes extintos, situados en un punto nes volcánicas, que causaron su muerte y su enterramiento sin intermedio entre los monotremas y los terios. Pero son esen­ putrefacción. ciales para entender el origen de los mamíferos actuales, pues Los estudios de Luo y otros investigadores con estos mamí­ nos revelan la morfología de sus antepasados. Estos linajes con­ feros fósiles de China, entre ellos los de Jin Meng, del Museo vivieron con los ancestros de los mamíferos actuales durante Americano de Historia Natural de Nueva York, revelan una no­ el Jurásico y más tarde en el Cretácico, antes de desaparecer. table variedad de formas corporales que abrió la puerta a la Y en esa explosión evolutiva adoptaron los mismos hábitos de ocupación de multitud de nichos ecológicos. Castorocauda. un alimentación y locomoción, en convergencia con los ancestros marnaliaforme que sobrevivió hasta época tardía, era de! tamaño de los mamíferos actuales. Así, los paleontólogos pueden desen­ de un perrito de las praderas, con manos y pies palmeados y cola trañar por qué algunos de esos animales tan especializados no aplanada como la de un castor. Es el mamífero más antiguo que sobrevivieron hasta épocas modernas. se conoce con adaptaciones a la natación. Docofossor excavaba galerías gracias a sus manos con garras en forma de pala y sus UNA NUEVA FUENTE DE AUMENTO dedos anchos con la articulación fusionada, a semejanza de A inicios del Cretácico, hace unos 145 millones de años, la morfo­ los actuales topos dorados africanos. Agilodocodon era capaz logía básica de los mamíferos ya estaba consolidada. El cerebro de trepar ágilmente a los árboles y chupar su savia después de voluminoso y el rápido crecimiento siguieron siendo rasgos clave roer la corteza con sus dientes en forma de pala. Quizás el más de la clase. Pero un nuevo cambio evolutivo en apariencia secun­ extraño de todos sea Volaticotherium, cuyo aspecto recordaría al dario vino a sumarse: la aparición de los molares tribosfénicos, de una ardilla voladora cuando planeaba entre las ramas gracias en los que las cúspides de las piezas dentales superiores encajan con las fosetas de las piezas inferiores y permiten triturar la comida como un mortero. Esta disposición de la dentición abrió un abanico de formas de alimentación a los mamíferos. Gracias a esa versátil dentición, los mamíferos terios ini­ ciaron un proceso de diversificación. Los linajes que acabarían engendrando a los grandes grupos actuales —los euterios que evolucionaron en los placentarios y los metaterios que se con­ vertirían en los marsupiales— tomaron derroteros distintos. En China se han hallado restos de los miembros más antiguos y primitivos de ambos linajes, donde vivieron hace más de 125 millones de años, escondidos en el sotobosque entre los pies de los dinosaurios con plumas. Los primeros terios surgieron al inicio del Cretácico, pero su momento álgido llegaría más tarde. Pocos y menudos, raramente superaban la talla de un jerbo. Durante los primeros 30 millones de años del Cretácico, mamíferos más primitivos de los grupos EL FÓSIL de este pequeño mamífero arborícola hallado en China, de los triconodontos y simetrodontos ocuparon una posición Agilodocodon scansorius, de 165 m illones de años, demuestra que las más preeminente, un estatus heredado del Jurásico. Algunos adaptaciones a la vida arbórea surgieron antes de lo que se pensaba. integrantes de ambos grupos fueron los mayores mamíferos del Mesozoico, como Repenomamus, que alcanzaba el metro de largo, pesaba una quincena de kilos y tenía el aspecto de un glotón. a una membrana que se extendía entre sus miembros anteriores Hallado en rocas del Cretácico inferior de China, su estómago y posteriores. Estos especialistas no solo se han hallado en China. fosilizado contenía huesos de dinosaurios pequeños. Luo y John Wible, del Museo Carnegie de Historia Natural, en Entonces ocurrió algo inesperado, un acontecimiento que Pittsburgh, han descrito en Colorado el fósil de Fruitafossor, cambiaría el curso de la historia de los mamíferos. Surgió un nue­ un excavador mirmecófago. De alguna forma, en todos estos vo tipo de plantas, las angiospermas: los arbustos y árboles con nuevos fósiles de mamíferos del Jurásico se aprecian casi todas flores y frutos que constituyen el grueso de la flora actual y que las morfologías propias de los pequeños mamíferos actuales. nos brindan la mayor parte de nuestros alimentos básicos y de­ Durante el Jurásico medio, hace entre 174 y 164 millones coran nuestros jardines. A mitad del Cretácico, las angiospermas de años, el número de mamíferos se multiplicó por doquier. colonizaron los ecosistemas de todo el planeta y proporcionaron Roger Cióse, actualmente en la Universidad de Birmingham. nuevas fuentes de alimentos a los mamíferos: las frutas y las ha realizado un estudio estadístico sobre las características es­ flores, asi como los insectos que se nutrían de ellas. La capacidad queléticas en un linaje para calcular el ritmo de cambio anató­ de corte y trituración de los molares tribosfénicos dotó a los mico a largo del tiempo. Su análisis revela que las especies del terios de la herramienta idónea para ingerirlos. Y prosperaron. Jurásico evolucionaron mucho más rápido que sus antepasados Mientras tanto, los mamíferos de dentición más primitiva, como mamaliaformes del Triásico, hasta dos veces más. Este ritmo el cazador de dinosaurios Repenomamus, cayeron en declive y acelerado creó las bases de la división del árbol de los mamíferos no sobrevivieron al Cretácico. actuales: los linajes que conducen a los monotremas (ovíparos) Con todo, el aumento de las opciones de alimentación no y a ios terios modernos (el grupo mayoritario, integrado por garantizaba el éxito de los terios. Se estaba fraguando una lucha marsupiales y placentarios) se separaron como si fuesen dos por la subsistencia. Mientras que algunos terios se volvieron hermanos que deciden emanciparse por separado para engen­ insectívoros a mitad o a finales del Cretácico, otros grupos pri­

drar su descendencia. mitivos desarrollaron denticiones más complejas adaptadas al LlO DE2HE-XI tSfA CORI

2 4 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 corte y la trituración de las nuevas angiospermas. Los conti­ Los estudios del llamado reloj molecular permiten calcular, a nentes boreales fueron colonizados por animales similares alas partir de las diferencias de ADN entre las especies actuales, en ratas con dentición multituberculada e incisivos prominentes. qué momento se separaron unas de otras. Tales estudios indi­ A pesar de su apariencia, no eran parientes cercanos de los roe­ can que el ancestro común de los plaeentarios convivió con dores, sino que habían convergido en su anatomía por consumir los dinosaurios cretácicos. Pero solo después de su extinción, a alimentos similares. Estudios recientes de Gregory Wilson. de finales de ese período, pudieron diversificarse y dividirse para la Universidad de Washington, y David M. Grossniekle, de la dar lugar a ia mayor parte de los grupos actuales, desde los Universidad de Chicago, basados en la aplicación de complejos roedores a los primates. La razón del cambio es clara. Con Tyran­ métodos estadísticos a una gran base de datos con medidas nosaurus, Triceratops y otros dinosaurios fuera de combate, los de fósiles, han demostrado que los multituberculados estaban plaeentarios tuvieron vía libre y, de nuevo, evolucionaron con prosperando en las postrimerías del Cretácico. En paralelo con rapidez para llenar los nichos ecológicos vacantes. la propagación de las angiospermas surgieron numerosas espe­ Que la muerte de los dinosaurios fue fundamental para los cies de multituberculados, algunas de gran talla y armadas de mamíferos no es una idea nueva en absoluto. Pero ahora enten­ molares muy intrincados. demos mejor el papel exacto que desempeñó y, sobre lodo, cuál En los continentes del hemisferio sur también vivieron al­ fue la chispa que encendió la revolución de los plaeentarios. gunos competidores de los terios. Los paleontólogos saben muy Como todas las revoluciones, todo sucedió muy rápido, en escasos poco acerca de los mamíferos australes del Cretácico superior, miles de años; un instante en la escala geológica. Uno de noso­ pero algunos hallazgos recientes sugieren que un grupo extraño tros (Erusatte) ha emprendido numerosas expediciones a Nuevo estaba prosperando: los gondwanaterios, que a pesar de su nom­ México para conocer mejor ese momento crítico de la evolución, bre no eran verdaderos terios. Durante décadas, el único rastro de qué forma los mamíferos pudieron sobrevivir a la catástro­ sobre estos misteriosos mamíferos consistió en dientes sueltos: fe y cómo su alimentación y sus costumbres los ayudaron en unos molares de corona alta que crecían toda la vida y similares ese mundo apocalíptico. En los terrenos áridos de la Formación a los dientes de los caballos y las vacas, sumamente útiles para Nacimiento existe el mejor registro del mundo para averiguar triturar vegetales tenaces. En 2014, un equipo dirigido por David cómo prosperaron los mamíferos después de la extinción de los Krause, de la Universidad Stony Brook, dio a conocer el primer dinosaurios. El compañero de Erusatte, Thomas Williamson del cráneo de un gondwanaterio perteneciente a la nueva especie Museo de Historia Natural y Ciencia de Nuevo México, ha esta­ Vintana, que vivió en Madagascar a finales del Cretácico. Era do recorriendo estas rocas durante más de 25 años y ha recogido similar a un castor y posiblemente se alimentaba de las primeras miles de fósiles que, gracias a su memoria fotográfica, puede herbáceas que surgieron en ese período. recordar con todo detalle uno por uno. Los fósiles consisten en mandíbulas y dientes de numerosas especies de mamífero que LA CATÁSTROFE CREA LA OPORTUNIDAD van desde insectívoros del tamaño de una musaraña hasta de­ En las postrimerías del Cretácico, hace unos 66 millones de predadores con dientes de sable y herbívoros de la talla de una años, los mamíferos gozaban de una buena situación. Habían vaca. Vivieron apenas 500.000 años después del impacto del prosperado desde sus inicios en el Triásico, y numerosos terios asteroide, una prueba de la rapidez con la que los plaeentarios insectívoros, multituberculados y gondwanaterios herbívo­ conquistaron el planeta, cuando tuvieron la oportunidad. ros habían hallado su lugar en la cadena trófica que coronaban Gracias a su éxito estamos aquí para contarlo. Entre los pla- los grandes dinosaurios, entre ellos Tyrannosaurus. No obs­ centarios descubiertos por Williamson en Nuevo México se halla tante. aún debían conformarse con habitar el sotobosque, sin el esqueleto de un animal del tamaño de un cachorro, llamado posibilidad de ocupar nuevos hábitats. Torrejonia. con extremidades alargadas y dedos muy largos. Pero su suerte, como la de tantos otros, cambió de repente Vivió hace unos 63 millones de años, pero cuando observamos cuando un asteroide caído del cielo desencadenó una oleada de su esbeltez podemos imaginar cómo saltaba de árbol en árbol incendios forestales, terremotos, maremotos y erupciones que y se sujetaba a las ramas con los finos dedos de los pies. Es uno modificó la faz del planeta en cuestión de días o semanas. Los de los primates más antiguos, un lejano primo nuestro. Hubie­ dinosaurios no soportaron el cataclismo y el cambio climático ron de transcurrir 60 millones de años para que la evolución y ambiental desatado por el impacto. Y de esta forma, las ma­ transformase esos pequeños protoprimates en simios bípedos jestuosas criaturas que habían reinado durante más de 150 mi­ y dotados de filosofía. Pero eso es otro capítulo de la evolución llones de años quedaron condenadas a la extinción. de los mamíferos, un viaje que ahora dura 200 millones de años La mortandad también diezmó a los mamíferos. Hay prue­ y que sigue su curso. IB bas de su declive gracias al programa intensivo de excavacio­ nes dirigido inicialroente por William Clemens, de la Univer­ sidad de California en Berkeley. v ahora por Wilson. Durante Pa r a s a b e r m á s cinco décadas se han recopilado meticulosamente fósiles en rocas de Montana que abarcan el momento de la extinción. The origin and early evolution of Metatherian mammals: The Cretaceous record. Thomas E. Williamson. Stephen L. Brusattey Gregory P. Wilson en Los resultados muestran que la mayoría de los mamíferos más ZooKeys, art 465. Publicado Online, 17 de diciembre de 2014. grandes y más especializados en su dieta desaparecieron con An arboreal Docodont from the Jurassic and mammaliaform ecological los dinosaurios. Los metaterios, surgidos durante el Cretácico diversification. Oing-Jin Meng et al. en Science, vol. 347. págs. 764-768,13 de superior, se extinguieron casi por completo. De no ser por un febrero de 2015. puñado de supervivientes, sus descendientes, los canguros y los EN NUESTRO ARCHIVO koalas de Australia, no habrían existido jamás. Los primeros mamíferos plaeentarios. Mauneen A. O’Leary en lyC, enero de 2015. Entre los que consiguieron sobrevivir a la crisis también ¿Qué causó la extinción de los dinosaurios? Stephen Brusatte en lyC, febrero se hallaban algunos de los primeros plaeentarios, que como de 2016. nosotros dan a luz crías en un avanzado estado de desarrollo.

Agosto 2016. InvestisacionyCicncia.es 25 ASTROFÍSICA

u p e r a ovas EXTRAÑAS Cada año, miles ele estrellas explotan en una desconcertante variedad de formas. Los astrónomos quieren saber qué las hace estallar Daniel Rasen /

ADA SEGUNDO, UNA CATÁSTROFE ESTELAR DESTRUYE UN SOL en algún lugar del universo observable. Sucede cuan­ do una estrella pulsa, choca, se convierte en un agu­ jero negro o explota en forma de supernova. Este as­ pecto dinámico del universo, oculto tras la aparente calma del cielo nocturno, ha pasado hace poco a ocu­ par un lugar prominente en la investigación astro­ nómica. Durante casi un siglo, hemos intentado averiguar lo ocurrido Cdurante miles de millones de años de evolución cósmica. Sin embargo, solo en fecha reciente hemos empezado a analizar los acontecimientos celestes en una escala temporal de días y horas. Gracias a ello, estamos asistiendo a la inestable vida y explosiva muerte de numerosas estrellas.

26 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 SIMULACIÓN DE UNASUPERNOVA: En este ejemplo, el estallido de una estrella está causado por la ingente cantidad de energía magnética que arroja una estrella de neutrones (c e n tro ) que gira muy rápidamente sobre sí misma.

Agosto 2016, lnvestigacionyCicncia.es 27 Daniel Kasen es un astrofísico de la Universidad de California en Berkeley y dei Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley. Su investigación se centra en desarrollar modelos teóricos e informáticos para explicar los múltiples tipos de explosiones estelares del universo.

Aunque hasta ahora nos faltaban las herramientas para es­ el cosmos eran los más ligeros; en su mayoría, hidrógeno y helio. tudiar en detalle estos fenómenos, las pruebas de la transitorie- El resto de los elementos químicos (como el calcio de nuestros dad del universo existen desde hace tiempo: al menos, desde huesos o el hierro de nuestra sangre) fueron sintetizados mi­ el año 1006, fecha en que astrónomos chinos observaron una llones de años más tarde en los procesos de fusión nuclear que «estrella invitada» que se hizo perceptible a simple vista durante tienen lugar en el corazón de las estrellas y, luego, dispersados unas semanas para luego desaparecer. Tycho Brahe registró tm por explosiones estelares. Hasta ahora se pensaba que las super- evento similar en 1572,.al igual que hiciera Johannes Kepler unos novas corrientes crearon los elementos más pesados de la tabla treinta años más tarde. Hoy sabemos que aquellas apariciones periódica, pero el descubrimiento de tantos estallidos anómalos fueron explosiones de supernova. En su pico de intensidad, estos parece indicar que las diferentes casillas de la tabla podrían estallidos estelares pueden brillar más que mil millones de soles. haber tenido orígenes distintos. Mediante la observación de Pero, dado que la mayoría se encuentran a enormes distancias, las un gran número de supemovas diferentes, estamos cada vez vemos como tenues puntos de luz, que pueden pasar fácilmente más cerca de entender cómo un variado surtido de explosiones inadvertidos en la inmensidad del cielo. estelares pudo haber contribuido a la mezcla de elementos que La tecnología moderna está revolucionando el estudio del componen nuestro planeta y los seres vivos. universo dinámico. Hoy los telescopios son robóticos y están equipados con cámaras digitales de alta resolución que envían CATÁSTROFE ESTELAR sus datos a programas de procesamiento de imágenes y reco­ Para entender cuán extrañas son algunas de las supemovas que nocimiento de patrones. Los aparatos observan regularmente estamos descubriendo, consideremos primero una supernova grandes franjas del cielo, con su mirada digital atenta a lo que típica, que en sí misma es ya un fenómeno extraordinario. Una acecha en la noche. A lo largo de los últimos diez años, estos estrella es una especie de reactor nuclear estable: una enorme nuevos medios nos han permitido descubrir miles de explosio­ bola de plasma que se mantiene unida por la gravedad y que es nes estelares al año: cada semana encontramos tantas nuevas sustentada por la fusión nuclear que tiene lugar en su núcleo. supemovas como todas las que se vieron en el siglo xx. El calor liberado en la fusión genera una presión hacia fuera Pero no solo estamos coleccionando más supemovas; tam­ que contrarresta la gravedad. Una supernova estalla cuando, bién estamos descubriendo nuevas clases de explosiones este­ en ese equilibrio de fuerzas, aparece alguna inestabilidad: la lares. Algunas son sumamente brillantes, 100 veces más que las arrolladora victoria de la gravedad sóbre la combustión nuclear, supemovas corrientes, pero otras son 100 veces más tenues. Las o viceversa. hay que exhiben un intenso color rojo y las hay que brillan en El tipo más común de supernova se produce en estrellas de el ultravioleta. Algunas resplandecen durante años y otras se tamaño moderado, unas diez veces más masivas que el Sol o algo apagan en pocos días. Las muertes estelares están resultando mayores. Estos astros viven durante millones de años, durante muchísimo más diversas de lo que pensábamos. los cuales fusionan continuamente hidrógeno para formar ele­ Los astrónomos todavía están tratando de entender qué mentos cada vez más pesados. Una vez que han convertido su provoca estas singulares explosiones. Parece evidente que nos interior en hierro —un elemento que básicamente es «ceniza están diciendo algo importante sobre la vida y lá muerte de las nuclear»—, la fusión no puede continuar. Sin esta presión hacia estrellas, así como sobre las leyes físicas en condiciones extremas fuera, el núcleo más interno de la estrella colapsa por su propio de temperatura, densidad y gravedad. Mediante el estudio de peso y comprime su volumen un millón de veces. Se transforma este variopinto «zoo» de supemovas, esperamos descubrir por así en una estrella de neutrones: una perla ultradensa que reúne qué las estrellas se desmoronan hasta convertirse en remanentes una masa superior a la del Sol en una región de pocos kilómetros estelares muertos, como agujeros negros. de diámetro. La enorme energía liberada en esta caída libre hace Las supemovas también pueden enseñarnos algo sobre nues­ estallar al resto de la estrella. tro propio origen. Justo después de la gran explosión con la que Para tener una idea de la energía implicada en una super­ comenzó el universo, los únicos núcleos atómicos existentes en nova típica, imaginemos que el Sol hubiese quemado en unos

ES M M lLSlv

La llegada de telescopios automatizados que barren rápidamente Los expertos han elaborado varias teorías sobre Las observaciones futuras deberían el cielo ha revelado la existencia de una gran cantidad de super- qué tipo de estrellas podrían dar lugar a estos ayudar a responder varias preguntas novas poco comunes. Entre ellas hay algunas cien veces más sucesos anómalos y sobre su papel en la síntesis fundamentales sobre cómo viven y brillantes de lo normal, pero también otras mucho más tenues y de los elementos químicos pesados presentes en mueren las estrellas y sobre cómo que apenas llegan a estallar. el planeta y nuestro organismo. afecta todo ello a la vida en la Tierra. PÁGINAS AN [ERI0RE5: CORTESÍA DE PHILIPP MOESTA. UNIVERSIDAD DE CALIFORNIA EN BERKELEY EN CALIFORNIA DE UNIVERSIDAD MOESTA. PHILIPP DE CORTESÍA [ERI0RE5: AN PÁGINAS

28 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 201S CORTESÍA DE FKANCOIS FOUCART. LABORATORIO NACIONAL LAYFRENCE EN BERKEEEYY UNIVERSIDAD DE CALIFORNIA EN BERKELEY form a de cola (3) y el resto resto el (3) y cola de a form Tras unas pocas semanas, las cenizas solares se extenderían por por se extenderían solares las cenizas semanas, pocas Trasunas de nube la minutos, pocos unos En planeta. del vida la toda vos expulsados a 30 millones de hora, un pequeño por kilómetros agujero del gravedad la quí A menos supernovas explicar algunas podría que eno fenóm unen se cuando lugar tiene que cree se que al ilar sim es proceso El negro. agujero de estrella una de fusión se volvería translúcida, y la luz que estaba confinada en su in­ su en confinada estaba que luz y la escombros de translúcida, nube volvería se la momento ese En solar. sistema el todo y Saturno. a Júpiter se tragaría la después, y, día Tierra engu­ lliría un nube la horas, vecesunas 1000 de Sol.el Al cabo que unas brillante haría más se y tamaño su doblaría solares restos con acabarían que X rayos intensos de destello breve un sena luz.la de velocidad la de porcentaje silicio,radiactivos como calcioisótopos e y hierro, sintetizados, neutrones. de estrella (4). negro agujero al envuelve en expulsada es materia la de de estrella la a deform negro neutrones, de estrellas dos un y (verde) neutrones C a una supernova. Pero, si lo hiciera, la primera señal la Pero,en señal Tierra si supernova. a lo una primera hiciera, la radiacti­ ceniza y de residuos nube una en y se estalla convierte estrella la minutos, de cuestión En y titanio. cobalto níquel, de recién pesados elementos de revoltijo un paso su a deja que losde se de de encima eleva grados la 2500 estrella por millones Hans nóbel premio del propia honor (en su foe. o un física: bethe por unidad cuantificada viene energía de cantidad enorme la toda casi engulle negro (1y neutrones al. norm lo de luminosas Celsius. Se produce entonces una onda expansiva supersónica supersónica expansiva onda una entonces Celsius.Seproduce interior temperatura la supernova, una explota Bethe). Cuando Esa años. de millones 10.000 de más durante brille que para suficientes de hidrógeno, originales sus reservas segundos todas agujero el instancia, a últim En la recrea ulación sim Esta II ESTELAR: N LISIÓ O Por fortuna, el Sol es demasiado pequeño y nunca dará lugar lugar dará y nunca el Solpequeño Por fortuna, es demasiado ). 2 Parte Parte d ría explicar la mayor parte o la total idad de las ultranovas que o de ultranovas total la las idad d parte la mayor explicar ría de tipo qué averiguar para historia la reconstruir de tratamos supernovas corrientes. Aunque nadie sabe a ciencia cierta por por cierta ciencia a sabe nadie Aunque corrientes. supernovas explo­ de tipo haya Este luz observable. su el universo todo casi que de atravesado después aun verse pueden y descubiertas, las que luminosas más veces 100 de más hiperenergéticas, qué brillan tanto, hay tres teorías principales. Una de ellas po-ellas de Una principales. teorías tres hay tanto, brillan qué mil cada por una haya quizás frecuentes: muy poco son siones estalli­ jamás Estos y distantes más brillantes las supernovas «ultranovas». dos constituyen denominaré que las a corrientes, qué. y por destruida fue estrella de ellas cenizas,examen Mediante o, más ocasiones,tiempo. en y era tal como estrella la de podemos de archivo imagen una ocasiones raras desenterrar en solo y supernova, una de yosX máxima luminosidad una alcanzando raudales, a saldría terior mente, tal vez las más impresionantes sean unas explosiones explosiones unas sean impresionantes más las vez tal reciente­ mente, descubiertas raras supernovas de colección la Entre semanas unas restos de en radiactivos expansión, que brilla durante nube enorme la secuelas: las Solemosver estallar. de antes soles. de millones mil de la a equivalente Los astrónomos casi nunca captamos la breve ráfaga de ra­ de ráfaga la breve captamos nunca casi astrónomos Los LANTES E T N ILLA R B E T N E M A Ñ A R T X E gso21.lvsiainCecae 29 lnvestigacionyCiencia.es 2016. Agosto observamos, si bien parece más probable que las tres situaciones SN2009ip. se apagó en unas pocas semanas y fue olvidada casi tengan lugar con cierta frecuencia, por completo. Un año después, y para sorpresa de todos, se SUPERNOVAS DE PARES d e PARTÍCULAS. Como es natural, observó otra «supernova» tenue justo en el mismo lugar. Al pa­ muchos tratan de asociar las ultranovas con estrellas de una recer, la estrella aún no estaba muerta. En 2012 se rio un tercer masa extremadamente grande. La teoría parece indicar que tales estallido y, un mes más farde, otro muy luminoso. estrellas son en realidad objetos bastante delicados y propensos Algunos científicos creen que el penúltimo brote supuso la a padecer diversas inestabilidades. En particular, las estrellas verdadera muerte de la estrella, mientras que el último, más con masas comprendidas entre las 150 y las 250 masas solares luminoso, se debió al impacto de la nube de restos de la su­ pueden alcanzar en su centro temperaturas tan elevadas que pernova contra el material expulsado en los estertores previos. bastan para generar un aluvión de pares de partículas de materia Otros piensan que la estrella todavía está viva y continuará en­ y antimateria (concretamente, electrones y positrones). Producir treteniéndonos con más estallidos. Pasarán algunos años hasta estas partículas requiere energía, lo que reduce la presión de que se aclare este asunto, pero por el momento hemos visto el la estrella liada el exterior y hace que su núcleo, todavía lleno tipo de inestabilidad violenta que creemos que constituye el de combustible nuclear, se derrumbe. De ocurrir algo así, el final de la vida de algunas estrellas de gran masa. resultado sería desastroso. La compresión del núcleo aceleraría SUPERNOVAS MAGNÉTICAS. Por último, una hipótesis al­ !a fusión nuclear hasta dejarla fuera de control y consumir casi ternativa argumenta que el brillo excesivo de las ultranovas no todo el material. La repentina liberación de energía, que podría tiene tanto que ver con una masa extrema como con una rota­ llegar a alcanzar los 100 bethes, invertiría el colapso y haría que ción muy rápida. Las estrellas con una masa inicial de 10 masas la estrella estallase por completo. No quedaría nada. solares muy probablemente producen supernovas corrientes en Estas explosiones nucleares, las más gigantescas de todas, las que se forma una estrella de neutrones. Si una estrella de esa producirían nubes de residuos 1000 veces más radiactivas que masa rota muy deprisa antes del colapso, este podría hacer que las de las supernovas corrientes. Se cree que sus nubes son ia estrella de neutrones resultante girara a enormes velocidades, extraordinariamente masivas y opacas, por lo que la luz tar­ como cuando un patinador artístico repliega sus brazos para daría un año o más en difundirse. Por tanto, esperamos que ci acelerar. En principio, una estrella de neutrones puede dar hasta período que sigue a estas explosiones quede caracterizado por 1000 vueltas por segundo (si girase mucho más deprisa, las fuer­ un intenso brillo de muy larga duración. Algunas de las ultra- zas centrífugas la destrozarían). La energía cinética almacenada novas descubiertas hace poco revisten justo esas propiedades, en una peonza tan masiva es enorme: hasta 10 bethes. lo que ha llevado a algunos astrónomos a afirmar que hemos ¿Cómo puede aprovecharse esta energía de rotación para sido testigos del asesinato de una estrella gigante por parte alimentar una ultranova? Las estrellas de neutrones generan de una plaga de pares de partículas microscópicas. Otros, sin enormes campos magnéticos, los cuales pueden transportar la embargo, defienden que hay teorías alternativas que explican energía. Para entender cómo, imaginemos que hacemos girar un mejor los datos. Esperamos que las futuras observaciones de imán de nevera en la palma de la mano. Eso retuerce el campo estos eventos brillantes y duraderos revelen mejor la compo­ magnético que lo rodea: aunque no podamos verlo ni sentirlo, sición y la velocidad de la nube de restos estelares y nos digan una parte de la energía que hemos invertido es transportada al si esta clase de situación se da realmente. espacio en forma de perturbaciones magnéticas. Creemos que el SUPERNOVAS DE FALSA ALARMA. Una idea alternativa para mismo proceso ocurre, a una escala mucho mayor, alrededor de explicar las ultranovas propone que estas explosiones se origi­ las estrellas de neutrones. Un ejemplo visualmente fascinante lo narían en estrellas con una masa algo menor, entre las 70 y las hallamos en la nebulosa del Cangrejo, los restos de una supernova 150 masas solares. Se cree que estas estrellas están sujetas a observada por astrónomos chinos en el año 1054. Hoy, la luz que inestabilidades similares a las de sus hermanas de mayor masa, nos llega de la nebulosa se debe a la rotación de una estrella de pero con consecuencias no tan graves. Tras empezar a desmoro­ neutrones, la cual genera un remolino de plasma magnetizado. narse y tras acelerarse su combustión, podrían reponerse, vol­ A lo largo de mil años, ese campo magnético retorcido ha ido ver a expandirse y frenar las reacciones nucleares antes de que extrayendo energía rotacional de la estrella y ha calentado el gas queden fuera de control. Gracias a ello, seguirían viviendo el día circundante, propiciando así el hermoso espectáculo. después. Al recobrar su estabilidad, sin embargo, es probable Hace unos cinco años, junto con mi colaborador Lars Bild- que se desprendan de una buena parte de sus capas exteriores. sten, de la Universidad de California en Santa Bárbara, suge­ Se produciría así una «supernova impostora»: un estallido que rimos que una versión potenciada del dicho proceso podría parece una supernova tenue, pero que, en realidad, no es más explicar la gran luminosidad de las ultranovas. La estrella de que una experiencia cercana a la muerte. neutrones tendría que albergar campos magnéticos entre 100 Las estrellas que se encuentran en este intervalo de masas y 1000 veces más intensos que los de la nebulosa del Cangrejo pueden atravesar por varios de estos trances, perdiendo un poco y girar a una velocidad cercana al límite a partir del cual el más de materia cada vez hasta que finalmente agotan su com­ astro se rompería. Una estrella así podría liberar casi toda su bustible nuclear y explotan como supernovas comentes. Cuando energía de rotación en un mes. De esa forma, la nube de restos una de ellas muere, expulsa sus restos a un medio contaminado de la supernova brillaría con una intensidad un millón de veces con capas de material expulsado en estallidos anteriores. El mayor que la de la nebulosa del Cangrejo. A pesar de que tales violento choque de la nube de restos de la supernova con estas cifras parecen extremas, ya hemos observado algunas estrellas de capas generaría un intenso brillo, lo que podría explicar algunas neutrones con campos magnéticos equiparables (aunque todavía de las ultranovas. ninguna en la fase de supernova): se denominan magnetares, y Varios sondeos automatizados han registrado hace poco los albergan los campos magnéticos más intensos que se conocen frenéticos últimos años de vida de una estrella masiva. F.n 2009, en el universo. Por tanto, puede que, en ocasiones, las ultranovas los astrónomos detectaron lo que parecía ser una supernova señalen el nacimiento y el rápido frenado de la rotación de un bastante común, aunque ligeramente tenue. Bautizada como magnetar que gira a gran velocidad.

3 0 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 201(5 HIPÓTESIS Proliferación de supernovas

Las supernovas, explosiones que señalan la muerte de una tes de lo habitual, así como la de otras 100 veces más tenues. estrella, han resultado ser mucho más diversas de lo que se Se han propuesto varias teorías para explicar qué clase de pensaba. Algunas observaciones recientes han puesto de estrellas y situaciones dan lugar a algunos de estos exóticos manifiesto la existencia de supernovas 100 veces más brillan­ estallidos estelares.

Corriente Colisión entre Magnetar Falsa alarma Pares de partículas Colapso completo En una supernova estrellas de El colapso de una Una estrella puede Las altas temperaturas Las estrellas de mayor típica, el núcleo de una neutrones estrella que gira rápi­ empezar a explotar del núcleo de una estre­ masa pueden pro­ estrella al menos 10 Se piensa que el choque damente puede pro­ como supernova, recu­ lla muy masiva pueden ducir una especie de veces más masiva que de dos estrellas de neu­ ducir un magnetar: perar su estabilidad y generar pares de partí­ «explosión frustrada». elSolcolapsayda lugar trones debería formar una estrella de neutro­ expulsar solo algunas de culas de materia y anti­ Su enorme gravedad a una estrella de neu­ un agujero negro. Sin nes muy magnetizada. sus capas. Cuando final­ materia. Estas preci­ comprimiría casi toda trones, un objeto com­ embargo, una pequeña Según una hipóte­ mente estallase, los res­ pitarían un estallido la masa del astro en pacto. Las capas exter­ parte de la masa podría sis, su energía de rota­ tos ¡mpactarían con la prematuro cuya ener­ un objeto mucho más nas estallan y generan escapary sustentar una ción podría dar lugar a capas arrojadas y gene­ gía destruiría la estrella denso que una estrella una onda expansiva «kilonova», menos bri­ una supernova ultralu- rarían un destello ultra- e impediría que se for­ de neutrones: un agu­ supersónica. llante de lo normal. minosa. brillante. mase un agujero negro. jero negro.

Estrella original: Estrella de neutrones Estrella original: Estrella original: Estrella original: Estrella original: 10 o más masas solares 10 o más masas solares 70-150 masas solares 150-300 masas solares 300-1000 masas solares 1 .

Estrella de neutrones

Surgen pares de partículas y antipar­ • ) tículas en el núcleo I O

Estrella de neutrones Agujero negro Magnetar Estrella de neutrones Sin remanente Agujero negro

Agosto 2016, InvestigacionyCienciii.es 31 LA NEBULOSA DEL CANGREJO: Este rem anente de supernova es sustentado por una estrella de neutrones que inyecta al medio un remolino de plasma magnetizado (azul).

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INESPERADAMENTE TENUES el espaciotiempo mismo y dar lugar a un objeto más denso que En el extremo opuesto alas ultranovas se han descubierto, tam­ una estrella de neutrones: un agujero negro. bién hace poco, extrañas supernovas que brillan menos de lo Los modelos teóricos indican que el agujero negro engulliría ordinario. Los sondeos de campo amplio han encontrado varias la mayor parte de la estrella, por lo que esta desaparecería de supernovas unas 100 veces más tenues que las corrientes. Aún repente de la vista. Este suceso hipotético ha sido bautizado se debate la causa de estos débiles estallidos, pero se sospecha como «no-nova». Los rastreos automatizados tratan de encon­ que algunos son, sorprendentemente, los últimos resoplidos de trar no-novas con un método opuesto al habitual: no buscan las mayores estrellas que hayan existido jamás. una luz repentina en el cielo, sino una estrella brillante que se SU PERNOVAS FALLI DAS. No está claro cuál es la mayor masa apaga de repente. posible para una estrella, pero es concebible que algunas puedan Aunque no estallasen, algunas de las estrellas que se convier­ llegar a entre 300 y 1000 masas solares (más aún que los des­ ten en agujeros negros sí emitirían, al menos, un resplandor. Los comunales astros que, según creemos, podrían explotar a causa núcleos de ciertas estrellas gigantes se encuentran rodeados por de la creación de pares de partículas). En un principio cabría un extenso halo de hidrógeno difuso. A medida que la mayor pensar que estos colosos deberían producir las supernovas más parte del material de la estrella desaparece tras el horizonte espectaculares de todas. Sin embargo, es probable que ni siquiera de sucesos, el halo de gas puede calentarse y salir disparado, lleguen a estallar. El campo gravitatorio de una estrella semejante lo que producirá un leve fulgor. Por tanto, la muerte de una es tan intenso que, una vez se torna inestable, el colapso total estrella muy masiva produciría, irónicamente, una supernova HÁSA/IRL-CALTECH/UNIVERSIDAD DE MINMESOTA/R.GEHRZÍWraro/o) DE HÁSA/IRL-CALTECH/UNIVERSIDAD es ineludible. El proceso debería acabar abriendo un hueco en especialmente débil y tenue. (úpUcol! LOIL A. Y HESTER NASA/ESA/ASU/J. DE CORTESÍA (compoilcMn); SEWARD NASAAXC/SAO/F. DE CORTESIA

3 2 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 CHOQUES ENTRE ESTRELLAS DE NEUTRONES. Otro tipo UN COSMOS CAÓTICO de erupciones menos luminosas de lo normal podría deberse Nuestro estudio del universo dinámico no ha hecho más que a una clase muy diferente de suceso extremo: la colisión entre comenzar. En el plazo de unos diez años, los nuevos telescopios dos estrellas de neutrones. A menudo, las estrellas de gran masa automatizados —como la Instalación para Fenómenos Transito­ nacen de dos en dos. lo que da lugar a una pareja que órbita rios Zwicky, que entrará en funcionamiento en el Observatorio en torno a un centro común. Tales estrellas estallarán en forma Palomar, en California; el Gran Telescopio para Sondeos Sinópti­ de supernova una después de la otra y, si el par no se separa cos (LSST), en construcción en Chile; y el Telescopio de Rastreos tras las explosiones, formará un sistema binario de estrellas de Infrarrojos de Campo Amplio (WFIRST), de la NASA— podrán neutrones (o una estrella de neutrones y un agujero negro, o dos escudriñar la mayor parte del cielo cada pocas noches, lo que agujeros negros). Con el tiempo, ambos objetos compactos debe­ permitirá descubrir cientos de veces más supernovas que hoy. rían ir acercándose cada vez más, hasta chocar y fusionarse en Mientras tanto, los superordenadores modernos empiezan a un agujero negro mayor. Este proceso ha sido confirmado hace llevar a cabo simulaciones tridimensionales detalladas de estos poco por el experimento estadounidense LIGO, que ha finales sucesos, gracias alas cuales podemos visualizarlo que debería del año pasado detectó por primera vez las ondas gravitacio- ocurrir en el interior de las estrellas que explotan. nales generadas en la fusión de dos agujeros negros. Según los cálculos, en la fusión de dos estrellas de neutrones, las enormes fuerzas gravitatorias (unos 10.000 millones de veces más intensas que la atracción gravitatoria que la Tierra ejerce La muerte de una estrella sobre nuestro cuerpo) bastarían para arrancar alrededor del exeepeionalmente masiva podría 1 por ciento déla «piel» délas estrellas y arrojarlo al espacio (el 99 por ciento restante caería al agujero negro). generar una supernova muy tenue Lo más probable es que esa pequeña cantidad de material que se libra de caer en el agujero negro sea peculiar: un mar vaporizado de partículas disociadas, en su mayoría neutrones, Los datos que se tomen en los próximos años pondrán a junto con algunos protones y electrones. A medida que se des­ prueba nuestras teorías sobre los diferentes tipos de muertes comprime el gas, las partículas deberían comenzar a unirse en estelares. Todas las posibilidades descritas aquí son físicamente núcleos más pesados. Los protones se repelerían entre sí debido verosímiles, pero su existencia aún no ha sido demostrada. Con a su carga eléctrica, pero los neutrones, carentes de carga, se más observaciones, esperamos identificar cuáles de estas posi­ unirían más fácilmente a otras partículas. Los núcleos atómicos bilidades explosivas se dan en la naturaleza. Lo más probable irían ganando neutrones progresivamente y haciéndose más y es que el universo nos sorprenda con fenómenos aún más exóti­ más pesados, lo que produciría una lluvia de elementos de la cos que los que hemos concebido hasta ahora. mitad inferior de la tabla periódica, como oro, platino y mercurio, En última instancia, también podremos relatar una histo­ mezclados en una acumulación de residuos radiactivos variados ria más detallada de los materiales que constituyen nuestro que incluiría uranio y torio. Se piensa que los choques entre organismo y el mundo que nos rodea. Su anillo de oro, por estrellas de neutrones son uno de los pocos lugares del universo ejemplo, tiene una historia que se remonta mucho más allá de donde pueden formarse estos elementos pesados. la de sus antepasados. Es probable que, en un principio, ese La abundancia de material radiactivo debería hacer que la materia] flotara en el homo de hierro de una estrella masiva que nube de restos brillase como una supernova. Pero, debido a que desfalleció, colapso y se comprimió hasta formar una estrella la masa implicada en el proceso es hasta cierto punto pequeña de neutrones. Mucho más t¡¿.rde, quizá mil millones de años (menos del 1 por ciento de la presente en una supernova), es­ después, esa estrella de neutrones tal vez chocase con otra y peramos que su luz sea unas 100 veces más tenue que la de una arrojase al espacio una nube de residuos radiactivos. A más de supernova corriente y que apenas dure unos días. Un estudio teó­ 100 millones de kilómetros por hora, esa nube habría surcado rico reciente realizado junto con Jennifer Barnes, mi estudiante inás ce 1000 años luz a través de la galaxia, mezclándose por de doctorado en la Universidad de California en Berkeley. nos el camino con otros gases hasta depositarse sobre la corteza hace pensar que la peculiar mezcla de elementos pesados que de la Tierra. Con el tiempo, alguien desenterró esos escombros habría en estas nubes debería conferir al resplandor un color estelares, les dio forma de anillo y comenzó acontar sus propias distintivo: bien un intenso tono rojizo, o bien uno infrarrojo. historias. B Este fenómeno ha recibido el nombre de «Mlonova». Puede que hace poco se haya visto por primera vez este «humo» rojo radiactivo procedente del choque entre estrellas de neutrones. En junio de 2013, una breve ráfaga de rayos gamma p a r a s a b e r m á s alertó sobre una posible fusión de estrellas de neutrones. Tras apuntar hacia allí el telescopio espacial Hubble, los astrónomos Supernova ligtit curves powered byyoung magnetars. Daniel Kasen y Lars Bildsíen en Astrophysical Journal, vol. 717, n.” 1, págs. 245-249, julio de 2010. captaron un breve resplandor infrarrojo que desapareció al cabo The unprecedented 2012 outburst of SN 2009ip: A luminous blue variable de unas semanas. Si bien escasos, los datos resultan compati­ star becomes a true supernova. Jon C. Mauerhan et al. en Morrthly Notices bles con las predicciones teóricas relativas a una kiionova. S: o frite Royal Astronómica! Sodey, vol. 430, n.“ 3, págs. 1801-1810, abril de 2013. la identificación es correcta, habríamos sido testigos directos Eflect of a high opacity on the llght curves of radioactively powered transients from compact object mergers. Jennifer Barnes y Daniel Kasen por primera vez de la síntesis de metales pesados preciosos. en Astrophysical Journal, vol. 775, n." 1, art. 18, septiembre de 2013. Nos gustaría observar más sucesos de este tipo para determinar mejor la cantidad de metales producidos en ellos y averiguar s: EN NUESTRO ARCHIVO explican todas las abundancias de oro, platino y demás elemen­ Super supernovas. Avishay Gal-Yam en fyC, agosto de 2012. tos pesados en el universo, o solo una parte.

Agosto 2016, InvestigacionyCiencia.es 33 V-; w j>M ¡’'■ 3 ? i v i r ® ¿ - V: M £ r,t t i V t>MhB»r v . ¿ffiM Eg «•. ij .;^j jgR K ££> ^i-,.1 f f } P N g f c S B - • ^ T :

II £ f l 1 y • - J I B Mi C * • Ks^-'- J a B iÉ THE VOOBHES prevenir las consecuencias que pondrían en promoviendo leyes internacionales que limiten la reclamación por parte de cambio climático podría poner fin poner podría climático cambio el duda en ponga EE.UU.de los de intereses riesgo parte que por lareclamación que publicano limiten leyes internacionales promoviendo está las prevenir China.consecuencias En de en apoyar Ártico queprovocadora el para pondrían dinero actitud suficiente tirá antela firmes mantenerse estadounidense está medidas. medidasun tales re- presidente Y paratomando Pacífico, lasayudaa nacionesdel pequeñas asiática En aregión laagrícolas. recuperarse de lostierras degravespara temporales Elque pérdida Ejército puedan lasamenazasotras. en pilcando mullí- y regiones algunas en inestabilidad E l cambio climático está acelerando la En África, intenta paliar los conflictos desatados por la gran sequía y la Aún no seno Aún sabe si Ejército inver- el la sequía y gran la por desatados conflictos los paliar intenta En África, la acelerando está climático cambio l El Ejército estadounidense ya ha comenzado a tomar medidas medidas a tomar comenzado ha ya estadounidense Ejército El para evitar que las sequías y la fusión del Ártico no deriven deriven no Ártico del fusión la y sequías las que evitar para en conflictos que comprometan la seguridad nacional seguridad la comprometan que conflictos en E CALENTAMIENTO DEL Rusia de los recursosy de las rutas msrítimas. demsrítimas. lasRusia rutas de los recursosy GLOBAL C rr l d n lla o H rere d n A O CI ÁTICO CLIM IO B M A . SNEI i SÍNTESIS K.\ _____ gso21, netgcoyini.s 35 InvestigacionyCiencia.es 2016, Agosto al respaldo.al

_____ Andrew Hol Isnd es director de estudios e investigador de cuestiones energéticasy climáticas en el Proyecto de Seguridad Estadounidense, un laboratorio de ideas apartidista sobre seguridad nacional. Desde 2007 analiza las amenazas de seguridad relacionadas con el cambio climático y ba declarado ante el Congreso estadounidense sobre el futuro del país en el Ártico,

EMÓCRATAS Y REPUBLICANOS NO SUELEN IR DE LA MANO EN MATERIA DE CAMBIO climático, por lo que el Ejército estadounidense ha decidido no aguardar a que zanjen sus diferencias para adoptar medidas ante un planeta más cálido que ya ha comenzado a alterar las relaciones geopolíticas y podría derivar en conflictos armados.

El Departamento de Defensa de EE.UU. distingue dos tipos de ñados. La historia reciente demuestra que los estados fallidos, amenaza; una directa, que pone en peligro sus infraestructuras como Afganistán y Siria, representan peligros reales para la (basta pensar en las bases navales expuestas al ascenso del nivel seguridad nacional debido a la desestabilización de las regio­ del mar) y otra indirecta, que se cierne sobre todo el mundo en nes y a la formación de terroristas que pueden amenazar a la caso de desestabilización social. Afrontar el primer peligro es ciudadanía, estadounidense. fácil; se trata de identificar las vulnerabilidades y reforzar las La preocupación ante el hecho de que el cambio climático infraestructuras o retirarlas de la zona de riesgo. engendre violencia no solo afecta al Departamento de Defensa La segunda amenaza, en cambio, no es tan sencilla. La suma estadounidense. En octubre de 2015, tres exsecretarios de defen­ complejidad de la meteorología y de los Gobiernos y las socie­ sa, dos exsecretarios de Estado y 40 senadores, jefes militares y dades dificulta la predicción de las reacciones de cada uno de expertos en seguridad nacional —republicanos y demócratas- ellos al alza de las temperaturas. Con todo, algunos expertos publicaron en el Wall Street Journal una carta abierta en la han hallado ciertas relaciones: un trabajo publicado en 2015 que advertían de que el cambio climático estaba «dando forma en Proceedings ofthe National Acade niy of Science USA observó a un mundo más inestable, de recursos limitados, violento y que el cambio climático había inflamado la guerra civil de Siria propenso ai desastre», al haber causado una sequía más pertinaz, de ¡o habitual en la El Ejército estadounidense se centra en dos grandes zonas región. Ello, sumado a la negativa del Gobierno a compensar donde el cambio climático podría desatar nuevos conflictos: las cosechas fallidas y los rebaños muertos, hizo que cientos de África subsahariana y la costa pacífica de Asia. Además, vigila miles de ciudadanos migraran desde el campo hasta las ciudades de cerca una tercera; el Artico. Un cuarto escenario, Oriente como Alepo y Al Raqa. A las protestas desatadas en el país a Próximo, podría sumarse a la lista, pero al mando central le inicios de 2011 se unió mucha gente desesperada que guardaba preocupa en estos momentos los conflictos en marcha en Siria, un gran rencor hacia la clase gobernante. Los tumultos dieron Irak, Yemen y Afganistán. paso a la guerra, fratricida en el momento en que el Gobierno comenzó a disparar contra Sos manifestantes en un conflicto que ÁFRICA: SEQUÍA Y TERRORISMO ha permitido que el autoproclamado Estado Islámico de Irak y A menudo los geógrafos consideran Africa como el continente Siria se alce en armas y aterrorice al mundo. más vulnerable ante la inestabilidad generada por el cambio El Ejército de EE.UU. no achaca al cambio climático el papel climático, ya que allí la pobreza es generalizada, el grueso de de detonante directo de los conflictos bélicos, pero sí lo califica sus habitantes depende de una agricultura de secano de sub­ como un «acelerador de la inestabilidad» o un «multiplicador sistencia, las variaciones climáticas pueden ser extremas y la de amenazas». Tales fórmulas aparecen en el Informe Cuatrie­ capacidad de muchos Gobiernos es escasa. Un cuadro al que se nal de Defensa del departamento, su principal documento de suman con frecuencia los brotes de enfermedades, las cosechas planificación para los próximos cuatro años. También se indican ruinosas, la rivalidad étnica y religiosay la corrupción. Se prevé al inicio de su Hoja de Ruta de Adaptación al Cambio Climático que la población del continente se disparará desde los actuales de 2014, un análisis estratégico sobre cómo comenzar a afrontar 1200 millones hasta alcanzar o superar el doble hacia mediados las amenazas climáticas. de siglo. Y la presión adiciona] ejercida por el cambio climático El pasado enero, el departamento publicó una directiva se­ en este panorama sombrío podría acelerar las amenazas y abocar gún la cual los dirigentes deben evaluar y planificar los riesgos a la guerra a los Estados más frágiles. derivados del cambio climático. Se prevé que la asistencia hu­ De hecho, ya ha comenzado a suceder. En el norte de Nigeria, manitaria y la respuesta a los desastres, antaño esporádicas, la deforestación, el sobrepastoreo y el ascenso de temperaturas formen parte de casi todos ios despliegues, dado el notable asociado ai calentamiento global han convertido io que una vez auge que las catástrofes naturales están experimentando en fueron campos fértiles y sabana en una prolongación del Sabara. todo el planeta. El lago Chad ha perdido más del 90 por ciento de su extensión El Ejército no se ha convertido de la noche a la mañana en como consecuencia de la sequía, la mala gestión y los desechos. una rama del Cuerpo de Paz. Su misión consiste en salvaguardar Tal cúmulo de factores, sumados a un Gobierno nigeriano tacha­ los intereses de EE.UU. en todo el mundo. Pero la protección de do de irresponsable, ha condenado a sus habitantes a la pobreza las vidas puede evitar que países en dificultades acaben armi­ y ha desatado un éxodo en busca de sustento y seguridad.

36 INVESTIGACIÓN' Y CIENCIA, agosto 2016 DAN KITWOGD. GET TYIMAGES (raaniteunle!: EDGAR 5U. REUTERS (tolmos por el tifón), HANNES RADA, GET TYIMAGES (rompehielos) y tificación, los Unidos. aliados de y Estados Una los intereses concatenación al Estado unión su de 2015 marzo en Nigeria, elprometió grupo de norte elpor seextendía acción de radio su Yinicio al si bien am plía el te rrito rio controlado por la flota rusa (3). rusa flota la o por rtic Á del marina controlado rio banqulsa la rrito de te actitud la el a plía la ar am frente desaparición La erm hacer m China. para de pueden Pacífico (2), del desafiante Filipinas en naciones entas las de Haiyán torm Las n (í). tifó capacidad el niñas o 276 a com secuestró que destructivas, Haram, Boko terrorista A de causas que abarca desde el cambio climático hasta la deser- deser- la hasta climático cambio el desde abarca que causas de para clara amenaza Islámico,una con loen se que convertido ha factores. de conjunción esta por dejado miseria de vacío el en M EN AZAS: La sequía de bilitó Nigeria y fortaleció al grupo grupo al fortaleció y Nigeria bilitó de sequía La AZAS: EN M finalmente el conflicto han gestado el auge de BokoHaram. de auge el gestado han conflicto el finalmente El violento grupo islamista Boko Haram se lia hecho fuerte fuerte hecho lia se BokoHaram islamista grupo Elviolento y pasa por la inseguridad alimentaria, la migración migración la alimentaria, inseguridad la por pasa en los mares de China meridional y oriental, las tensiones sobre las tensiones y oriental, meridional de China losen mares territoriales conflictos los Corea del Norte, de nuclear chantaje ellas el entre las tradicionales, que preocuparse que de nazas las 2020. hacia del total ciento 2012 60por en al ciento el50por ser de pasarán que modo de la Armada, yde aérea fuerza la de contingentes los reforzará Defensa de Departamento Elefec­tivos. más aún región la a desplazando está momentos estos en ambientales. lasmedidas con relación guarde no conflictos desencadene climático cambio el que evitar para eficaces más civiles de las losde que vías una Resulta irónico africanos.países Desarrollo el para Agencia la como Gobierno, del organismos aguas las en flotas grandes ni terreno el sobre efectivos chos ble. Pero la guerra chai no estalló porque el Ejército burundés se el burundés Ejército porque no estalló Peroble.chai guerra la La presencia del Ejército en el Pacífico dista de ser testimonial y eldelen Pacífico Ejército La de testimonial ser presencia dista y militares instituciones elfincon de afianzarlas Internacional, «civil-militar»comohíbrido en colaboraciónmando un con otros misión AFRICOMdel su de África,responsables consideran los mado las fuerzas armadas del país a lo largo de una década. una de largo loa país del armadas fuerzas las mado país un ya inesta­ en probable más el que piciado conflicto fuera Un millón. pro­ de ellos habían climático, el cambio entre cuarto factores, de cúmulo un de migración la y personas 500 casi a de limita la muerte los causaron de asonada dos.y Lasconstitución ella protestas intento que de pesar a mandato, tercer un de asumir Fierre conflictotrató Nkurunziza el cuando presidente vez más escasos, en una vorágine que minaría la estabilidad de de estabilidad la minaría que vorágine una escasos,enmás vez Ejército estadounidense, que había entrenado, equipado y refor­ equipado del entrenado, legado había que el Ejército estadounidense, parte en fue neutralidad Y esa neutral. mantuvo una región particular. particular. región una conflicto.de riesgo mayor con críticos los puntos ba mostra­ elresultado desestabilizadores; elementos aclima otros continente. del vulnerables más regiones las identificó trabajo Elde Texas Austin. en Universidad de Política África,en la dad Cambioy Estabili­ Climático el en programa 2014 en integrado dos al cambio climático recursos suy para consolidación.destinar preciso qué países saber son amás vulnerables los conflictos liga­ terroristas. grupos para cultivocomode caldo servir podrían que violentos levantamientos provocando los Estados y acabaría los de distribución de zonas las ampliará también temperatura en luga­ de alimentos la de agua, producción loreducirá dad que operaciones). Estado el Aunque planeta. el abarcar para geográficamente do África(AFRICOM) como a freno lasamenazas poner en consiste Los investigadores trazaron mapas detallados superponiendo el superponiendo detallados mapas trazaron Los investigadores Gobiernos truir Parainstituciones públicas eresponsables. ello es cada recursos unos a conflictoslocalestomo en ynes precipitar migracio­ ylas pobreza vez, la su agravar a podrían, fenómenos Todos estos enfermedades. ciertas de las y, ende, mosquitos por El la de ascenso abastecimiento. de problemas que ya sufren res disponibili­ la ymermará extremas meteorológicas condiciones sus de mayoría planéala mando cada generales, cen directrices estable­ Defensa de EE.UU. de Secretario el y Mayor Conjunto y distribui­ creado ha Ejército el que mandos seis losde uno es (AFRICOM nuevas. otras de aparición la evitar y BokoHaram El mando militar para el Pacíficoame­ el(PACOM) más para tiene militar mando El Puesto que las fuerzas estadounidenses no cuentan con mu­ con cuentan no estadounidenses fuerzas las que Puesto El pequeño Estado centroafricano de Burundi representaba representaba Burundi de centroafricano Estado Elpequeño estudio Defensa financió un de elDepartamento Coneséiin, Una de las principales estrategias consiste en ayudar a cons­ a ayudar en consiste estrategias principales las de Una Los científicos que saben provocará elcalentamiento en África para estadounidense militar del mando principal La misión L FI MARES PROCEL S O S LO E C O R P S E R A M : O IC ÍF C A P EL Y, en efecto, a inicios de 2015 estalló el 2015 estalló de inicios a efecto, en sso21, netgcoyini.s 37 InvestigacionyCiencia.es 2016, Asesto el estatus político de Taíwán y el auge del poder militar chino. El Reforzada que afianzaría la alianza entre ambos países. Sin duda cambio climático añade dos graves amenazas para ios habitan­ una de las principales razones para firmarlo era contrarrestar la tes del Pacífico: tormentas más frecuentes e intensas causadas contundencia de China en su reivindicación y ocupación de islas por unos océanos más cálidos y ascenso del nivel del mar. En en el mar de China meridional. Pero la rápida respuesta ante conjunto, la evolución del clima podría poner en peligro a los Haiyán les recordó ai Gobierno y a la población filipina, histó­ pequeños Estados insulares como las islas Marshall. Tuvalu o ricamente reticentes a la hora de cerrar acuerdos militares con Micronesia. El ascenso del mar podría anegar regiones agrícolas EE.UU., por qué es importante contar con el apoyo de la Armada. vitales, como el delta del Mekong, y las marejadas ciclónicas Si queremos que los esfuerzos de EE.UU. contrarresten la amenazan ya la viabilidad a largo plazo de grandes metrópolis presencia de China, en Asia es fundamental cementar alianzas. como Shangái, Yakarta, Manila y Bangkok. En 2014, un año en El almirante Samuel Locklear, comandante del PACOM retira­ el que no se batió ningún récord de frecuencia o intensidad de do, afirmó en 2013 que el cambio climático podría «alterar el las tormentas (como sí ocurrió en 2013 y 2015), los desastres clima de seguridad» en el Pacífico y desetabilizar la región. Si naturales afectaron a SO millones de personas y causaron daños un país aliado teme continuamente la llegada de un tifón, es valorados en casi 60.000 millones de dólares, según la ONU. poco probable que invierta en las fuerzas navales necesarias El objetivo general del Ejército consiste en mantener la paz y para afrontar las amenazas de seguridad tradicionales, como la la libertad de comercio y garantizar la ley internacional. Alcan­ expansión territorial de una potencia emergente. zar esos objetivos en esta región de economía incipiente supone Entre las actividades del PACOM figuran eventos anuales de una tarea ardua. A ios responsables castrenses les preocupa alto nivel, como el Foro de Seguridad Ambiental del Pacífico, sobre todo la rápida expansión de las fuerzas navales chinas y su que permiten la coordinación de las redes de comunicación creciente actitud desafiante, a la que, si nadie pone freno, podría entre el estamento mílitar y civil y ayudan a conectar entre sí al dejar en sus manos el control de las aguas de la región. Más de personal militar, los trabajadores humanitarios, las autoridades la mitad del comercio marítimo mundial atraviesa el mar de China meridional, donde este país está construyendo bases militares en islas anexionadas que ha ampliado físicamente. Filipinas y otros países reclaman su derecho Las condiciones meteorológicas extremas sobre algunas de esas islas, pero el Gobierno chino se pueden agravar la pobreza y desatar revueltas reafirma en su soberanía. El cambio climático constituye un factor relevante en que acabarían desestabilizando las naciones la estrategia estadounidense a la hora de entablar alian­ zas en la región. Ante desastres naturales como los tifo­ y actuando como caldo de cultivo para el nes, cada vez más intensos debido al cambio climático, la Armada de EE.UU. es a menudo la única fuerza dotada terrorismo. EE.UU. trata de romper esa cadena de la experiencia y la capacidad logística necesarias para de acontecimientos desplegar con rapidez el personal y los medios materiales suficientes después de una catástrofe. La Armada china carece de tal capacidad y rara vez su país presta ayuda a naciones del Pacífico cuando sobrevienen acontecimientos locales y la ONU. Las fuerzas armadas estadounidenses tam­ de esa naturaleza. Estados Unidos ha afianzado alianzas con bién están ayudando a formar militares de la zona del Pacífico países del Pacífico interviniendo cuando más lo han necesitado. para luchar y derrotar al enemigo a través de proyectos como En noviembre de 2013 se produjo un ejemplo dramático. El RIMPAC, Cobra Gold y Balikatan. En maniobras conjuntas se tifón Haiyán azotó Filipinas con vientos de 300 kilómetros por simulan desembarcos anfibios, combates navales y operaciones hora. La tormenta hizo que el mar penetrara tierra adentro hasta de defensa aérea. Ahora tales ejercicios multilaterales incluyen, alcanzar los 14 metros de altura en algunos puntos. Murieron además, misiones de asistencia humanitaria. más de 7000 personas, una cifra que concedió a Haiyán el du­ doso título de tifón más letal de la historia del país. En los días EL ÁRTICO: VULNERABLE A LA AGRESIÓN posteriores a la tormenta la gente aguardaba con desespero la El compromiso de EE.UU. en el Ártico es distinto. Este océano se ayuda. Según informes fidedignos, el Nuevo Ejército del Pueblo, calienta más rápido que ningún otro lugar de la Tierra. En menos brazo armado det Partido Comunista de Filipinas, atacaba los de una década ha sufrido una transformación notable: lia dejado convoyes del Gobierno con suministros de socorro destinados a de ser un mundo oceánico, preso del hielo, para convertirse en zonas remotas. En la ciudad de Taclobán murieron asesinadas un mundo abierto a la explotación humana. El casquete polar ocho personas y se sustrajeron más de 100.000 sacos de arroz ha menguado hasta tal punto que tanto la ruta del Norte como de un almacén del Gobierno. Se estaba desatando el caos. el paso del Noroeste, en Canadá, quedan hoy abiertos a la nave­ Como respuesta, el secretario de DefensaChuck Hagel. orde­ gación y a la búsqueda de recureos energéticos durante buena nó al grupo de combate del portaaviones George Washington, en parle del año. De hecho, el rápido derretimiento de la banquisa ese momento en el puerto de Hong Kong, que «se dirigiera a toda en 2007 fue uno de los precipitantes que llevaron a las fuerzas marcha» a Filipinas. Cuando el portaaviones arribó, 13.000 sol­ armadas a reflexionar sobre las implicaciones de la seguridad dados, marinos, aviadores e infantes de marina suministraron climática, ya que la Armada se hallaba ante un nuevo océano que víveres, agua y otros materiales básicos. Su presencia puso fin debía vigilar. Irónicamente, los preparativos ante la repercusión a la violencia callejera y rompió la cadena de acontecimientos del cambio climático en la seguridad de ese rincón del mundo que conduce del cambio climático al conflicto. parecen de todo punto insuficientes. Menos de seis meses después, el presidente Barack Obama Del Ártico se encarga el mando militar para el Norte visitó Manila para firmar un Acuerdo de Cooperación de Defensa (NORTHCOM), si bien el mando europeo (EUCOM) tiene, mu­

38 INVESTIGACIÓN y CIENCIA, agosto 2016 cho que decir, puesto que en él recaería toda acción militar hacia 2020, un proyecto que podría superar los 800 millones que involucrase a Rusia, la fuerza hegemóniea en sus aguas. En de dólares. En un contexto de estrechez presupuestaria, en el muchos sentidos, ambos mandos afrontan una serie de desafíos que hasta el Ejército debe pelear para obtener fondos, ningún tradicionales en materia de seguridad: rivalidades entre gran­ almirante osa proponer una nueva misión costosa. des potencias donde se solapan reivindicaciones de recursos y Ante la disparidad de medios, quizás el Ejército considere la disputas sobre la libertad de navegación. diplomacia y la cooperación como canales eficaces en términos de A escala mundial se ha desatado una fiebre por asegurar las coste para asegurar que se escuchen los intereses del país. Pero en fuentes de petróleo y gas que, según el Servicio Geológico de el Congreso hay quien critica esa moderación por creerla excesiva. Estados Unidos, se hallan bajo el mar. Las navieras se apresuran El senador por Alaska Dan Sullivan, miembro del Comité del a botar barcos que puedan surcar el Artico. Y países lejanos como Senado para las Fuerzas Annadas, ha presionado repetidamente India y Singapur tratan de unirse al Consejo del Ártico, un orga­ a la administración de Obama para que destine más recursos nismo internacional formado por los ocho países que bordean militares al Ártico. Hace poco, Sullivan ha convencido al secre­ o poseen territorios en él con el fin de defender sus intereses. tario de Defensa, Ashton Cárter, de la necesidad de concebir un En noviembre de 2013, al inicio de las disputas en torno ai programa que determine las fuerzas precisas para proteger los Arlico, el Departamento de Defensa de EE.UU. diseñó una estra­ intereses nacionales ante un conflicto en la zona. tegia para atenuar tensiones futuras a través de la diplomacia y Asilas cosas, de momento las fuerzas armadas apenas han re­ otorgando más poder a las instituciones transnacionales. forzado su presencia al norte del círculo polar, a pesar de que sus En teoría, el Ártico está sometido a un riguroso ordenamiento competidores están movilizando notables recursos en la región. jurídico internacional; las reclamaciones territoriales en su seno están reguladas por la Convención de la ONU sobre el derecho ¿SE P R E O C U P A R Á EL P R Ó X IM O P R ES ID E N TE ? marítimo. El Consejo del Ártico está ampliando su influencia Alos expertos en seguridad nacional y en política internacional admitiendo a nuevos Estados en calidad de observadores, como les ha llevado tiempo persuadir al Ejército de que se prepare ante China, Italia, Japón e India. Sin embargo, el poder de las insti­ el cambio climático. La pregunta es si esos esfuerzos no caerán tuciones está limitado. La Armada de EE.UU. se enfrenta en la en saco roto cuando el próximo presidente asuma el cargo en zona aun competidor con más recursos y ambición: la flota rusa enero de 2017. Por desgracia, el cambio climático sigue estando del Norte. Con base en Severomorsk, en el mar de Barents, es la politizado y muchos republicanos lo ignoran por completo. principal fuerza naval del país. Controla la mayor flota de buques Otro problema acuciante es saber si se destinará suficiente rompehielos del planeta y ha botado el que será el mayor y más dinero a las medidas relacionadas con el clima. La situación en moderno de ellos, propulsado por energía nuclear. el Ártico no es alentadora. La principal fuente de fondos para A instancias del propio presidente Vladimir Putin, el Ejército las labores de asistencia civil efectuadas por el Departamento ruso ha creado un mando estratégico conjunto para e] Norte de Defensa procede del programa de Ayuda Internacional Hu­ destinado a proteger los intereses nacionales en el círculo polar manitaria para Desastres y Asuntos Cívicos, cuya asignación Ártico, Este ha reabierto las bases de la Guerra Fría a lo largo de anual se ha reducido a cien millones de dólares a pesar de la la costa ártica de Rusia, cóma la de la isla Wrangel, a menos de ampliación de! proyecto. 500 kilómetros de Alaska. Los bombarderos de largo alcance Al final, la verdad siempre se impone: el clima está cambiando que podrían poner a prueba las defensas antiaéreas de EE.UU. y los mandos militares tendrán que afrontar sus consecuencias. y Canadá se están modernizando. Y cabe reparar en que Putin Sin duda, vale más trazar de antemano un plan contraías ame­ lia mostrado un notable desdén hacia las fronteras y las normas nazas que tomar medidas paliativas una vez ocurrido el desas­ internacionales en su reciente conflicto con Ucrania. Pocos ha­ tre. El Ejército no sufrirá ningún ataque sorpresa por parte del brían vaticinado que Rusia invadiría y se anexionaría Crimea. cambio climático boy mismo. Y al menos, dos délos seis mandos China también ha mostrado un creciente interés por el Ártico, y militares están comenzando a encarar la amenaza. Pero no es en 2012 envió su rompehielos S?in

Agosto 201(3, InvestigaoklnyCjencia.es 39 $¡ eres investigador en el campo ce las ciencias de la vida De cerca y la naturaleza, y tienes buenas fotografías que ¡lustren algún fenómeno de interés, te invitamos a participar en esta sección. por Marcos MoleónyJesús Bautista-Rodríguez Más información en www.investigadonyciencia.es/decerca

Salvar el águila monera de Filipinas El seguimiento y una gestión adecuada de sus poblaciones evitarían la extinción de esta singular especie

ilipinas atesora una de las mayores diversidades biológi­ mermadas por la asfixiante presión humana. Desde que, hace ya F cas del planeta. Sin embargo, uno de los endemismos más más de medio siglo, el científico filipino Dioscoro Rabor alertara emblemáticos del archipiélago, el águila monera (Pithecophaga sobre la delicada situación del águila, el azote de la deforestación jejferyi), se halla al borde de la extinción. y la sobrecaza no ha cesado. Por desgracia, las diversas iniciativas El primero en describir la especie fue el explorador y na­ nacionales e internacionales emprendidas desde entonces para turalista inglés John Whitehead, en 1896. Lamentablemente, frenar el declive de la especie apenas han tenido éxito. hoy apenas podría reconocer las islas. Las extensas áreas de Las serias dificultades logísticas que conlleva trabajar en las selva tropical que cubrían entonces su superficie se están viendo escarpadas y densas selvas que aún quedan en pie, junto con los continuos problemas entre el Gobierno y la insurgencia, que impiden la entrada de personal investigador y técnico en las regiones de mayor conflicto, dificultan la realización de censos EL A G U ILA M O N ER A precisos. Según la Fundación del Águila Filipina, hoy el número filipina es la más am enazada de territorios ocupados con certeza por la especie en todo el dé en tre todas las grandes archipiélago es de únicamente 33. águilas deí planeta. A finales de 2009, un grupo de biólogos y naturalistas españo­ Taxonómicamente, es la les formado por los autores, Javier Martín-Jaramillo y Francesa única representante de su género, lo cual significaría Pares nos desplazamos hasta la isla de Mindanao con el fin de una pérdida aún más colaborar en las tareas de seguimiento y conservación del águi­ dramática en términos la. Nos centramos en aspectos biológicos básicos de la especie, evolutivosy ecológicos. como la distribución y el tamaño poblacional, la ecología trófica y reproductora, la diversidad genética o los movimientos de los individuos dispersantes. Los resultados preliminares indican que las águilas se alejan poco de los territorios donde nacieron, lo que quizá se deba a su dificultad para hallar un nuevo hábitat donde propagarse. Estudios como este resultan esenciales para poder diseñar medidas de gestión que garanticen el futuro de la especie.

—Marcos Moleón Estación Biológica de Dofkina (CSÍC) —Jesús Bautista-Rodríguez Consejería de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio, Junta de Andalucía

EL P ENACHO DE PLUMAS de la cabeza, aquí plegado, podría cumplir una función doble: bien como amplificador de ios sonidos de congéneres o presas, algo m uy ú til en la espesura de la selva, o bien como herramienta de com unicación social. LA DIETA del águila moriera es muy variada e incluye aves de tamaño medio, como ios cálaos grandes de Mindanao (Rhabdotorrhinus íeucocep/ia/us). Ello desm iente la idea inicial de que se alimentaba principalmente de monos, razón por la cual recibió su denominación.

LA DESTRUCCIÓN y la fragmentación de la selva tropical en Filipinas merman el hábitat del águila. A ello contribuyen la explotaciones del aceite de palma {a rrib a ) y la agricultura migratoria de tala y quem a, el kaingin [derecha), así como la extracción de madera para su exportación. Además, la caza está m enguando las poblaciones de presas naturales y de las propias águilas. Historia de la ciencia por Javier Moscoso Javier Moscoso es profesor de investigación de historia) filosofía de las ciencias en el Centro de Ciencias Humanas) Sociales del CSICer Madrid.

Historia de las emociones y cambio social La evolución de la sociedad y la cultura está ligada a nuestra capacidad de cambiar la forma de sentir y expresar las emociones

os historiadores de Ja música sostie­ escénicas, concierne también a otros mu­ impensable en el contexto de la educación Lnen que Beethoveu consolidó su fama chos ámbitos de la vida social, incluida la musical de comienzos del siglo xxi. Tanto cuando, en el año 1800, su compatriota capacidad que tenemos los humanos para en su interpretación escénica como en su Daniel Steibelt lo retó a un duelo musi­ no seguir siempre ni en todo momento las actitud social, el joven pianista berlinés cal en la casa de! príncipe Lobkowitz. reglas por las que sentimos y expresamos se comportó de acuerdo con unas formas Estos duelos entre virtuosos, típicos de la nuestras emociones. La interpretación de culturales aprendidas que chocaron con Europa de la época, no solo examinaban Steibelt no tenía nada de improvisada. la creatividad musical y emocional de su la habilidad de los pianistas en el teclado, Como tampoco lo tenía la acritud con rival, capaz de improvisar tanto dentro sino también su capacidad para improvi­ la que aceptó su derrota. Su juramento como fuera del escenario. sar a partir de algunas pocas notas. Según solemne pertenecía a las formas rituali- Pese a los muchos desacuerdos que to­ los cronistas, la interpretación de Steibelt zadas del honor propias de la Europa de davía envuelven a quienes han dedicado fue magnífica y celebrada con una gran finales del siglo xvm; un comportamiento su vida al estudio de las emociones huma­ ovación por parte de los asistentes. nas, existe un acuerdo generalizado Cuando le llegó su turno, Beetho- a la hora de definirlas como hábitos ven se acercó al piano con desgana; sobreaprmdidos que, en muchos ca­ miró con desprecio la partitura que sos, actúan por debajo del umbral Steibelt había colocado en el piano de la consciencia. Como quien toca y la mostró a la audiencia. Sin pro­ una pieza al piano o habla una len­ nunciar una sola palabra, la colocó gua distinta de la suya materna, las boca abajo sobre el atril y comen­ emociones se desencadenan en mu­ zó a tocar tomando como punto de chos casos de manera automática y partida las primeras cuatro notas fuera de umbral de la atención. Eso de la pieza de su contrincante. Co­ no quiere decir que nuestros esta­ menzó por embellecerlas, por ador­ dos emocionales no puedan perci­ narlas, por recrearlas y reorientar­ birse. Antes al contrario, las reaccio­ las. Su interpretación también in­ nes del cuerpo pueden traducirse en cluyó algunos de los elementos más sentimientos conscientes, e incluso queridos del repertorio romántico, consolidarse en formas de ser, como y no faltó tampoco alguna burla a cuando decimos de alguien que es los temas favoritos de su rival. Sa­ más bien jovial, obsesivo, iracundo biéndose derrotado, Steibelt aban­ o melancólico. Por otro lado, aun donó la sala airado, jurando que no cuando las emociones se sirven del regresaría a Viena mientras Beetho- sistema nervioso, del sistema lím- ven permaneciera allí. El músico de bico y de otros elementos de nuestra Bonn, que no volvió a participar en estructura morfológica, no por eso ninguno de estos duelos musicales, pueden considerarse universales. nunca abandonó la ciudad y Stei­ Durante los años setenta y ochen­ belt, cumpliendo su palabra, murió ta del siglo xx, los investigadores en San Petersburgo sin haber vuel­ Stephen Toulmin y Paul Ekman qui­ to jamás a poner los pies en la capi­ sieron hacernos creer que las ex­ tal del Imperio. periencias estaban tan ancladas en La importancia de la improvi­ LA RUPTURA DE LA NORMAy la improvisación la historia natural de la evolución sación, aunque asociada con fre- emocional fueron elementos clave de la enorme que podíamos establecer un nú­ GRAFISS1M0/THINK5T0CKPH0T0 cuencia a la música y a las artes capacidad creativa de Beethoven. mero lijo de emociones básicas. Si t

4 2 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto COIS pudiéramos encontrar una forma neutra, flagrante no todas las personas, ni siquie­ filósofos políticos, la improvisación siem­ puramente mecánica, de desencadenar ra todas las pertenecientes a la misma pre estará asociada a las formas históri­ algunas respuestas gestuales, razonaban, familia o al mismo grupo, responden de cas de la libertad, y vendrá a significar un estos investigadores, no habría ninguna la misma manera? ¿Por qué no todo el espacio indeterminado en el que las co­ diferencia significativa en la manera en mundo reacciona ante los estímulos del sas siempre podrían, pueden, o hubieran que dos personas, de dos contextos histó­ miedo de igual modo? Como muy bien podido ser, de otra manera. ricos o culturales diferentes, expresarían sabia Beethoven, la improvisación, que Pero la improvisación no solo define sorpresa, miedo o indignación. A la ma­ normalmente asociamos al ámbito de las un problema, sino que establece un cam­ nera de los estudios pioneros de Charles artes, informa nuestras manifestaciones po de investigación que alberga ciencias y Darwin en los años setenta del siglo xix culturales y nuestros modos de vida. Esa disciplinas variadas, lauto naturales como sobre la expresión de las emociones en independencia puede explicar en oca­ sociales, tanto cuantitativas como com­ los humanos y en los animales, Paul £k- siones el comportamiento violento, pero prensivas o históricas. Su estudio es uno man sostenía que las modificaciones ex­ de los mejores ejemplos relacionados con presivas no eran naturales, sino meras la investigación cooperativa de comienzos perturbaciones culturales. Para desgra­ La improvisación del siglo xxi. Por un lado, el estudio délas cia de Ekman, los músculos cigomátícos que parte de la ruptura formas de improvisación no puede hacerse que regulan la sonrisa no bastan por sf sin el concurso de las artes, esencialmen­ mismos para explicar la enorme diversi­ más o menos deliberada te de las artes performativas y escénicas, dad expresiva de los humanos, del mismo de las reglas también pero también de las visuales y las plásticas. modo que tampoco servirían para explicar Por el otro, nadie se tomaría en serio una el enfado de Steibelt. configura nuevos investigación sobre improvisación que no Aunque tanto las corrientes más bio- modelos de conducta tuviera en cuenta la aportación, por ejem­ logicistas como las más culturalistas coin­ plo, de las neurociencias. Do las nuevas ciden en hacer depender las variaciones formas de visualización en anatomía fun­ emocionales de factores aleatorios, nin­ también puede servir, al contrario, para cional sabemos que la improvisación está guna de las dos, sin embargo, ha logra­ buscar formas razonadas de conducta. relacionada con cambios en la actividad do ofrecer una explicación solvente de La improvisación que parte de la ruptu­ prefrontal del cerebro distintos a los que cómo se produce esa divergencia. En el ra más o menos deliberada de las reglas pueden observarse en la interpretación de primer caso, los partidarios de teorías también configura nuevos modelos de música aprendida. Por sí sola, esos datos biologicistas hallan dificultades a la hora conducta. En cierto sentido, improvisar no permiten comparar a Beethoven con de interpretar las diferencias gestuales consiste en expresar una excepción crea­ Steibelt, pero sí nos dan pistas para ras­ en formas expresivas que deberían ser tiva que, de darse las condiciones, puede, trearlas condiciones que hacen posible, en (naturalmente) idénticas; en el segundo, a su vez, convertirse en norma. algunos casos, la ruptura de la norma y la los culturalistas deben enfrentarse al reto Las emociones se relacionan con el aparición de elementos emocionalmente de comprender la manera en que algunos cambio social en dos sentidos. En el pri­ creativos. IB miembros de una determinada comuni­ mer caso, las condiciones contextúales fa­ dad emocional se resisten a comportarse vorecen respuestas emocionales diversas. de acuerdo con patrones sociales apren­ En el segundo, algunas modificaciones en didos. Las formas históricas de la expe­ las pautas emocionales potencian formas PARA SABER MÁS riencia amorosa, por ejemplo, han sufrido diferentes de acción social. En ambos ca­ Improvisation and the Creative process: enormes variaciones. Pero a la obvia evi­ sos, la improvisación que podríamos de­ Dewey, collingwood, and the aesthetics of dencia de que ni siguiera dos generaciones nominar «emocional» interesa por igual spontaneity. R. Keith Sawyer en The loum al sucesivas sienten o expresan su amor de a economistas, politólogos, sociólogos y o í Aesthetics andArt Critídsm, vol. 58. n.°2, págs. 149-161, Primavera de 2000. la misma manera, habría que añadir la antropólogos. También a historiadores Improvised performance: Períormers' incómoda circunstancia de que seguimos y filósofos. Algunos de estos últimos ya perspectives; Music and language sin saber por qué razones se modifican comenzaron a trabajar sobre los enigmas cognition compared II: Production. Aaron las pautas normativas que permiten que de la improvisación a comienzos del si­ Berkowitz en trie improvísing mind: Cognition los castellanos, por ejemplo, no sigamos glo xx, mucho antes de que las teorías del and creativily in the musical momení, págs. 12M44; 45-52. Oxford Universíty Press, enamorándonos «de oídas», tal y como cambio social estuvieran dominadas por Nueva York, 2010. sucedía en el amor cortés de los libros de interpretaciones de naturaleza mecáni­ The philosophy of improvisation. Gary Peters. caballerías y las canciones de gesta, Y lo ca. Sus preguntas tenían una formulación Chicago Universíty Press, Chicago, 2011. mismo podría decirse en relación al mie­ sencilla: ¿Es posible improvisar? ¿En qué La historia de las emociones, ¿de qué es historia? Javier Moscoso en Vínculos de do, la admiración 0 la ira. medida la creatividad se relaciona con las Historia Contemporánea, n.°4, págs. 15-27, Tanto si hablamos de formas expresi­ formas imitativas sobre las que se apoya 2015. vas como del contenido de la experiencia, la idea misma de la cultura? ¿Parte la im­ EN N U E S T R O A R C H IV O la ciencia debe dar cuenta de la forma provisación de algunos elementos ya da­ Emoción y razón. Satine A. Dóring en más o menos improvisada en la que algún dos? ¿Hay reglas de improvisación? Desde «Emociones», colección Cuadernos de MyC individuo, o un conjunto de ellos, decide el punto de vista de los estudios históri­ n." 2,2012. saltarse las reglas, ya entendamos que es­ cos, la dificultad consistirá en determinar ¿Qué significa sentir? Giovanni Frazzetto en tas reglas sean resultado de la evolución la relación entre ruptura y tradición, crea­ MyC n.° 64,2014. o de la cultura. ¿Por qué ante la injusticia ción y memoria. Para los politólogos y los

Agosto 2016. lnvcstigacionyCiencia.es 4 3 Foro científico

por How ard Baer, Vernon D. B argery Jenny List Howard Baer es catedrático de física de aitas energías de le Universidad de OkUhoma. Vernon D. Barger es catedrático de física de (a Universidad de Wisconsin-Madison. Jenny List trabaja como física experimental en el aboratorio DESV, en Hambungo.

El acelerador que podría salvar la física Un proyecto japonés aspira a resolver los misterios que escapan al LHC

n 2012, el hallazgo del bosón de Higgs masa del higgs fuese muchísimos órdenes Con todo, aún hay esperanzas. Algu­ Een el Gran Colisionador de Hadro- de magnitud mayor. nas investigaciones teóricas recientes nes (LHC) del CERN supuso la espectacu­ La supersimetría ofrece una solución. sugieren que los higgsinos estarían al lar confirmación del modelo estándar, la Este marco teórico postula una conexión alcance del LHC, solo que ocultos en la teoría que describe todas las partículas subyacente entre las partículas de mate­ maraña de partículas generadas en los elementales conocidas y sus interaccio­ ria (quarks y leptones) y las que median choques protón-protón que lleva a cabo el nes excepto la gravedad. El higgs, cuya las interacciones (fotones, gluones y bo- acelerador. Es aquí donde destaca el ILC. existencia fue predicha en los años sesen­ sones W y Z). También predice todo un Sus colisiones serían menos energéticas ta, era la pieza que faltaba por descubrir. abanico de nuevas partículas, las cuales que las del LHC. pero tendrían lugar en­ Pero, desde entonces, los físicos se han han sido bautizadas con nombres tan tre electrones y positrones. A diferencia atascado: las partículas supersimétricas, exóticos como squarks (asociadas a los de los protones, que son partículas com­ las cuales ayudarían a resolver varios de quarks) o higgsinos írelacionadas con el puestas (por quarks y gluones), los elec­ los problemas del modelo estándar y que bosón de Higgs). Estas interaccionarían trones y los positrones son elementales. muchos esperaban ver en el LHC, no han con las partículas del modelo estándar de Como consecuencia, las colisiones serían aparecido. tal forma que las correcciones cuánticas mucho más limpias y las señales de los Los expertos llevan décadas hablando a la masa del higgs se cancelarían, dando posibles higgsinos podrían identificarse de un acelerador capaz de encontrarlas. como resultado una masa similar a la ob­ con facilidad. Hace tres años, un equipo internacional servada en el LHC. La construcción del ILC costaría de físicos e ingenieros terminó su diseño. 10.000 millones de euros, aproximada­ Conocido como Colisionador Lineal Inter­ mente el doble que la del LHC. De hecho, nacional (ILC, por sus siglas en inglés), esa cifra probablemente sea inasumible este coloso de 31 kilómetros de longitud para cualquier país, por lo que la partici­ haría chocar electrones y positrones bajo pación internacional resultará clave. Pero las montañas de la región de Kitakami, merecerá la pena. al norte de Japón. Esas aniquilaciones Varias consideraciones teóricas apun­ de materia y antimateria liberarían una tan a que el ILC debería producir higgsi­ energía de entre 250.000 y 500.000 mi­ nos, sleptones (los supercompañeros de llones de electronvoltios (250-500 GeV), los leptones) y otras partículas. De ser con 1a. posibilidad de duplicarla en una el caso, el ILC confirmaría la supersime- fase posterior. Se espera que, en breve, el tría. un modelo del mundo subatómico ministro japonés de educación, cultura, que hace tiempo que los físicos tienen por deportes, ciencia y tecnología decida si cierto. Además, debido a que los higgsinos el proyecto sigue adelante. En nuestra podrían constituir al menos una parte de opinión, debería ser así. la materia oscura que llena el cosmos, su El modelo estándar tenía un «aguje­ Muchos pensaban que las partícu­ detección contribuiría a resolver uno de ro» en el que un bosón de Higgs con una las supersimétricas aparecerían cuando los grandes misterios pendientes déla as­ masa de 125 GeV encajaba a la perfección el Gran Colisionador Electrón-Positrón trofísica. Y si, a pesar de todo, las partí­ (debido a la equivalencia entre masa y (LEP), el predecesor del LHC en el CERN, culas supersimétricas siguen sin aparecer, energfa, la masa de las partículas suele comenzó a funcionar hace más de 25 años. la ciencia habrá avanzado igualmente, ya expresarse en electronvoltios). Y eso fue No fue asi. Y el hecho de que tampoco lo que los teóricos de altas energías redirigi­ precisamente lo que encontraron los cien­ hayan hecho en el LHC, mucho mayor y rán su atención a otras posibilidades. Sea tíficos en el LHC. El problema radica en más potente, ha aterrorizado a más de como sea, lo que aprendamos contribuirá que nadie entiende por qué la masa del un físico [m ise «La supersimetría y la a nuestra comprensión de las leyes de la bosón de Higgs toma ese valor. Es más, crisis de la física», por Joseph Lykken y naturaleza y nos ayudará a entender sus desde los años ochenta, se sabe que los María Spiropulu: Investigación y Ciencia. implicaciones sobre el origen y la evolu­

efectos cuánticos deberían haeer que la abril de 2015]. ción del universo. US JAMtS-OLSTEIN

44. INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 USCRIBETE a Investigación y Ciencia...

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REDES NEURONALES APRENDIZAJE PROFUNDO Tras años de decepciones, la inteligencia artificial está empezando a cumplir lo que prometía en sus comienzos gracias a esta potente técnica Yoshua Rengio

N LA DÉCADA DE 1950, LAS COMPUTADORAS SUSCITARON UN gran entusiasmo al demostrar teoremas matemáticos y derrotar a seres humanos en partidas de damas. En los años sesenta creció la esperanza de que los cien­ tíficos emulasen pronto el cerebro humano con or­ denadores y programas; se creía que la «inteligencia artificial» (IA) no tardaría en igualar el rendimiento humano en cualquier tarea. En 1967, el recientemen­ te fallecido Marvin Minsky, del Instituto de Tecnolo­ gía de Massachusetts, vaticinó que el reto de la IA se superaría en el plazo de una generación.

Sin embargo, tal optimismo resultó prematuro. Aquellas expectativas no fueron colmadas ni por los programas que ayudaban a los médicos a efectuar mejores diagnósticos ni por las redes que tomaban como modelo el cerebro humano para reconocer el contenido de una fotografía. Los algoritmos de esos primeros años no eran lo suficientemente refinados, y necesitaban una can­ tidad de datos de la que no se disponía en la época. Además, la capacidad de computación era demasiado limitada para que las máquinas realizasen los ingentes cálculos necesarios para aproximarse a la complejidad del pensamiento humano.

EN SÍNTESIS

La inteligencia artificial (IA) apareció Las esperanzas se desvanecieron cuan­ En los últimos años, el desarrollo El aprendizaje profundo, una técni­ como disciplina seria en la década do quedó claro que los algoritmos y ¡a de nuevas técnicas computacionales ca que se vale de redes neuronales de 1950. Entonces los Investigadores potencia de cómputo no bastaban para inspiradas en las redes de neuronas complejas, permite que una máquina creyeron que podrían emular la Inte­ culminar la tarea. Algunos considera­ del cerebro humano ha resucitado aprenda conceptos abstractos. En al­ ligencia humana en menos tiempo de ron que el intento era un acto de pura la esperanza de materializar las pro­ gunas tareas ya se aproxima a lo que lo que duraría su carrera, arrogancia. mesas originales deja IA. pueden lograr los seres humanos.

48 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 ' v "'■ w|l p i M H I A principios del siglo xxi, el sueño de construir máquinas Yoshua Bengio es catedrático de ciencias de la con un nivel de inteligencia humano casi se había desvanecido. computación de la Universidad de Montrealy uno Hasta la expresión «inteligencia artificial» parecía haber sido de los padres de la técnica de aprendizaje profundo. erradicada de las disciplinas serias. Para referirse a las truncadas esperanzas del periodo comprendido entre los años setenta y mediados de los años 2000, científicos y escritores hablan de una sucesión de «inviernos de la IA». Es sorprendente cómo pueden cambiar las cosas en diez INTELIGENCIA, CONOCIMIENTO Y APRENDIZAJE años. Las perspectivas en IA han mejorado notablemente des­ ¿Por qué se topó la LA. con tantas barreras en las décadas previas? de 2005, época en que comenzaron a despuntar las técnicas de La razón reside en que la mayor parte del conocimiento que aprendizaje profundo: un enfoque para construir máquinas poseemos acerca del mundo no se encuentra formalizado en inteligentes inspirado en la neurociencia y que. en los últimos un lenguaje escrito mediante una secuencia de tareas explícitas, años, ha impulsado de manera singular la investigación en IA. algo imprescindible para cualquier programa informático. Eso Hoy, grandes empresas tecnológicas están invirtiendo miles de impide programar directamente un ordenador para que ejecute millones en su desarrollo. muchas de las acciones que los seres humanos realizamos con «Aprendizaje profundo» es una manera de referirse a la si­ facilidad, como captar el significado de una frase, reconocer mulación de redes de neuronas que «aprenden» gradualmente una imagen o conducir un coche. Los intentos para lograrlo a reconocer imágenes, a comprender el lenguaje o incluso a —organizando conjuntos de hechos en pormenorizadas bases de lomar decisiones. Esta técnica descansa en las redes neurona- datos, con el objeto de dotar a los ordenadores de un «facsímil» les artificiales, un elemento básico de la investigación actual de la inteligencia— lian tenido escaso éxito. en IA. Dichas redes no imitan exactamente el funcionamiento Es aquí donde interviene el aprendizaje proñindo. Esta téc­ del cerebro. En su lugar, se basan en principios matemáticos nica forma parte de una disciplina de IA más amplia, el apren­ generales que, a partir de ejemplos, les permiten aprender a dizaje automático (machine learning), el cual se basa en los detectar personas u objetos en una fotografía o a traducir los principios empleados para entrenar sistemas informáticos con principales idiomas del mundo. la meta final de que las máquinas se instruyan a sí mismas. Uno El aprendizaje profundo ha transformado la investigación en de tales principios guarda relación con lo que un ser humano IA y reavivado las ambiciones perdidas en visión computarizada, o un ordenador considera una «buena» decisión. En el caso de reconocimiento de voz, procesamiento del lenguaje natural y los animales, los principios evolutivos dictan que la respuesta a robótica. En 2012 se lanzaron los primeros productos que en­ cada situación debe llevar a comportamientos que maximicen las tendían el habla —quizás el lector esté familiarizado con Google opciones de supervivencia y de reproducción. En las sociedades Now— y poco después aparecieron aplicaciones que permitían humanas, puede ocurrir que una buena decisión haya de tener identificar el contenido de una imagen, una característica hoy presente qué interacciones sociales reportan un cierto estatus o ya incorpora Googie Photos. una sensación de bienestar. Sin embargo, cuando se trata de una Todo aquel que se haya sentido frustrado con los engorrosos máquina, como un coche sin conductor, la bondad de la decisión menús telefónicos automatizados sabrá apreciar las extraordi­ dependerá de la exactitud con que el vehículo autónomo imite narias ventajas de poder utilizar un buen asistente personal en el proceder de un conductor humano competente. su teléfono inteligente. Y quienes recuerden la pobre eficacia No tiene por qué resultar obvio cómo plasmar en un código que mostraba el reconocimiento de objetos hace apenas unos informático los conocimientos necesarios para tomar una buena años, cuando los algoritmos podían confundir un ser inanimado decisión en un determinado contexto. Un ratón, por ejemplo, con un animal, se maravillarán con los progresos logrados en posee un conocimiento de su entorno y un sentido innato que le visión artificial. Hoy disponemos de ordenadores que, bajo cier­ permiten saber dónde olisquear y cómo mover las patas, hallar tas condiciones, pueden discernir gatos, piedras o rostros en comida o pareja y evitar los depredadores. Ningún programador una fotografía casi tan bien como un humano, De hecho, los sería capaz de especificar un conjunto detallado de instruccio­ programas de IA se han convertido en algo imprescindible para nes para reproducir, paso a paso, semejante comportamiento. millones de usuarios de dispositivos móviles. En mi caso, rara Sin embargo, tales conocimientos se encuentran codificados de vez escribo mensajes de texto; a menudo me limito a hablarle alguna manera en el cerebro del roedor. al teléfono, que aveces incluso me responde. Antes de crear sistemas autodidactas, los científicos compu- Estos avances han abierto la puerta a la comercialización de tacionales debían aclarar una cuestión fundamental: ¿cómo ad­ una tecnología que cada vez despierta más entusiasmo. Las em­ quirimos conocimientos los seres humanos? Algunos son innatos, presas compiten por los mejores profesionales, y alguien con un pero la mayoría proviene de la experiencia. Lo que sabemos por doctorado en aprendizaje profundo es una rara avis muy deman­ intuición no puede traducirse en una secuencia definida de pasos dada. Numerosos profesores universitarios con experiencia en el apta para ser ejecutada por un ordenador, pero a menudo puede campo —según algunos cálculos, la mayoría— han abandonado el aprenderse a partir de ejemplos y de la práctica. Desde los años ámbito académico atraídos por la industria, que ofrece excelentes cincuenta, los investigadores han estado buscando y procurando medios de investigación y generosas retribuciones. depurar los principios generales que confieren a los animales y Solventar las dificultades que plantea el aprendizaje profun­ a los seres humanos —y, si vamos al caso, a las máquinas— la do ha conducido a éxitos sensacionales. Hace poco, la victoria de capacidad de adquirir conocimientos gracias a la experiencia. El una red neurona! frente a Lee Sedól, uno de mejores jugadores aprendizaje automático aspira a establecer procedimientos, lla­ de go del mundo, mereció grandes titulares. Pero no todo se mados algoritmos de aprendizaje, que permitan a una máquina centra en los juegos: un algoritmo reciente parece ser capaz aprender de los ejemplos que se le presenten. de diagnosticar un fallo cardíaco por medio de imágenes de La ciencia del aprendizaje automático es en gran medida resonancia magnética con tanta pericia como un cardiólogo. experimental, puesto que no existe un algoritmo universal de

5 0 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 201fi PÜNCHSTOCK tcares); JEN CHRI5TIAN5EN (gráfica) al ajedrez, construir puentes o investigar en IA. en investigar o puentes como jugar construir ajedrez, al ancestros, nuestros a preparó no evolución la que las para actividades de multitud una dominar permiten nos que generales bastante cognitivas facultades poseemos que diría se el embargo, Sin real. mundo del aprendizaje de situaciones las algún tipo de inteligencia general. Por esta razón, los expertos los razón, Poresta general. de inteligencia de dotadas tipo algún máquinas crear para inspiración de servir podrían las cuales el sobre mundo, generales suposiciones explota mana algo» cuesta «todo de teorema el urda. inglésal del ode soltraducir puesta una reconocer sea ya comportamiento humano parece contradecir esta afirmación: afirmación: esta contradecir parece humano comportamiento todas de abordar capaz algoritmo ningún no existe que muestra un algoritmo dado lo hará siempre mejor que el resto. el que mejor siempre lohará dado algoritmo un situación, sea la que cualquiera que, de demostrar No modo hay se trate, que específicosde datos con de situación la aprendizaje de de ha en ser ensayado detareas conocimientos adquisición de Todoasignen. se algoritmo le que tareas las todas ordenador bien un aprenda que posibilite que ninguno hay no aprendizaje: Esa capacidad de aprendizaje sugiere que la inteligencia hu­ inteligencia que la sugiere de aprendizaje Esa capacidad Existe una descripción matemática formal de este principio: principio: este de formal matemática descripción Existe una tidad. suiden­ de discernir antes dered en la cada capa liza se ana­ rostro aun diente La entrada correspon­ Laentrada Reconocimiento gen sea ligeram ente distinta de aquella con la que se entrenó. se que la a­ con im la aquella de aunque antes distinta o­ visto ha on ente c que ese ligeram caras utiliza sea red gen la de ia identificar de para plo, individuales, ejem r iento o p cim rostros esta­ a detectar a y (distinguiéndola, ano) m cara «aprendido» de ha que vez categoría la Una blecer imágenes. de una a grande enseñar y u m puede ­ Se tra enlaces. que os intrincados algoritm de estos r ita creación im la de tan inspirado han cerebral teza red neurona! a reconocer un rostro entrenándola con un núm ero ero núm un con entrenándola rostro un reconocer a neurona! red cor­ la de dentro colindantes neuronas entre conexiones Las tud o en un paisaje lleno lleno paisaje oun en tud multi­ una entre vidual deser capaz de antes de otros elementos. otros de indi­ rostro un detectar ejemplos de millones vez, tal con, entrenarse Aprendizaje reconoce rostros hade rostros reconoce que neuronal Una red r1 ■ r * Redes inteligentes que cada vezcada que inteligentes Redes lo son más i 1 aad nrd ¡ Capa deentrada (nofree lunch), (nofree A PRENDIZAJE AUTOMÁTICO PRENDIZAJE P"bL el cual de­ cual el t f aacp dniiarso aavzmscmljs ’ rasgosCada cadacapa identifica vezmás complejos ------■ fragmento de diálogo. A medida que las redes recibieran más recibieran redes las que medida A diálogo. de fragmento mutuas, conexiones sus com­ gradual tareas alteración la de aprender partir a de plejas capaces serían neuronales redes las de manera que las pautas de actividad neuronal captasen el oun imagen captasen como una determinada, neuronal entrada una de actividad de contenido pautas las que manera de que de supuesto del partían «conexionismo», como conocida LA, la de área esta en investigaciones físicos.Lasprimeras mas o siste­ informáticos programas mediante las neuronas imitaban vecinas. sus a mensajes transmita eléctrico, impulso un por vez que, estimulada una probable más sinápticas. los de ellas,las hendiduras través entre a hay que huecos sí pequeños entre comunican se cuales las neuronas, las «aprende», su fuerza sináptica aumenta y, por tanto, también es y, también aumenta por tanto, sufuerza sináptica «aprende», neurona Conforme una se señal—sináptica». «fuerza expresión dicha de empléala amplitud —yla a espacio ese de través a señal una a enviar neurona de una a la propensión Para referirse inteligentes. como sistemas cerebro diseñar el para elegido aproximado han modelo artificiales neuronales redes en tro concreto. A l ascender en la jerarquía, una capa interm edia edia interm capa una la jerarquía, en ascender l A estrato el concreto. en tro continuación, A entrada. de capa la en senta ción» acerca de si la cara corresponde a Pepe, Cris o Lola. o Cris Pepe, a «suposi­ corresponde por una cara la si hace de puesto red la com acerca salida, de pleto ción» capa lacom nivel En un stro en ro entos. un que, elem para esos discernirse facciones pueda otras y superior, boca ros­ la un ojos, de los detecta distintivas étricas geom as form selecciona siguiente, liza prim e ro ios píxeles individuales de la im agen que se le pre­ le se que agen im la de individuales píxeles ios ro e prim liza ji r i j r f La neurociencia espoleó la aparición de redes artificíales que artificíales de redes espoleó aparición la La neurociencia son cerebro el en computación de principales unidades Las P r elzru eooi et ail l rd ernl ana­ neuronal red la facial, iento reconocim un realizar ara Capas- ocultas 3 T Agosto 2016, InvestigacionyCiencia.es InvestigacionyCiencia.es 2016, Agosto Salida pepe 51 ejemplos, el aprendizaje proseguiría mediante la modificación de identificar un mismo rostro visto desde ángulos diferentes de las fuerzas sinápticas entre las neuronas, lo que derivaría en en fotografías distintas. El diseño de una red convolucional se representaciones cada vez más exactas de, digamos, las imágenes inspira en la estructura multicapa de la corteza visual, la región de una puesta de sol. del cerebro que recibe estímulos desde los ojos. Los numerosos estratos de neuronas virtuales que componen una red convolu­ LECCIONES SOBRE PUESTAS DE SOL cional son los que la hacen «profunda» y los que le confieren, L.a redes neuronales modernas amplían el trabajo pionero del por tanto, una mayor capacidad de aprender sobre el mundo. conexionismo. Van cambiando gradualmente ciertos valores numéricos asociados a cada conexión sináptica, los cuales CAPAS PROFUNDAS representan su fuerza y, por tanto, la probabilidad de que la En la práctica, los avances que posibilitaron el aprendizaje pro­ neurona transmita una señal. Los algoritmos empleados en las fundo se debieron a innovaciones específicas surgidas hace unos redes de aprendizaje profundo corrigen muy poco a poco estos diez años, cuando el interés en la IA y las redes neuronales había parámetros cada vez que se observa una imagen nueva, y tos alcanzado su punto más bajo en decenios. El Instituto Cana­ aproximan constantemente a los que permiten realizar mejores diense de Investigaciones Avanzadas (CIFAR), una organización predicciones sobre el contenido de la imagen. financiada por el Gobierno del país y por donantes privados, Para mejorar los resultados, los algoritmos de aprendizaje contribuyó a reavivar la llama al patrocinar un proyecto dirigido actuales requieren una estrecha implicación humana. La ma­ por Geoffrey Hinton, de la Universidad de Toronto, y en el que yoría se valen de métodos de aprendizaje supervisado, en los participaban Yann LeCun, de la Universidad de Nueva York, que cada ejemplo usado en el entrenamiento se acompaña de una etiqueta, elaborada por seres humanos, que indica lo que se pretende enseñar: una foto de un atardecer, digamos, El retorno de las redes se asociará con la leyenda «puesta de sol». En este caso, el objetivo del algoritmo consiste en neuronales tras el largo invierno tomar una fotografía como entrada y producir, como salida, el nombre del objetó, caracterís­ de la IA subraya la necesidad de tico de la imagen. El proceso matemático que transforma una entrada en una salida se llama respaldar ideas que desafíen el función, y los valores numéricos (como las fuer­ zas sinápticas) que la generan corresponden a orden tecnológico establecido una solución de la tarea de aprendizaje. Aprender de memoria las respuestas correc­ tas sería fácil pero un tanto inútil. Queremos enseñar ai algoritmo Andrew Ng, de Stanford, Bruno Olshausen, de la Universidad qué es una puesta de sol, pero de tal modo que luego sea capaz de de California en Berkeley, y el autor de estas líneas, entre otros reconocerla en cualquier imagen, aunque no la haya visto antes. investigadores. Por entonces, la actitud hacia esta área de inves­ El objetivo principal de un algoritmo de aprendizaje automático tigación era tan negativa que resultaba difícil publicar algo sobre consistiría, en este caso, en ser capaz de reconocer cualquier pues­ ella e incluso convencer a estudiantes de doctorado para que ta de sol; en otras palabras, en generalizar el aprendizaje más allá trabajaran en el campo. Algunos, sin embargo, compartíamos la de los casos concretos. De hecho, la calidad del entrenamiento de sensación de que era importante seguir intentándolo. una red se evalúa poniéndola a prueba con colecciones de datos El escepticismo de aquel entonces con respecto a las redes no vistos con anterioridad. La dificultad de clasiñcar correcta­ neuronales nacía, en parte, de que se pensaba que entrenar­ mente un nuevo ejemplo nace délas casi infinitas variaciones las resultaba inútil por lo difícil que era optimizar su compor­ posibles que siguen perteneciendo a una determinada categoría, tamiento. La optimización es una rama de las matemáticas que como la etiquetada como «puesta de sol». trata de encontrar la configuración adecuada de un conjunto de Para conseguir esta generalización a partir de la observación parámetros para lograr un objetivo. En este caso, los parámetros de múltiples ejemplos, los algoritmos necesitan algo más que los son los pesos sinápticos que representan la intensidad con que ejemplos mismos. También han de apoyarse en ciertas hipótesis una señal se transmite de una neurona a otra. sobre la información introducida y en premisas acerca de en qué F.1 objetivo consiste en realizar predicciones con el mínimo puede consistir la solución a un problema dado. Una hipótesis número de errores. Cuando la relación entre los parámetros y típica incorporada a un programa podría ser la que enunciase un objetivo es simple —o, en términos más técnicos, cuando que, si los datos de entrada de una función son similares, las el objetivo es una función convexa de los parámetros—, estos respuestas no podrán cambiar demasiado: es decir, que, en con­ se pueden ajustar progresivamente. El proceso se repite hasta diciones normales, alterar unos pocos píxeles en una fotografía que los parámetros convergen a los valores que producen la de un gato no transformará al felino en un perro. mejor elección posible, conocida como «mínimo global», la cual Entre las redes neuronales que integran hipótesis acerca corresponde al error medio más bajo alcanzable. de las imágenes están las llamadas «redes convolticionales». Por norma general, sin embargo, el entrenamiento de una red A ellas se debe, en buena parte, el renovado interés por la IA. neuronal no es tan sencillo y requiere lo que se denomina una Las redes neuronales convohicionales usadas en el aprendizaje optimización no convexa. Estos problemas presentan grandes profundo constan de muchas capas de neuronas, organizadas dificultades, por lo que numerosos investigadores creían que de manera que generen una respuesta menos sensible al objeto el obstáculo era insalvable. El algoritmo de aprendizaje puede principal cuando se altérala imagen; por ejemplo, si se cambia converger a un mínimo local fuña «solución» que no es la mejor ligeramente su posición. Una red bien entrenada debe ser capaz de todas) y quedarse atascado en él. Una vez allí, será incapaz

52 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 de disminuir el error de la predicción mediante un ligero ajuste el reconocimiento de patrones en imágenes estáticas. Sin embar­ de los parámetros go, otra clase de red neurona] está dejando también su impronta, Hasta el año pasado no cayó el mito de que entrenar a una especialmente por sus aplicaciones a sucesos que se extienden red neuronal resultaba difícil a causa de los mínimos locales. en el tiempo. Las redes neuronales recurrentes han demostrado En nuestras investigaciones, descubrimos que este problema se su capacidad para efectuar correctamente secuencias de cálculos reducía en gran medida si la red neuronal era lo suficientemente relacionados con datos de voz o de vídeo, entre otros. Dichos grande. En realidad, la mayoría de esos mínimos corresponden datos se componen de una serie de unidades —ya sean fonemas a liaber adquirido un conocimiento de un nivel que casi iguala o palabras completas— que se suceden en el tiempo. El procedi­ el valor óptimo del mínimo global. miento por el cual las redes recurrentes procesan sus entradas Aunque los problemas teóricos de optimización podían resol­ guarda cierta semejanza con la forma de trabajar del cerebro. verse así en teoría, a menudo se había fracasado en la construc­ Las señales que circulan entre las neuronas varían constante­ ción de grandes redes con más de dos o tres capas. Desde 2005, mente a medida que se analizan los estímulos percibidos por varios estudios financiados por el CLFARhan permitido superar los sentidos. Este estado neuronal interno se modifica según esas barreras. En 2006 conseguimos entrenar redes neuronales la información más reciente suministrada al cerebro desde el más profundas aplicando una técnica que procedía capa a capa. entorno, antes de emitir una serie de órdenes que resultan en Más tarde, en 2011, encontramos un método mejor para entrenar unos movimientos corporales dirigidos a conseguir una meta redes aún más profundas (con más niveles de neuronas virtua­ concreta. les), basado en modificar los cálculos efectuados por cada una de Las redes recurrentes pueden predecir cuál será la siguiente estas unidades de procesamiento para que se parecieran más a la palabra de una frase hablada o escrita, lo que también permite manera de proceder de las neuronas biológicas. También descu­ generar nuevas secuencias de palabras, una a una. También brimos que, de manera similar a lo que ocurre en el cerebro, la pueden afrontar tareas más complejas. Tras «leer» todas las introducción de ruido aleatorio en las señales transmitidas entre palabras de una frase, la red puede deducir el significado de la las neuronas durante el entrenamiento aumentaba su capacidad oración completa. Una red recurrente distinta puede valerse de aprender a reconocer una imagen o un sonido. entonces del procesamiento semántico de la primera para tra­ Dos factores clave contribuyeron al éxito del aprendizaje pro­ ducir la frase a otro idioma. fundo. Por un lado, la velocidad de cómputo se decuplicó de golpe La investigación en redes neuronales recurrentes vivió su gracias a unidades de procesamiento gráfico diseñadas inicial- propio período de abandono a finales del siglo xx y principios mente para los videojuegos, lo que permitió entrenar a redes de del xxi. Mi trabajo teórico indicaba que podrían tropezar con gran tamaño en tiempos razonables. Por otro, los algoritmos se dificultades a la hora de aprender a recuperar datos del pasado beneficiaron de la disponibilidad de enormes conjuntos de datos distante (los primeros elementos de la secuencia que se estuviese etiquetados, para los cuales era posible encontrar la respuesta procesando), como cuando intentamos recitar las primeras fra­ correcta («gato», por ejemplo, al inspeccionar una fotografía en ses de un libro después de haber llegado al final. Sin embargo, la que un gato es solo uno de los componentes). diversos avances han paliado algunos de estos problemas al Otra razón del éxito del aprendizaje profundo radica en su dotar a estas redes de la capacidad de aprender a almacenar facultad para aprender a ejecutar una secuencia de cálculos información para que persista durante un período prolonga­ que construyen o analizan, paso a paso, una imagen, un so­ do. Las redes neuronales pueden usar la memoria temporal de nido o cualquier otro tipo de dato. La profundidad de la red un ordenador para procesar múltiples fragmentos dispersos corresponde al número de pasos. Para muchas de las tareas de de información, como las ideas contenidas en diferentes frases reconocimiento visual o auditivo en las que sobresale la IA, se esparcidas a lo largo de un documento. requieren las numerosas capas délas redes profundas. De hecho, El retorno de las redes neuronales profundas tras el largo en varios estudios experimentales y teóricos recientes, hemos invierno de la LA no solo supone un triunfo tecnológico, sino que demostrado que algunas de estas operaciones matemáticas no también nos proporciona una lección sobre la sociología de la podrían llevarse a cabo de manera eficiente si las redes no tu­ ciencia. En particular, subraya la necesidad de respaldar ideas viesen la suficiente profundidad. que desafían el orden tecnológico establecido y la de alentar una Cada capa de una red neuronal profunda transforma la en­ cartera de investigaciones variada que apueste por disciplinas trada que recibe y genera una salida que se envía a la capa que hayan perdido popularidad temporalmente. B5 siguiente. La red representa conceptos más abstractos en los estratos más profundos, los más alejados de la entrada sensoria] inicial. Los experimentos muestran que las neuronas artificiales de los niveles más profundos de la red tienden a corresponderse P A R A SABER M Á S con conceptos semánticos más abstractos. Considere un objeto visual, como un escritorio. El reconocimiento de la imagen del ImageNet classification with deep convolutional neural networks. Aléis Krizhevsky et al. Presentado en 26thAnnual Conlerence on Neural Information escritorio podría surgir del procesamiento de las neuronas en Processing Sysíems (NIPS2012i. Stateline, Nevada (EE.UU.), 3-8 de diciembre un estrato profundo, aun cuando la palabra «escritorio» no de 2012. formara parte de las etiquetas de categoría usadas en el entre­ Represemation learning: A review and new perspectlves. Y. Bengio et al. en namiento de la red, Y esto podría ser solo un paso intermedio /EEf Transactions on Pattem Analysis and Machine Intelligence, vol. 35, n."8, hacia la creación, en un nivel superior, de un concepto aún más págs. 1798-1828. agosto de 2013 Deep learning. Yann LeCun et al. en N aw re, vol. 521. págs. -'136-444, mayo de 2015. abstracto, como el de «escena de oficina». EN N U EST R O A R C H IV O

MÁS ALLÁ DEL RECONOCIMIENTO DE PATRONES Técnicas de aprendizaje automatizado. Y. S. Abu-Mostafa en lyC . abril de 2013. Hasta hace poco, las redes neuronales artificiales se distinguían Máquinas capaces de aprender. Nicola Jones en MyC n3 70,2015. en gran medida por su capacidad para llevar a cabo tareas como

Agosto 2016. InvestigacionyCiencia.es 53 INFORME ESPECIAL LA EDAD DE ORO DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL

MODELOS COGNITIVOS EL VALOR DE LA EXPERIENCIA PARA LOS ROBOTS Las máquinas pueden aprender a partir de vivencias pasadas. El método, conocido como razonamiento basado en casos, se ha aplicado con éxito en el diagnóstico médico, el fútbol robótico o la interpretación musical

Ramón López de M antaras

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Sj¡ S h B éé Ramón López de Mántaras es director del Instituto de Investigación en Inteligencia Artificial del CSIC, en Barcelona: Ha destacado por sus trabajos en reconocimiento de patronesy razonamiento basado en casos, entre otras áreas.

N SUS INICIOS, LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL (IA) TENÍA COMO objetivo emular la capacidad de la mente humana para procesar información de manera simbólica. Eso hizo que se prestase especial atención a la «placi­ bilidad cognitiva» de los distintos modelos compu- tacionales: es decir, a su posible analogía con los pro­ cedimientos usados por los seres humanos durante el aprendizaje y la resolución de problemas.

Desde hace unos años, sin embargo, el acceso a enormes jantes ya resueltos en el pasado. Su hipótesis fundamental es que cantidades de datos y la posibilidad de procesarlos con eficien­ problemas similares tienen soluciones similares; un hecho que ha cia han derivado en un uso extensivo de técnicas estadísticas. sido validado empíricamente en numerosos ámbitos del mundo Así ocurre, por ejemplo, con algunos métodos de aprendizaje real. En particular, el CBR no necesita millones de ejemplos para profundo, los cuales requieren un entrenamiento con cientos de asimilar un concepto. Ello se debe a que la máquina no aprende miles o incluso millones de datos para que la máquina apren­ un modelo general, sino que, sobre la base de unos pocos ejem­ da un modelo de un concepto y, más tarde, pueda reconocer plos almacenados en su memoria, es capaz de reconocer casos otros casos pertenecientes a dicho concepto [véase «Aprendi­ similares no vistos anteriormente. Desde este punto de vista, zaje profundo», por Yoshua Bengio, en este mismo número], el CBR resulta más plausible cognitivamente que las técnicas No obstante, los seres humanos no aprendemos de ese modo. basadas en cálculos estadísticos intensivos. Lo hacemos a partir de muy pocos ejemplos y. en ocasiones, Buena parte de la inspiración para el estudio del CBR procede incluso de uno solo. de las investigaciones sobre la memoria humana llevadas a cabo El razonamiento basado en casos (CBR, por sus siglas en in­ a principios de los años ochenta por Roger Schank, por entonces glés) es una técnica de IA que, a diferencia de otras, se apoya en el profesor de psicología y teoría de la computación en Yale. Tales papel que desempeña la memoria en la resolución de problemas. trabajos se enmarcaban en el ámbito délas ciencias cognitivas, Los nuevos problemas se afrontan mediante la reutilización —y, un área que presta especial atención al papel de la memoria si es necesario, la adaptación— de soluciones a problemas seme­ como recurso fundamental para resolver problemas mediante

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El razonamiento basado en casos (CBR) es una A diferencia de los métodos basados en análisis El CBR se ha aplicado con gran éxito en multitud técnica de Inteligencia artificial basada en el papel estadísticos, el CBR se inspira en los procesos cog- áreas. En los últimos años, dos ámbitos que han que desempeña la memoria en el aprendizaje. Las nitivos que tienen lugar en la mente humana. Entre ejercido una repercusión especial en investigación nuevas tareas se afrontan examinando casos simi­ otras ventajas, eso permite que ei sistema pueda básica han sido el fútbol robóticoy la síntesis ex­ lares resueltos en el pasado. justificar sus decisiones ante el usuario. presiva de música.

5 6 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 el razonamiento y, en particular, mediante el razonamiento por sino en una representación estructurada, como un grafo. En tales analogía. Más tarde, a partir de los años noventa, comenzó a situaciones, es necesario usar funciones de similitud mucho más verse que este enfoque resultaba de gran utilidad en una amplia complejas, como la «distancia de edición» (el número mínimo variedad de aplicaciones. Desde entonces el CBR se ha usado con de cambios que hemos de efectuar para transformar una repre­ notable éxito en todo tipo de tareas y dominios; entre ellos, el sentación en otra) o funciones de detección de ísomorfismos diagnóstico médico —ya que síntomas, antecedentes clínicos y (equivalencias) entre grafos. Dichas funciones pueden ser mucho analíticas similares suelen conducir a diagnósticos parecidos—, más costosas desde el punto de vista computacional, pero, al la toma de decisiones en asuntos legales (sobre todo en situa­ tratarse de representaciones más precisas y profundas tanto ciones donde tales resoluciones se basan en la jurisprudencia), de los precedentes como de los nuevos problemas, los casos la robótica y, también, la interpretación expresiva de música, recuperados suelen resultar más adecuados que los obtenidos una actividad que, a priori, todos asociaríamos con facultades mediante una simple comparación de atributos superficiales. En cognitivas exclusivas del ser humano. medicina, una representación estructurada tendría en cuenta La resolución de un problema mediante CBR consta de varios las relaciones de causa y efecto entre los atributos. Por ejemplo, pasos. En primer lugar, hemos de describir la tarea que queremos se sabe que una presión sanguínea elevada en un ventrículo resolver con un lenguaje interpretable por un ordenador y calcu­ provoca dilatación cardíaca. Esta relación puede representarse lar su similitud con problemas anteriores. Estos se encuentran con un grafo en el que uno de los nodos corresponde a la pre­ almacenados, junto con sus respectivas soluciones, en una «base sión ventricular, otro a la dilatación cardíaca, y en el que ambos de casos». Después se recuperan uno o más ca­ sos parecidos y se intenta reutilizarla solución de uno de ellos, a menudo adaptada para tener en cuenta las diferencias entre el problema Los sistemas más avanzados original y el memorizado. La solución propues­ ta por el sistema debe entonces ser evaluada de CBR presentan un análisis —por ejemplo, aplicándola al problema inicial o sometiéndola al juicio de un experto— y, en función del resultado, retasada. Por último, que incluye casos a favor y en tanto el problema como su solución se añaden a la base de casos; es decir, se retienen en la contra. En definitiva, no se memoria. De esta manera, podemos decir que el sistema ha aprendido a resolver un nuevo trata únicamente de proponer problema. Las cuatro etapas fundamentales de este ciclo son conocidas como «las 4 R»; re­ cuperar, reutilizar, revisar y retener. soluciones, sino de poder

CASOS SIMILARES apoyarlas con argumentos La recuperación de los casos precedentes más apropiados y, por consiguiente, el cálculo de la similitud entre las descripciones de los problemas resulta quedan conectados por un enlace dirigido. En un caso real, un clave para el correcto funcionamiento de todo sistema de CBR. grafo completo incluiría las múltiples relaciones existentes entre Por este motivo, la mayor parte de las investigaciones se han cientos o incluso miles de variables. centrado en esta etapa. Pero el proceso de recuperación no tiene por qué limitarse En la mayoría de las aplicaciones, la selección de los prece­ a evaluar la similitud entre los casos precedentes y el nuevo dentes se basa en calcular una «función de similitud» entre las problema. En ocasiones, puede ocurrir que la solución asocia­ distintas variables, también llamadas atributos, que describen los da al precedente más similar no sea la más fácil de adaptar al casos anteriores y las asociadas al nuevo problema. En una aplh nuevo caso, por lo que no resultará útil. Para tener en cuenta cación médica, por ejemplo, tales atributos podrían ser la presión este aspecto debe recurrirse a la «recuperación guiada por adap­ sanguínea, la frecuencia cardíaca y la temperatura axilar. Para tación», la cual no solo tiene en cuenta el grado de similitud, cada uno de los casos almacenados en la memoria, se determina­ sino también lo fácil que resultará adaptar la solución al nuevo rían las similitudes entre los atributos individuales calculando, problema. Esta combinación de medidas de similitud y de coste por ejemplo, la distancia entre sus valores, y a continuación se de adaptabilidad se ha empleado con éxito, por ejemplo, en el evaluaría la semejanza global entre el caso precedente y el nue­ fútbol robótico. vo problema. Este paso requiere combinar de algún modo las En otras aplicaciones, como la recomendación de produc­ similitudes entre los atributos individuales. Una manera de ha­ tos, una ventaja de la recuperación de precedentes basada en cerlo puede consistir en calcular la medía aritmética. Si algunos la similitud es que, si no existe ningún producto que satisfaga atributos revisten más importancia que otros, deberá asociarse por completo los requerimientos del usuario, este puede recibir un peso a cada uno de ellos para obtener una media ponderada. sugerencias de productos semejantes. Sin embargo, los prece­ Una vez obtenida la función de similitud (la cual suele tomar dentes más similares pueden a su vez parecerse mucho entre sí, valores entre 0 y 1), se selecciona el precedente más similar. Este por lo que el usuario acaba recibiendo recomendaciones muy algoritmo de recuperación pertenece a la familia de los denomi­ poco diversas. Para evitar este problema, se han diseñado algo­ nados «algoritmos de vecino más próximo». ritmos de recuperación que combinan medidas de similitud y Sin embargo, puede ocurrir que la representación de los pro­ de diversidad, de modo que la selección de precedentes exhiba blemas no consista en una simple lista de atributos superficiales. un compromiso razonable entre parecido y variedad.

Agosto 2016, InvestigaeionyCiencia.es 57 ASI FUNCIONA Ver, recordar, aprender

El razonamiento basado en casos (CBR) es una técnica de inteli­ asigna un nuevo problema, un algoritmo recupera ei caso pre­ gencia artificial que, a diferencia de aquellas basadas en un tra­ cedente más s im ilar 1 y reutiliza su solución 2 , a menudo tamiento estadístico intensivo de los datos, emula algunos de adaptada para tener en cuenta las diferencias con e) nuevo pro­ los procesos cognitivos que tienen lugar en ¡a mente humana. blema. Después, dicha solución es revisada 3 , modificada En particular, se funda en el papel que desempeña la memoria si es necesario y, una vez considerada correcta, retenida en ia en el proceso de resolución de problemas y en el hecho de que base de casos 4 . Este último paso enriquece la experiencia del problemas similares suelen tener soluciones similares. sistemay mejora su capacidad para afrontar nuevos problemas Los sistemas basados en CBR cuentan con una «base de en el futuro. El esquema reproducido aquí ilustra de manera casos», la cual Incluye una colección de tareas ya resueltas simplificada las principales etapas de un ciclo de CBR, tomando en el pasado y sus correspondientes soluciones. Cuando se le como ejemplo un caso de diagnóstico médico.

Problema inicial

Descripción interpretable’ SÍNTOMAS NUEVOS por el ordenador RECUPERAR 3^—\ / Fiebre: 38,5 “C / Congestión

SÍNTOMAS recuperados / Fiebre: 38,1 "C / Congestión J Inflamación / Dolor

Almacenamiento de! caso resuelto. La experiencia del Reparación de la solución sistema aumenta (si es necesario)

Por último, otro factor que puede guiar la etapa de recupe­ flictos entre empresas relativos a posibles violaciones de secretos ración es la capacidad del sistema para justificar sus resultados. comerciales. Los sistemas más avanzados de CBR no limitan En IA es fundamental que el usuario pueda conocer los motivos sus justificaciones a mostrar al usuario el caso precedente más que soportan las sugerencias a las que llegan los algoritmos. similar, sino que lo complementan con un análisis más profun­ Las razones para ello son varias, pero un motivo es que, de esa do que incluye casos a favor y en contra. Es decir, el sistema manera, el usuario puede confiar en el sistema inteligente, sobre busca en su memoria contraejemplos que puedan invalidar- una todo en aquellas aplicaciones donde las decisiones puedan im­ solución frente a otra. En definitiva, no se trata únicamente de plicar consecuencias de calado, como sucede en el diagnóstico proponer soluciones, sino de poder apoyarlas con argumentos. AUTOR médico. Otro ámbito en el que la posibilidad de dar explicaciones Por desgracia, algunas de las últimas tendencias en IA, como EL desempeña un papel clave es el jurídico, ya que los precedentes el aprendizaje profundo, no pueden justificar cómo llegan a las SEGÚN SEGÚN similares crean jurisprudencia, la cual debe usarse para justificar soluciones que proponen los algoritmos. nuevas decisiones. Existen numerosos ejemplos de aplicaciones jurídicas basadas en el CBR. Uno de los sistemas más conocidos REUTILIZAR, REVISAR Y RETENER es HYPO, desarrollado por Kevin Ashley, de la Universidad de Tras la etapa de recuperación, la reutilización de un caso puede

Pittsburgh, el cual ayuda a tomar decisiones legales sobre con­ consistir en poner en práctica su solución sin modificarla, Esta CIENCIA. Y INVESTIGACIÓN

58 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 situación suele darse en tareas de clasificación, cuyo objetivo En el caso de la interpretación musical, su principal atrac­ consiste en determinar a qué dase pertenece e'l nuevo problema tivo radica en la dificultad que entraña representar los casos y, por tanto, parece razonable asignarle la clase del precedente precedentes; es decir, las piezas musicales. La primera apli­ más similar. cación del CBR a este ámbito fue presentada en 1998 por Jo- Sin embargo, otras tareas requieren adaptar la solución sep Lluís Arcos, del Instituto de Investigación en Inteligencia del caso más parecido antes de reutilizarla. Por ejemplo, si .Artificial (IIIA) de Barcelona; Xavier Serra, de la Universidad hemos de planificar un menú a partir de una base de casos de Pompen Fabra, y el autor de este artículo, y fue desarrollada en recelas, y uno de los platos es lasaña pero uno de los comen­ varios aspectos durante los años posteriores. Nuestro sistema, sales es vegetariano, el sistema procederá a adaptar la receta denominado SaxEx, es capaz de interpretar baladas de jazz de sustituyendo, por ejemplo, la carne por espinacas. El método una alta calidad expresiva a partir de una base de casos for­ de adaptación basado en reemplazar elementos de la solución mada por interpretaciones humanas del mismo estilo musical. original es muy común en CBR. A menudo, dicha sustitución Gracias a los ejemplos almacenados en su memoria y ayudado implica otros cambios. En nuestro ejemplo, el proceso de coc­ por las partituras, las cuales también se le proporcionan al ción de las espinacas será distinto del de la carne, por lo que el sistema, SaxEx puede convertir una entrada no expresiva en sistema deberá incorporarlas modificaciones correspondientes una interpretación que sí lo es (alegre o triste, por ejemplo). en la receta final. La expresividad musical constituye un campo de estudio de La etapa de revisión consiste en comprobar si la solución gran importancia tanto en musicología como en informática propuesta es correcta y, en caso de no serlo, proceder a su re­ musical. En el pasado, los sistemas basados en reglas para paración. Para ello el sistema deberá.poseer los conocimientos modelizar la expresividad contemplaban únicamente dos pa­ necesarios para enmendar la solución, los cuales pueden re­ rámetros, la dinámica y el rubato, ya que resulta muy difícil presentarse en forma de reglas de reparación. También pueden encontrar reglas que capturen la variedad que caracteriza a buscarse otros casos precedentes que la completen. Considere­ las interpretaciones expresivas. Además, los diferentes pará­ mos un diagnóstico médico que sugiera que la válvula aórtica metros interactúan unos con otros, lo que complica aún más está calcificada. Si, en opinión de los médicos, ese dictamen la identificación de reglas. aún no explica todos los síntomas del paciente, convendrá revisar la solución y buscar precedentes ______A P L I C A C I O N E S ______relevantes. Uno de ellos podría sugerir que tal vez la válvula mitral también se encuentre calcificada. Si dicha posibilidad explica mejor todos los sínto­ Tócala otra vez mas, el diagnóstico inicial se revisaría para incluir ambas válvulas. El razonamiento basado en casos se ha aplicado con éxito en todo La última etapa del ciclo de resolución de pro­ tipo de dominios, desde el diagnóstico médico y la jurispruden­ blemas mediante CBR es la de retención, o memo­ cia hasta el fútbol robótico o la interpretación musical. Este último rización del nuevo caso y de su solución. Este paso ámbito ha dado lugar a importantes avances debido a la gran dificul­ no suele ser completamente automático, ya que por tad que entraña representar los casos (piezas musicales) en un len­ lo general es el usuario quien, una vez revisada la guaje interpretable por un ordenador. solución y considerada correcta, decide añadirla a SaxEx, un sistema pionero desarrollado por investigadores del la base de casos, enriqueciendo así la experiencia del Instituto de Investigación en Inteligencia Artificial (IIIA) de Barce­ sistema de cara a problemas futuros. Es importante lona, es capaz de generar interpretaciones expresivas de baladas de señalar que numerosos sistemas de CBR comparan jazz (alegres o tristes, por ejemplo) a partir de una entrada carente el nuevo caso con los ya existentes para detectar de expresión (esquema). Para ello, el sistema emplea una base de posibles redundancias. Si existe algún precedente casos que incluye interpretaciones humanas del mismo estilo musi­ con características muy similares, se le mostraría cal. Tras recuperar las más pertinentes y analizarlas, SaxEx deduce al usuario para que considere la conveniencia de qué rasgos interpretativos debe emplear para conferir expresión retenerlo. La razón para querer almacenar casos a la pieza propuesta. muy similares puede ser que haya muy pocas dife­ rencias pero que estas sean muy significativas. Si All ofme eso ocurre, el usuario procedería a incluir el nuevo problema y su solución en la base de casos y lo indexaría según la diferencia observada, con el fin de facilitar su futura recuperación. De esta mane­ ra se cierra por completo el ciclo de resolución de problemas con CBR.

INTELIGENCIA MUSICAL A continuación describiremos dos áreas de aplica­ Uno de los aspectos más interesantes de SaxEx reside en que ción del CBR especialmente interesantes por la gran el sistema consigue aprovechar los conocimientos de un intérprete complejidad que presentan: la música y el fútbol humano que se hallan implícitos en sus interpretaciones musicales, robótico. Estudiadas durante la primera década de sin necesidad de hacerlos explícitos por medio de reglas. La página este siglo, ambas plantearon importantes desafíos al web del autor incluye enlaces a varios ejemplos de audio de interpreta­ CBR y contribuyeron a perfeccionar varios aspectos ciones expresivas ejecutadas por SaxEx; www.iiia.csic.es/-mantaras de esta técnica.

Agosto 2016, InvestigacionyCienda.es 59 SaxEx ha demostrado que es posible aplicar el CBR para SI TE INTERESA incorporar cinco parámetros: dinámica, rubato, vibrato, articu­ ESTE TEMA... lación y ataque de las notas. Para ello, el sistema analiza pre­ viamente las interpretaciones humanas alojadas en su memoria Descubre Inteligencia, artificial, mediante técnicas espectrales, las cuales permiten obtener una el último número de nuestra colección descripción simbólica de los niveles dinámicos de las notas y de monográficos digitales (en PDF), de su duración, así como del vibrato, articulación y tipo de donde podrás encontrar algunos de ataque. Además, SaxEx incorpora conocimientos musicales; los mejores artículos publicados en concreto, una modelización parcial de la teoría generativa en IyC sobre los retos científicos, de música tonal desarrollada en los años ochenta del siglo técnicos, cognitivos y éticos que pasado por Fred Lehrdal, musicólogo de la Universidad de plantean las máquinas pensantes. Columbia, y Ray Jackendoff, lingüista de la Universidad Tufts. Dichos conocimientos son necesarios para analizar las par­ tituras, determinar qué función desempeña cada nota en la www.investigacionyciencia.es/revistas/espedal/numero/21 frase musical a la que pertenece y, de esta forma, recuperar de la base de casos aquellas notas expresivas más similares a las de la frase musical de entrada. Una vez seleccionadas, SaxEx procede a transferir sus valores expresivos a las notas que deben sintetizarse. FUTBOL ROBÓTICO Ea representación de casos en SaxEx es estructurada y com­ Uno de los grandes retos a los que se enfrenta la LA consiste en pleja, lo que requirió desarrollar un nuevo lenguaje de repre­ diseñar comportamientos coordinados y en tiempo real de robots sentación y un algoritmo de recuperación propio. Este último móviles autónomos en entornos inciertos, dinámicos y adversos. se basa en la noción de «perspectiva»: en ella, los casos y sus En una serie de trabajos desarrollados en el IIIA a ñnales de similitudes se representan mediante términos que pueden ser la pasada década, aplicamos el CBR para seleccionar acciones vistos como grafos dirigidos no cíclicos, y el algoritmo de re­ cooperativas en un equipo de robots futbolistas a partir de un cuperación proporciona una relación de orden que permite conjunto de jugadas almacenadas en la base de casos. El objeti­ seleccionar el precedente más similar (en este caso, las notas vo consiste en lograr pases coordinados entre los robots atacan­ expresivas más semejantes). Se trata de un claro ejemplo en tes para superar la defensa del equipo rival. Los casos hacen el que la aplicación a un dominio antes inexplorado obliga a una distinción explícita entre las características directamente desarrollar nuevas técnicas. controlables (la posición de los robos atacantes) y aquellas que Aunque limitados a interpretaciones monofónicas, los resul­ no lo son (la posición de los robots rivales y del balón). tados obtenidos con SaxEx son muy convincentes y demuestran Nuestro sistema se basa en un algoritmo original de recupe que el CBR constituye una técnica muy poderosa de resolución ración de casos que, además de evaluar la semejanza entre la de problemas. Una de sus principales ventajas reside en que situación del momento y las almacenadas en la base de casos, el sistema puede aprovechar directamente los conocimientos tiene también en cuenta el coste de adaptación que supone de un intérprete humano implícitos en sus interpretaciones desplazar a los robots atacantes desde la posición en la que se musicales, pero sin necesidad de hacerlos explícitos por medio encuentran hasta la sugerida por la jugada almacenada más de reglas. similar. Nuestro sistema ha sido puesto a prueba tanto en Sobre la base de los resultados de SaxEx, nuestro grupo de simulaciones como con robots reales, en jugadas en las que investigación desarrolló posteriormente TempoExpress, un sis­ intervienen dos robots atacantes contra dos defensas, o contra tema que logra modificar el tempo de una pieza musical sin un defensa y un portero. Los resultados demuestran que es alterar su expresividad. El problema reside en que no basta con posible lograr un juego colaborativo y con pases bien planifi­ reducir de manera uniforme la duración de todas las notas, ya cados y ejecutados, superando con claridad a los métodos de que la expresividad es un recurso para enfatizar la estructura juego que no planifican los pases. musical de la melodía y su afectividad, y tanto una como otra Otros trabajos también han aplicado el CBR al fútbol robótí- dependen del tempo. TempoExpress tiene en su base de casos co, tanto con robots reales como en la liga de robots simulados un conjunto de interpretaciones expresivas a tempos distintos. de la competición internacional RoboCup. Celebrada cada año, Cuando recibe como entrada una interpretación a un tempo esta iniciativa tiene como objetivo último la creación de un dado y el nuevo tempo de salida, recupera de la base de casos equipo de robots autónomos humanoides que, en 2050, venza interpretaciones a tempos similares al de entrada y a! de sali­ a la selección campeona del mundo: una predicción de líiroaki da, analiza las diferencias entre ambas y se basa en ellas para Kitano, presidente de los laboratorios de investigación de Sony. generar la nueva interpretación. En particular, la categoría de robots simulados (no físicos) per­ Otras aplicaciones del CBR a la música expresiva han sido mite centrarse en problemas más complejos, como aquellos rela­ desarrolladas por Tbizan Suzuki y sus colaboradores del Instituto cionados con la toma de decisiones y otros aspectos de la lA, ya de Tecnología, de Tokio, así como por Asinir Tobudic y Gerhard que no es necesario hacer frente al indeterminismo del mundo Widmer, del Instituto Austríaco de Investigación en inteligencia físico. Por ejemplo, resulta posible modelizar el comportamiento Artificial. La primera también recurre a una base de casos para de los jugadores rivales. Varios trabajos han usado el CBR para generar múltiples interpretaciones expresivas de una pieza, sí aprenderla manera en que juegan ios robots oponentes, predecir bien su análisis solo considera dos parámetros expresivos. Por su sus movimientos y actuar en consecuencia. Un problema de este parte, el trabajo de Tobudic y Widmer reconoce los patrones de enfoque reside en que el modela predictivo así obtenido resulta interpretación de un concertista de piano al nivel de las frases específico para cada equipo rival, por lo que el aprendizaje re­ musicales y aprende a aplicarlos a ejecuciones nuevas. sulta poco útil una vez que se cambia de oponente.

6 0 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 INSTITUTO D£ INVESTIGACION EN INTELIGENCIAARTIFICIAL/CSIC qué punto resulta conveniente incorporar un nuevo caso a la a caso nuevo un incorporar conveniente resulta en punto qué queda hoy, por hoy que, etapa una caso; retener nuevo de un decisión la no o automatizar interesante sería también otros eliminar requerir puede nuevo caso un de corporación detección la en CBRde y, sistema particular, en un en tenidos el es abierto aún problema un embargo, Sin aplicaciones. vas memoria: ¿contribuirá a mejorar las prestaciones de! sistema de! prestaciones las mejorar a ¿contribuirá memoria: hasta analizar debería ello, elsistema Para usuario. del manos Por último, obsoletos. o parcialmente tota] quedado que hayan in­ la que ya problema, un supone también casos los de tempo­ ral validez La incoherencias. posibles y redundancias de información estructurada. de no eficiente recuperación y representación la de nue­ en precedentes comocasos usarla esa poder para toda a experiencia acceder imágenes, gustaría nos libre, (texto general, En etcétera). Internet sonido, en presente estructurada no principales los de uno desarrollos, futuros a cara De posibles. para coordinarse que tienen agentes varios que ya complejo, especialmente además, resulta, paso soluciones.Este las último y recuperación de la reutilización para la retos grandes plantean fútbol el En musicales. conocimientos en basadas cuperación nuevo un necesita y se música, la atributos a de respecta lista que lo una En a valores. limitarla posible es no que de tido retos consistirá en aprovechar la gran cantidad de información deinformación cantidad la gran aprovechar en consistirá retos tarea. una resolver adversos de yagentes incierto la presencia entorno robótico, un la en el sen­ complejidad, gran casosde cuanto los reviste CBR por en representación básica investigación la para particular tipo de representación estructurada, así como técnicas de re­ de técnicas como así estructurada, representación de tipo interés un revisten aquí descrito liemos qtie ámbitos Los dos Otro desafío reside en el mantenimiento de los casos con­ casos los de mantenimiento el en reside desafío Otro Hoy las aplicaciones del CBR abarcan casi todas las áreas áreas las todas casi CBRabarcan del aplicaciones Hoy las L B DL O R U T U F DEL CBR EL enfrenta la inteligencia artificial. Estos robots A IB O de SO N Y han sido sido han Y N SO de O IB A se que los robots a Estos retos artificial. mayores los de uno inteligencia la constituye enfrenta icos dinám entornos en pasadas, logrando un juego co la b o ra tivo y pases bien planificados. bien pases y experiencias tivo de ra o rtir b a la p en a co basado nuevas juego un sistema un situaciones a logrando radas G afrontar pasadas, a fútbol. al r aprenden juga robots para los CBR. IIIA el en programados P ASES C O O R D IN A D O S : Diseñar robots autónom os capaces de reaccionar reaccionar de capaces os autónom robots Diseñar : S O D A IN D R O O ASES C los nuevos frentes que abra la resolución de estos problemas problemas estos de resolución la abra que frentes nuevos los y estructurada, no información de partir a razonar y casos los aá ua neeatsalccoe uua. U futuras. aplicaciones interesantes a lugar darán de de CBR.los sistemas automático Sin duda, el mantenimiento representar para métodos nuevos de CBRdesarrollo elen son retenerlo? no mejor sea precedentes, casos los con redundancia su a debido vez o,tal Abejas reboticas. Robert Wood,Radhika Nagpal Gu-Yeon Wei en Técnicas de aprendizaje automatizado. Yaser S. Abu-Mostafa en fyC, www.riia.csic.es/~mantaras A case-basedapproach for coordinated action selection insoccer. robot SaxEx:A case-basedreasoning System generatlng expressive for musical En definitiva, las principales líneas de investigación actual actual investigación de líneas principales las definitiva, En N S ARCHI O IV H C R A O R EST U N EN case-baseA concepttechnique. Ningedlting drift-tolerant Lu et al. en Retrievai, reuse, revise, and case-based in retention reasoning.Ramón S Á M ER B SA A R PA D y namic memory:of A reminding andtheory in learning computers and A rtificial Intelligence, rtificial A abrilde 2013. SaxEx. mayo de 2013. págs. 1014-1039, junio de 2009. irterpretaciones musicales expresivasa logradas varios aspectospor elsistema de inteligentesu trabajo, así como a ejemplos de audio de las en Journal of en Journal págs. 215-240, septiembre de 2005. RaquelRos et al. en Artificial López de Mániaras et ai. en The performances. Josep Lluís Arcos. Ramón López de Mántarasy Xavier Serrapeople. Roger C. Schank. Cambridge University Press, 1983. New Mus/c ------vol. 230, págs. 108-133, enero de 201ó. Research, : Página web del autor. Incluye numerosos enlaces Intelligence Journal, Intelligence Kmwledge Engineering Review, Engineering Kmwledge vol. 27, n.° 3, págs. 194-210,1998. gso21,lvsiainCecae 61 lnvestigacionyCiencia.es 2016, Agosto vol. 173, 9-10,n “ vol. 20, n.° 3, lyC,

INFORME ESPECIAL LA EDAD DE ORO DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL

AUTOMOCIÓN LA VERDAD SOBRE LOS COCH ES SIN CONDUCTOR

Llegarán pronto, pero no serán como nos han hecho creer

Eleven E. Shlaclover

EX SÍNTESIS I

La prensa y la industria del automóvil han exa­ Los sistemas de conducción automatizada que de­ Algunas aplicaciones son viables y tal vez gerado las capacidades del coche automatizado. penden de la intervención humana en caso de emer­ inevitables; entre ellas, los aparcacoches Todo encuentro en la carretera, por simple que sea, gencia son especialmente problemáticos. Aun así, en automáticos, las lanzaderas en recintos plantea enormes dificultades a los ordenadores. el próximo decenio veremos algunos sistemas de con­ universitarios, las columnas de camiones Los chóferes robóticos aún tardarán décadas en ducción autónoma, aunque restringidos a aplicaciones pesados y los sistemas automáticos de aparecer. y condiciones específicas. control para carriles de autopista.

Agosto 2016. lnvcstigadonyCiencia.es 63 Steven E. Shladover es ingeniero mecánico y cofundador de! programa Sodos para la Tecnología Avanzada del Transporte (PATH), desarrollado por el Instituto de Estudios sobre el Transporte de la Universidad de California en Berkeley.

N UN FUTURO CERCANO, UN CHÓFER ELECTRÓNICO NOS LLEVARÁ A DONDE queramos ir, en el momento en que lo deseemos y con total se­ guridad... siempre y cuando no tengamos que girar a la izquierda a través del tráfico. Las cambiantes superficies de las carreteras también supondrán un problema, igual que la nieve y el hielo. Será de crucial importancia evitar a los agentes de tráfico, a los vigilantes de los cruces de peatones ante las escuelas y a los ve­ hículos para emergencias. Además, en entornos urbanos, donde es probable que un peatón aparezca de repente frente al coche, quizá deberíamos ir a pie o en metro.

Estas simples situaciones con las que se topan a diario los de automatizar otras subtareas asociadas a la conducción. En conductores humanos plantean enormes problemas a los orde­ la actualidad están muy difundidos los controles de velocidad nadores. Su resolución requerirá tiempo, dinero y esfuerzo. Sin adaptativos, que mantienen la velocidad y la distancia de segu­ embargo, mucha gente está llegando a convencerse de que los ridad con los vehículos que circulan por delante. Los asistentes vehículos completamente automatizados se hallan a la vuelta de permanencia en el carril, como los incorporados en los nuevos de la esquina. modelos de Mercedes-Benz e Inftniti, se valen de cámaras, senso­ ¿Qué ha originado este malentendido? Parte del problema ra­ res y controles de dirección para mantener el vehículo centrado dica en la terminología. Los medios de comunicación aplican los en el carril. Hoy los coches son ya bastante inteligentes, pero descriptores «autónomo», «sin conductor» y «que se conduce a existe un enorme trecho entre estos sistemas y la conducción sí mismo» de forma indiscriminada a tecnologías que presentan completamente automatizada. importantes diferencias entre sí. Se han difuminado así unas La taxonomía en cinco niveles definida por SAE Internacional distinciones clave. Además, la industria de la automoción no ha (antes llamada Sociedad de Ingenieros de Automoción) nos sirve ayudado a aclarar las cosas. Los especialistas en mercadotecnia para clarificar nuestra reflexión sobre la conducción autónoma. que trabajan para fabricantes de automóviles, proveedores de Los tres primeros peldaños de esta escala de automatización equipos y compañías tecnológicas se esmeran por componer creciente (excluyendo el nivel cero, que corresponde a la auto­ materiales publicitarios que admitan un amplio abanico de matización nula) están ocupados por tecnologías que precisan interpretaciones del grado en que los respectivos productos la intervención humana en caso de emergencia. El control de automatizan la conducción. Y a los periodistas que cubren este velocidad adaptativo, el asistente de permanencia en el carril y campo les conviene adoptar las predicciones más optimistas, otros dispositivos similares pertenecen al nivel uno. Los sistemas ya que estas se antojan más emocionantes. La consecuencia de de nivel dos combinan las funciones de las tecnologías ubica­ este bucle retroalimentado es una espiral de expectativas cada das en el primer escalón (por ejemplo, los controles laterales vez menos realistas. y longitudinales de los sistemas de mantenimiento del carril y Esta confusión es desafortunada, porque la conducción auto­ de control de velocidad adaptativo) para automatizar tareas de matizada, en efecto, está Degando. Pero no ocurrirá exactamente conducción más complejas. Es el grado máximo de automati­ como nos están haciendo creer. zación alcanzado en los vehículos que pueden adquirirse hoy en el mercado. Los sistemas de nivel tres permitirían a los con­ DEFINICIÓN DE CONDUCCIÓN AUTOMATIZADA ductores activar el piloto automático en situaciones concretas, Conducir constituye una actividad mucho más compleja de lo como durante un atasco en una autopista. que la mayoría de las personas aprecian. Implica un amplía va­ Los dos escalones siguientes presentan profundas diferencias riedad de habilidades y acciones, algunas de las cuales pueden con los anteriores, ya que funcionan casi sin ayuda humana. Los automatizarse con mayor facilidad que otras. Mantener la ve­ sistemas de nivel cuatro (automatización elevada) se encargarían locidad en una carretera despejada resulta sencillo; esa es la de todos los aspectos de la conducción dinámica, pero actua­ razón de que los sistemas de control de velocidad ordinarios rían solo en situaciones definidas de forma muy estricta: por lleven decenios haciéndolo de manera automática. Conforme ejemplo, en un aparcamiento cerrado o en carriles de autopista ha progresado la tecnología, los ingenieros han sido capaces reservados para vehículos de ese tipo. Por último, en la cima se

6 4 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 FUENTE SAE INTERNATIONAL (WWWSAE.ORG/MISC/PDFS/AUTOMATED.DRIVING.PDF): PARA DOCUMENTACIÓN. INCLUIDAS LAS DEFINICIONES ORIGINALES COMPLETAS. VÉASE MXQNOMYAND DFFINIWfJS FOR TERMS REIATFD TOON-ROAÜ MOTOR VEHICtlMJTOMATED DRMNG SYSTEMS. SAE INTERNATIONAL. ENERO 2014; NIGEL HOLMES (iconos) los sistemas de nivel tres se demoren tanto como los de nivel de los como tanto demoren se tres nivel de sistemas los eje­ director Ghosn, Carlos como oyealguien a cuando gente la cinco. Pero ¿qué ocurre con el nivel cuatro? Lo tendremos el Lotendremos cuatro? nivel el con ocurre ¿qué Pero cinco. Cabe automatizado. elnivel cinco,halla elplenamente vehículo de nivel cinco estén en el mercado para entonces. Y puede que Y puede entonces. para elmercado en estén cinco nivelde carreteras. las en autónomos vehículos habrá 2020, año el para que, confianza absoluta con anunciar Nissan, de cutivo estoes que lo que se le suponer a viene ala cabeza de mayoría la ainy o h raiaoe uaecl eú s dependencia su ti­ según a m escala to u una a en de niveles organizado ha distintos los los inan. y de Ilum zación aquí, que más parafraseadas «sin oscurecen », ciones, o» o cid om ndu utón «a utoco «a y expresiones r» las to c u d n inología: o c term la barullado em aaalrrls oa, A Itrainl aeaoaod fini­ de elaborado ha Internacional SAE cosas, las aclarar han Para unicación com de edios m los y vil ó tom au del industria La Lo cierto es que nadie espera que los sistemas automáticos automáticos sistemas los que espera nadie que es Locierto tareas de tareas problemas surgen si control el automatizadas conducción de Número frena y acelera Quién toma Quién conducción de entorno el vigila Quién el volante, el maneja Quién

de dispositivos Ausencia total Automatización adaptativo. velocidad el control de conducción, como de ayuda a la Un conductor humano el Unvigila entorno humano conductor . e f . e f T ■ „ t Conductor Conductor Conductor Ninguna Humano humano humano nula 0 La escalera de la automatización escalera La Conductor humanoConductor a mantener la Sistemas que ayudan vehículo al conductor. el control del carril,pero que dejan velocidad® a permanecer en un . ? e f ( de conducción . e f ( modalidades Conducción . e f Conductor Conductor . e f y sistemay humano humano Algunas asistida 1 V( O\ TV\() VI í TOMOYII.f STIC Al A A y controles automáti­ del carril. mantenimiento cos de velocidad por ejemplo, de La combinación de Automatización de dirección; . e f de conducción modalidades . e f . e f Conductor Conductor Algunas humano humano Sistema parcial 2 y un accidente con heridos cada 64.000 horas. Estas cifras fijancifras Estas horas. 64.000 cada heridos con accidente y un Según colisiones notable. evitar las graves resulta para humanos A de pesar la popular,percepción de la capacidad los conductores estado confuso este comprender poder Para decenio. próximo tm accidente mortal cada 3,3 millones de horas de conducción conducción de horas de 3,3millones cada mortal accidente tm 2011, para produce Unidos se Estados de de tráfico estadísticas de las cosas, tenemos que hablar de informática. de hablar que tenemos cosas, de las ción sin necesidad de Intervención hum ana— aún tardarán tardarán aún ana— hum Intervención de necesidad sin ción — chóferes electrónicos que pueden gestionar cualquier situa­ llegar. cualquier en décadas gestionar pueden cinco que nivel de abordable electrónicos atizados más autom chóferes — principio, sistemas en Los es, tres. el cuatro que nivel el plo, ejem Por sas. decreciente del conductor. Esta jerarquía depara algunas sorpre­ algunas depara jerarquía Esta conductor. del decreciente y y vigilan el entorno, de emergencia. ción humana en caso pero con Interven­ dos que conducen Sistemas automatiza­ El sistema vigila el entorno vigila El sistema Automatización . e f ( de conducción modalidades Conductor condicional . e f humano Algunas Sistema Sistema 3 LLA I CA IC T Á M R O F IN A L IL D A S E P todas las tareas de limitadas. circunstancias pero solo en caso de emergencia), conducción (aun en Sistemas que realizan Automatización de conducción . e f ( modalidades Algunas 5istema Sistema gso21.lvsiainCecae 65 lnvestigarionyCiencia.es 2016. Agosto elevada Sistema 4 en las emergencias. Intervención humana circunstancia y sin vehículo en cualquier control total del electrónico, con El verdadero chófer Automatización de conducción modalidades Todaslas Sistema Sistema Sistema plena 5 un estándar muy alto para los sistemas de conduc­ ción autónoma: como mínimo, deberán ser tan se­ guros como los conductores humanos. Para alcanzar este grado de fiabilidad se requerirá un desarrollo inmensamente mayor del que los entusiastas de la. automatización quieren creer. Piense en la frecuencia con que se cuelga su or­ denador. En el caso de un automóvil, un retraso de tan solo una décima de segundo en la respuesta del programa supondría con gran probabilidad un peli­ gro para el tráfico. Por tanto, los programas que se encarguen de la conducción autónoma deberán di­ señarse conforme a unos estándares radicalmente distintos a los aplicados en la actualidad a los dis­ positivos electrónicos de consumo. El establecimiento de metodologías y protocolos entrañará profundas dificultades y precisará avan­ ces básicos en informática y en procesamiento de señal. Hacen falta nuevos procedimientos para di­ señar programas que garanticen un funcionamiento correcto y seguro incluso en condiciones complicadas y muy cambiantes. Hoy existen métodos formales que permiten anali­ zar todos los posibles fallos de un fragmento de programa antes de escribirlo (pueden verse como una especie de «demostración matemática» para programas informáticos), pero solo funcionan en aplicaciones muy sencillas [véase «Lo que Church y Turing ya sabían sobre mi portátil», por Salvador Lucas, en este mismo número]. Es ahora cuando ios científicos están estudiando cómo aumentar la escala de este tipo de pruebas para validar la com­ plejísima programación requerida para controlar un vehículo completamente autónomo. Una vez que se haya escrito el programa, los ingenieros in­ formáticos necesitarán nuevas herramientas de depuración y verificación. Los métodos existentes son demasiado engorrosos EL P R Ó X IM O A Ñ O , Volvo Cars probará sobre el terreno cien y costosos para llevar a cabo esta tarea. Para ponerlo en perspec­ vehículos equipados con sistemas que automatizan la conducción tiva, téngase en cuenta que la mitad del coste de un avión militar en tramos especiales de autopista (1 y 2). En Europa también se han o comercial nnevo se destina a verificar y validar sus programas. em pleado vehículos Volvo en ensayos de trenes de carretera (3). Y el sistema informático de un avión es, en realidad, mucho menos complejo que el que se requerirá en los vehículos de carretera automatizados. Un ingeniero puede diseñar un piloto situaciones de peligro con las que se topará cuando miles de automático para un avión sabiendo que en muy raras ocasiones, personas lo usen con regularidad. Ya se están pensando solucio­ si es que se presenta alguna, tendrá que vérselas con más de nes a este problema —la industria y el Gobierno alemanes han una o dos aeronaves en sus inmediaciones. Al piloto automático lanzado un proyecto al respecto de millones de euros—, pero no le hace falta conocer la velocidad y la posición de los otros por ahora se trata solo de esfuerzos incipientes. aparatos con precisión milimétrica, ya que la distancia ala que El programa informático que controlará al vehículo, su se encuentran le da margen para actuar. Las decisiones deben «cerebro», no es el único componente que debe someterse a tomarse en un tiempo del orden de decenas de segundos. Por el un examen detallado. También habrá que analizar con minu­ contrario, un vehículo de carretera automatizado tendrá que vi­ ciosidad los sensores que suministran a ese cerebro los datos gilar la trayectoria de docenas de vehículos, localizar obstáculos que empleará para tomar decisiones. Los ingenieros han de de­ y tomar decisiones en una fracción de segundo. La complejidad sarrollar nuevos algoritmos de fusión de datos y procesamiento del programa aumentará en varios órdenes de magnitud con de señales que puedan distinguir entre objetos inofensivos y respecto a la del que hace volar a un aeroplano. peligrosos situados en la trayectoria del vehículo, sin apenas Cuando se valide el programa, los fabricantes necesitarán falsos negativos (un objeto peligroso que no se ha identificado) «demostrar» la seguridad de un sistema de conducción comple­ y con poquísimos falsos positivos (un objeto inofensivo que se tamente automatizado que satisfaga a los gestores de riesgo de ha clasificado erróneamente, con las consiguientes respuestas la empresa, a las compañías de seguros, a los defensores de la inapropiadas, como un viraje brusco o un frenazo). seguridad vial, a las autoridades y, por supuesto, a los clientes. Para alcanzar tales objetivos, los ingenieros no pueden re­ La clase de «ensayos de aceptación» formales que se usan hoy currir al mismo tipo de redundancia por fuerza bruta usada en resultan del todo impracticables para este propósito. Quienes los aviones comerciales, ya que un coche automatizado es un probasen un vehículo tendrían que hacer con él cientos de mi­ producto de consumo que debe ser asequible para la población llones de kilómetros, si no miles de millones, para garantizar general. Acudir a la inteligencia artificia] tampoco parece una so­

con suficiente confianza estadística que lo han sometido a las lución obvia. Algunas personas han sugerido que los algoritmos ff-3) GROUP CAR VOLVO DE CORTESÍA

66 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 201S sitios disponibles y circular hasta ellos. Dado que no habrá ne­ cesidad de abrir las puertas, las plazas de aparcamiento serán más estrechas que hoy, de modo que cabrán más vehículos en garajes en áreas donde el espacio es caro. En zonas peatonales urbanas, parques empresariales, recin­ tos universitarios y otros lugares donde se excluya a los vehículos veloces, circularán lanzaderas sin conductor. En tales entornos podría bastar con sensores de capacidad reducida para detectar a peatones y ciclistas. Y, si se produjese un falso positivo y el vehículo frenara sin necesidad, no se causarían daños (aunque los pasajeros se podrían irritar). El proyecto CitvMobil2, de la Comisión Europea, lleva varios años probando estas técnicas y tiene programada la demostración final para este verano. Gracias a los carriles separados para autobuses y camiones, los vehículos comerciales funcionarán pronto con niveles más de aprendizaje automático podrán lograr que los sistemas de altos de automatización. Separar físicamente a estos vehículos conducción autónoma estudien los datos de millones de horas del resto de los usuarios simplificará muchísimo los sistemas de conducción para, después, ir aprendiendo en el transcurso de de detección de amenazas y de respuesta. Al final, un tren o fila su ciclo de vida. Sin embargo, el aprendizaje automático pre­ india —disposición que ahorra combustible— de autobuses y ca­ senta sus propios problemas, ya que se trata de una técnica no miones sin conductor podrá seguir a un vehículo conducido por determinista. De una misma cadena de montaje podrían salir una persona. Diversos grupos de investigación de todo el mundo, dos vehículos idénticos que, un año después, y como consecuen­ entre ellos el programa PATH de la Universidad de California cia de haberse enfrentado a situaciones de tráfico diferentes, en Berkeley, el proyecto japonés Energy ITS y los proyectos acaben comportándose de manera muy distinta. europeos KONVOI y SARTRE, ya han ensayado prototipos de sistemas de trenes, de autobuses y de camiones. UN FUTURO DE NIVEL C U A T R O Sin embargo, lo más probable es que la automatización de Antes solía decir que los sistemas de conducción de nivel cinco, nivel cuatro se aplique en el próximo decenio, sobre todo, como plenamente automatizados, no serían factibles antes de 2040. A sistema autónomo de autopista para vehículos de pasajeros de partir de cierto momento se me empezó a atribuir la afirmación uso personal. Bajo ciertas condiciones, permitirán que los auto­ de que el nivel cinco llegaría en 2040. Ahora digo que no disfru­ móviles se conduzcan a sí mismos en secciones de autopista taremos de vehículos plenamente automatizados y capaces de designadas para ello. Los vehículos contarán con subsistemas conducir en cualquier circunstancia hasta 2075. ¿Podría ocurrir y componentes redundantes para que, si surgen complicacio­ antes de ese año? Sin duda. Pero no mucho antes. nes, puedan volver a casa sin intervención humana en modo Las perspectivas parala automatización de nivel tres también «precario» de funcionamiento. Seguramente se restringirá su se ven empañadas por el problema, muy real, de que ante una uso a los momentos de buen tiempo y a tramos de autopista emergencia haya que recuperar la atención de un conductor caitografiados con todo detalle, incluidas la señalización y las que está en las nubes mientras contempla el paisaje o, peor, que marcas délos carriles. Estas secciones de carretera podrían in­ se ha dormido. He oído a representantes de varios fabricantes cluso incorporar «puertos seguros» a los que puedan acudir de automóviles decir que se trata de una cuestión tan difícil de los vehículos en caso de problemas. La mayoría de los grandes resolver que, sencillamente, no intentarán el nivel tres. Excep­ fabricantes de automóviles están trabajando para desarrollar tuando los asistentes de conducción en atascos, que toman el estos sistemas; Volvo Cars planea realizar el año que viene un control cuando se está parando y arrancando todo el rato (es ensayo público sobre el terreno con 100 prototipos en la ciudad decir, donde la velocidad es tan baja que el peor choque no de Gotemburgo. irá más allá de un parachoques abollado), cabe pensar que la Puede que estos escenarios no suenen tan futuristas como el automatización de nivel tres no se producirá nunca. que evoca un chófer electrónico personal, pero serán factibles A pesar de todo, dentro de poco veremos vehículos con un alto —e incluso inevitables— dentro de poco. IB grado de automatización, probablemente en el próximo decenio. Casi todos los grandes fabricantes de automóviles y muchas com­ pañías tecnológicas están dedicando importantes recursos a los sistemas de nivel cuatro: conducción plenamente automatizada, PARA SABER MÁS pero restringida a entornos específicos y que no depende de la Technical challengesforfully automated driving Systems. Steven Shladover. intervención de un conductor humano falible. Cuando se limitan Presentado en el 21st World Congress on Imelligent Transpon Systems. Detroit, Micbiga n; 7-11 de septiembre de 2014. las situaciones en que los sistemas autónomos pueden actuar, su Towards road transpon automation: Opportunities in public-private viabilidad aumenta mucho. (Los transportes automatizados de coilaboration. Actas del tercer congreso EU-il.S. Transponatíon Research personas llevan años funcionando en los grandes aeropuertos, Symposium, Washington, D.C., 14-15 de abril de 2015. National Academies pero circulan por carriles separados por completo.) oí Sciences, Engíneering, and Medicine, 2015. Taxonomy and definitions for terms related to on-road motor vehicfe Con toda probabilidad, los próximos diez años traerán siste­ automated driving Systems. Definiciones para el informe de2Q14deSAE mas de aparcacoches automáticos que permitirán a los conduc­ International: www.sae.org/mist/pdfs/automated_driving.pdf tores dejar sus vehículos en la entrada de un garaje equipado de modo conveniente y que excluya el acceso de peatones y coches EN NUESTRO ARCHIVO no automatizados. Un sistema instalado a bordóse comunicará Seguridad dinámica para automóviles. Steven Ashley en lyC, marro de 2009. con sensores distribuidos por todo el recinto para localizar los

Agosto 2016, investigadonyCicticia.es 67 Stuart Russell es profesor ce ciencias de la computación de ¡a Universidad de California W t en Berkelty y experto en inteligencia artificial. f J

ANÁLISIS ¿HEMOS DE TEMER A LOS ROBOTS SUPERINTEUGENTES? Si no actuamos con cuidado, podremos acabar enfrentados a máquinas inteligentes y decididas cuyos objetivos entren en conflicto con los nuestros

Stuart Russell

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S DIFÍCIL EVITAR LA INQUIETANTE SOSPECHA DE QUE LA CREACIÓN DE máquinas más inteligentes que nosotros p o d r ía convertirse en un problema. Si los gorilas hubieran creado por accidente a los humanos mucho tiempo atrás, es probable que hoy, en peligro de extinción, desearan no haberlo hecho. Pero ¿por qué, en concre­ to, resulta problemática la inteligencia artificial (IA) avanzada?

La idea de Hollywood según la cual unas máquinas cons­ consecuencia lógica del simple hecho de que la máquina no cientes se vuelven malignas de modo espontáneo y capitanean puede alcanzar su propósito original si está muerta. Por tanto, ejércitos de robots asesinos no es más que una tontería. El ver­ si a un robot solo le damos la directriz de que nos haga el café, dadero problema tiene que ver con la posibilidad de que la 1A tendrá un buen incentivo para asegurar el éxito de su tarea in­ llegue a ser extraordinariamente competente en la consecución habilitando su interruptor de apagado o incluso exterminando de unos resultados que no sean los que deseamos. El legenda­ a quien interfiera en su misión. Si nos descuidamos, podríamos rio matemático Norbert Wiener, fundador de la cibernética, lo vernos participando en una suerte de partida de ajedrez global explicaba de este modo en 1960: «Si para alcanzar nuestros contra máquinas muy decididas y superinteligentes, cuyos ob­ propósitos usamos medios mecánicos en cuyo funcionamiento jetivos habrían entrado en conflicto con los nuestros y en la que no podemos interferir de manera eficaz, [...] más nos valdrá estar el tablero de juego sería el mundo real. completamente seguros de que el propósito de la máquina sea La perspectiva de participar en una partida de este tipo y uno que realmente deseemos». perdería debería hacer reflexionar a los expertos en computa­ Una máquina que tiene un objetivo concreto cuenta con otra ción. Algunos investigadores defienden que podremos encerrar característica que solemos asociar a los seres vivos: el deseo de a las máquinas tras algún tipo de barrera protectora y usarlas preservar su propia existencia. No se trata de un rasgo innato para que resuelvan problemas complejos, pero sin permitirles en la máquina ni de uno introducido por los humanos: es una jamás intervenir en el mundo real (por supuesto, esto significaría

6 8 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 Así pues, encuentra beneficioso que lo apaguen, por­ que entiende que, si la persona lo hace, es para evi­ tar que haga algo en contra de los valores humanos. De esta manera, el robot cuenta con un incentivo para mantener su botón de apagado intacto: uno que nace directamente de su incertidumbre sobre los valores humanos. El tercer principio está inspirado en una sub­ disciplina de la IA denominada aprendizaje por refuerzo inverso (IRL), específicamente dedicada a captar los valores de algún ente —un ser humano, un perro o una cucaracha— mediante la observa­ ción de su comportamiento. El robot aprende la importancia del café para los humanos observando su rutina matutina. Este campo se encuentra en ciernes, pero ya existen algunos algoritmos prácti­ cos que demuestran su potencial para el diseño de máquinas inteligentes. A medida que el IRL evolucione, deberá en­ contrar maneras de lidiar con la irracionalidad, la incongruencia, la falta de voluntad y la limitada capacidad de cómputo de los humanos, que hacen que sus actos no siempre reflejen sus valores. Ade­ más, las personas manifiestan una gran diversidad de valores, lo que significa que los robots deben ser sensibles a los posibles conflictos y compromisos entre personas. Y algunos individuos son pura y llanamente malvados, por lo que no hay que ayu­ darlos ni emularlos. A pesar de estas dificultades, creo que las máqui­ nas podrán aprender lo suficiente sobre los valores humanos como para no constituir un peligro para renunciar a los robots superinteligentes). Por desgracia, no es nuestra especie. Las máquinas, además de observar directamen­ probable que semejante plan funcione: aún hemos que inven­ te el comportamiento humano, contarán con la ayuda de una tar barreras que nos protejan de los seres humanos ordinarios, gran cantidad de información escrita y filmada sobre individuos no digamos ya dé máquinas superinteligentes. realizando actividades (y sobre la reacción de otras personas). Sin embargo, ¿podríamos afrontar directamente la adverten­ Es mucho más fácil diseñar algoritmos que entiendan esta in­ cia de Wiener? ¿Es posible diseñar sistemas de LA. cuyos objetivos formación que crear máquinas superinteligentes. Asimismo, no entren en conflicto con los nuestros? La tarea resulta bastante existen fuertes incentivos económicos para que los robots —y complicada; después de todo, los cuentos sobre el genio de la sus fabricantes— entiendan y reconozcan los valores humanos: lámpara y los tres deseos suelen concluir con que el último de­ si un robot doméstico cocinase un gato para la cena sin darse seo deshace los anteriores. Con todo, considero que tal objetivo cuenta de que su valor sentimental es mayor que el nutricional, es posible si el diseño de sistemas inteligentes se atiene a tres la industria de los robots domésticos se iría al garete. principios fundamentales: Resolver el problema de la seguridad lo suficientemente bien corno para poder seguir avanzando en IA parece factible, pero El propósito de la máquina debe ser mcurimizar el cum­ no será fácil. Probablemente tengamos décadas para planificar plimiento de los valores humanos. En concreto, la má­ la llegada de las máquinas superinteligentes. Pero el problema quina no tiene ningún propósito propio ni ningún deseo no debería descartarse de antemano, como han hecho varios innato de protegerse a sí misma. expertos en LA. Algunos argumentan que los humanos y las má­ Al principio, la máquina no debe estar segura de cuáles quinas pueden coexistir mientras trabajen formando equipos; son dichos valores. Esto resulta crucial y, en cierto modo, con todo, esta colaboración no será factible a menos que las evita el problema de Wiener. Por supuesto, la máquina máquinas compartan los mismos objetivos que los humanos. puede ir aprendiendo los valores humanos sobre la mar­ Otros afirman que basta con «desenchufarlas», como si las cha, pero no alcanzar una certeza absoluta sobre ellos. máquinas superinteligentes fueran tan estúpidas como para no pensar en esa posibilidad. Incluso hay quienes piensan que La máquina debe ser capaz de aprender acerca de los va­ nunca existirá una IA superinteligente. lores humanos observando lo que hacemos las personas. El 11 de septiembre de 1933, el célebre Ernest Rutlierford Los dos primeros principios pueden parecer antiintuitivos, afirmó con absoluta certeza: «Quien crea que la transformación pero, juntos, sortean el problema de que los robots cuenten con de estos átomos proporcionará una fuente de energía no dice un fuerte incentivo para inhabilitar su interruptor de apagado. El más que insensateces». El 12 de septiembre de 1933, el físico robot está seguro de que quiere maxiinizar los valores humanos, Leo Szilard inventó la reacción nuclear en cadena inducida pero al mismo tiempo es incapaz de identificarlos con exactitud. por neutrones. IB

Agosto 2016, InvestigadonyCiencia.es 69 LOS GENIOS DEL MAR Algunos peces son capaces de resolver problemas. En ocasiones, hasta usan herramientas

Jonathan Balcombe

ie n t r a s buceaba e n el archipiélago de Palau, e n la M ic r o n e s ia , e l b ió l o g o Giacomo Bernardi presenció algo inusual que tuvo la gran suerte de filmar. Una vieja de colmillos (Choerodon anchorago) removió el agua para desen­ terrar una almeja oculta en la arena, luego la tomó con la boca y nadó has­ ta una roca situada a una treintena de metros. Allí logró abrirla con maña: primero, sujeta con la boca, la golpeaba con frenesí contra la roca y después la dejaba caer Msobre ella. En los veinte minutos siguientes devoró otros tres bivalvos, que logró romper con la misma maniobra.

Bernardi, profesor de la Universidad de California en Santa Cruz, seguramente sea el primer científico que ha logrado filmar el uso de herramientas por parte de los peces. Se mire como se mire, se trata de un comportamiento sorprendente. Durante mucho tiempo el uso de útiles ha sido considerado un atributo exclusivo de los humanos y hasta la década pasada se desconocía su existencia en otros animales, aparte de los mamíferos y las aves. Adaptado de What a ftsh knows: The inner lives El vídeo de Bernardi revela nuevas sorpresas en cada visíonado. De of our underwater cousins [Lo que los peces sa­ buen principio no me percaté de que la vieja no desenterraba la almeja ben: la vida íntima de nuestros primos acuáticos] como uno esperaría, escupiendo agua. En realidad, le daba la espalda y de Jonathan Balcombe, por cortesía de Scientific cerraba de golpe sus opérculos, generando así un chorro de agua, de forma American/Farrar, Straus y Giroux, LLC (EE.UU.), análoga a como un libro abierto crea un soplo de aire cuando se cierra Oneworld (Reino Unido), United Sky New Media Co. con fuerza. Pero, dejando al margen el uso de herramientas, la filmación Ltd. (China), Eidos Publishing (Corea) y Hakuyosha alberga más sorpresas: la vieja planificaba sus acciones, mostrando una Publishing Co., Ltd. (Japón). Copyright ©Jonathan notable flexibilidad a! combinar de forma lógica comportamientos sepa­ Balcombe, 2016. rados en el tiempo y el espacio. Su conducta recuerda al uso de bastones y pajitas por parte de los chimpancés para extraer alas termitas de sus nidos.

70 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 WARREN PHOTOGRAPHIC caer a presas incautas. presas a caer hacer para precisión con agua de chorros escupe EL P ZA RO ER U Q AR EZ

______talmente en el lugar de lugar ensus el congéneres. talmente animaies tareas para aprender complejas ponersemen­ y de lacapacidadchorros agua, está de estosdemostrando de unaherramienta. submarina la versión utilizaba que indican estudios y observaciones nuevas pero tiempo, A El pez arquero, que captura a sus presas con certeros certeros con presas sus a captura que arquero, pez El haUna ende sido enlábrido especie filmada el momento queerrónea. resulta esta creencia los peces se les ha tomado por lelos durante mucho mucho durante lelos por tomado ha les se peces los E ITSS |______ENSINTESIS I Agosto 2016. InvestigacionyCiencia.es InvestigacionyCiencia.es 2016. Agosto 71 O a los monos capuchinos de Brasil, que emplean pesadas pie­ Jonathan Balcombe es etólogoy escritor. Es dras para cascar frutos secos sobre rocas aplanadas. O a los cuer­ responsable de sensibilidad animal del Instituto de vos. que dejan caer frutos secos en medio de cruces de tráfico Ciencia}' Política de la Sociedad Humana de EE.UU. y editor asociado ae la reviste de la institjclón. abarrotados y aprovechan los semáforos en rojo para recoger Animal Senuence ¡Sensibilidad animal]. los pedazos que las ruedas de las vehículos han roto para ellos. A mitad de camino, nuestra vieja se detuvo para probar con una piedra más pequeña que yacía en la arena. Propinó un par de golpes con poco convencimiento y siguió su camino tras decidir que el empeño no valía la pena. ¿Quién no se ve reflejado en estos intentos fallidos y en cómo revelan la futi­ lidad de la vida? Estos hechos resultarían asombrosos en el comportamiento pez arquero proyecta un chorro de agua de hasta tres metros de cualquier animal. Que su artífice sea un pez casa mal con la en el aire, con una precisión que en algunos ejemplares roza la concepción general que sitúa a esta clase zoológica en el límite perfección cuando el objetivo se halla aun metro de distancia. inferior del espectro de inteligencia. Y aún más si consideramos No querría ser un escarabajo o un saltamontes posado en una que lo observado por Bemardi ese día no era excepcional. Otros hoja colgante sobre uno de los remansos donde acecha nuestro investigadores han observado un comportamiento similar en protagonista. otros lábridos, como Choerodonschoenleinii en la Gran Barrera Su comportamiento es muy flexible. El pez arquero puede de Arrecife australiana, -Halichoeres garnoti en las costas de lanzar el chorro de una sola vez o en ráfaga. El objetivo puede ser Florida o Thalassoma hardwicJce en cautividad. En este último un insecto, una araña, un lagarto joven, pedazos de carne cruda, caso, se le ofreció al pez gránulos de alimento demasiado gran­ modelos científicos de las presas habituales e incluso los ojos del des como para ser engullidos de un bocado y demasiado duros observador o su cigarrillo encendido. Carga su arma según la talla como para partirlos con las mandíbulas. El pez llevó un gránulo de la presa, acumulando más agua para las más voluminosas y hasta una de las rocas del acuario y lo aplastó de forma parecida pesadas. Los más experimentados apuntan justo por debajo de la a como hizo la vieja con la almeja. El zoólogo responsable de víctima posada sobre una superficie vertical, para hacer así que la observación, tukasz Pasko, de la Universidad de Breslavia, caiga al agua en lugar de salir proyectada hacia tierra. en Polonia, lo vio repetir ese comportamiento en quince oca­ Lanzar agua a modo de proyectil es uno más de los recursos siones, si bien solo al cabo de muchas semanas de cautividad. del arquero. La mayor parte del tiempo busca alimento bajo el Paáko describió el comportamiento como «sorprendentemente agua, como cualquier otro pez. Y si la presa está a menos de estereotipado» y «casi siempre eficaz». treinta centímetros de la superficie del agua, puede tomar la Los escépticos pueden aducir que ese tipo de conductas ruta más directa: saltar y atraparla con la boca. no implican un uso real de útiles, puesto que los peces no El pez arquero es gregario y es un observador nato, pero su empuñan un objeto para manipular otro, tal como hacemos aptitud para la caza no es innata y solo a base de mucha prácti­ los humanos al emplear un hacha para obtener leña, o los ca consigue dar en la diana cuando se trata de blancos en mo­ chimpancés cuando usan bastones para llevarse a la boca sa­ vimiento. Investigadores de la Universidad Friedrich Alexander brosas termitas. El propio Pasko define el comportamiento de de Erlangen-Núremberg han observado que los peces novatos no los lábridos como algo «similar al uso de herramientas». Pero aciertan aunque la presa se desplace a solo un centímetro por eso no lo hace menos relevante, pues al pez le resulta imposible segundo. Pero tras observar a otros congéneres realizar unos mil romper una almeja o un gránulo de pienso con una herra­ lanzamientos a blancos móviles, unos certeros y otros no, logran mienta propiamente dicha. En primer lugar, porque carece alcanzar a presas que se desplazan a gran velocidad. La conclu­ de extremidades que le permitan asir nada. Además, la den­ sión es que el pez arquero adopta el punto de vista de otros peces sidad y la viscosidad del líquido elemento dificultan generar para aprender a dominar una tarea difícil. Los biólogos lo deno­ la fuerza suficiente con una herramienta; para comprobarlo, minan «visión en perspectiva». Quizá carezca de la inteligencia intente usted cascar una nuez bajo el agua lanzándola contra del chimpancé, capaz de encaramar a un estornino herido a un una roca. Y tomar una herramienta con la boca, la otra opción árbol para ayudarle a volar, pero sin duda posee la capacidad para factible en su caso, resulta ineficiente, porque los pedazos de aprender adoptando la perspectiva de un tercero. alimento escaparán flotando a disposición de merodeadores Las filmaciones a alta velocidad revelan que adopta diferentes hambrientos. estrategias en función de la velocidad y la posición de sus presas

TIRADOR CERTERO Si la vieja aprovecha la fuerza del agua para remover la arena, SI TE INTERESA el pez arquero (Toxodes) la emplea como arma de caza. Este ESTE TEMA... Robín Hood tropical de veinte centímetros, ornado por una elegante librea de manchas negras sobre sus flancos plateados, Descubre Inteligencia animal, habita las aguas salobres de los estuarios, manglares y arroyos un monográfico que arroja luz de una vasta región que abarca desde la India hasta Filipinas, sobre las capacidades cognitivas, Australia y la Polinesia. Sus ojos son lo bastante anchos, grandes la conducta social y la y móviles como para gozar de visión binocular. También posee sensibilidad de los animales. un marcado prognatismo, que lo dota de su arma formidable: cuando presiona la lengua contra un surco de la mandíbula superior y comprime repentinamente la garganta y la boca, el www.investigacionyciencia.es/revistas/temas/numera/78

72 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 CORTESIA DE SCOTT GARUN ER también practica la entomología yTeconoce losa visual entomología mente la practica también elcon horizontalmente el cuerpo se rota que tiempo al agua jar zamos a tirar piedras, y sospecho que los lábridos ya usaban ya lábridos los que sospecho y piedras, tirar a comen­ zamos humanos los que desde menos lo por agua de chorros sipican. la o valer pena, para como pequeños demasiado o engullidos ser grandes para demasiado son si sabrosos, son si saber para insectos los de absoluto el tamaño tino con estimar él. a Puede respecto objetos desde ángulos y distancias inusuales. Y me pregunto si Y pregunto me inusuales. distancias y ángulos desde objetos con relativa objetivo del y posición su aparente que leyesel tamaño las rigen aprende pues agua-aire, interfase la por causada y alcance.el aire lo objetivo en del lateral desplazamiento el siga que efecto un chorro al imprimir de fin centímetros veinte de menos a Sivelocidad.bajo, vuela presa la como «lanzamiento con comovolteo».consiste «lanzamiento en arro­ Esta maniobra bautizada estrategia otra de la superficie del suele agua, adoptar sues mayor cuanto presa de la distancia mayor a apuntan res: a la losde velocidaddel chorro volado­ insectos la trayectoria ta bautizado han investigadores los que lo Alemplear voladoras. como de «estrategias aprendizaje predictivo» el pez ajus­ arquero de uso del plo ejem un constituye científicos algunos para que lo roca, una contra herramientas. U N A VIEJA de la especie especie la de VIEJA A N Es harto probable que el pez arquero haya estado lanzando lanzando estado haya arquero el pez que probable Es harto óptica distorsión la compensar sabe también Elarquero pez omdnschoenl nii in le n e o h c s don hoem C abre un berberecho aplastándolo aplastándolo berberecho un abre la evolución para resolver problemas. Y podría haber muchas muchas haber Y podría problemas. resolver para evolución la ta seiscncpcddsprcds IB parecidas. capacidades con especies otras de ilimitada capacidad la de soberbios ejemplos constituyen tierra en vida arquero la y el pez colmillos que de la vieja que sabemos Pero firme. herramientas de uso el para tunidades útiles Quizá la vida en el medio acuático ofrezca menos opor­ menos ofrezca acuático medio el en vida la Quizá útiles The useby wrasses oítools (Labridae).G. Bernardl enThe archer fish. K. H.Lüling en Competition Competition drives sophistlcatedhuntlng skllls of archerfisb in wild. the N S ARCHI O Inteligencia animal. IV Colección H C R A O R EST U N EN Innovative Innovative behaviour ¡n codfish: Atlantic canleam use to an external tag a r a p julio de 2015. n,° 3, págs. 779-785,mayo de 2014. n.° 1. pág. 39.marzo de 2012. Ingo Rischawy et al. en to to manipúlate aself-feeder. Sandie Mlllot et al. en

r e b a s

s á m peces parece limitado a unos pocos grupos. grupos. pocos unos a limitado parece peces parte de los ejemplos conocidos del uso de de uso del conocidos ejemplos los de parte y versatilidad. inte­ pez Queconla un boca. asa del tirando cas y arrendajos), pues acaparan la mayor mayor la acaparan pues arrendajos), y cas los de y urra­ aves en córvidos las cornejas, (cuervos, mamíferos los en análogo primates el los de ser podrían lábridos los que re BrownCulum sugie­ El australiano ictiólogo originalidad demuestra identificativa marca su de nuevosemplear modos conciba alguno que pero sorprendente, resulta ya alimento obtener para extraño objeto con un raccione es­ que gránulo cada con hacerse en menos fracción una de segundo esa argucia tardaron con que es refinamiento su de prueba Buena orquestar hasta intentos, de cientos tras ca engan­ alimento el obtener podían también en la espal­ coloreada placa una portaba pez una maniobra coordinada con tal propósito. propósito. con tal coordinada maniobra una técni­ su retinaron bacalaos avispados Estos comedero. al opuesta dirección en y nadando espalda su de placa la con asa el chando boca. a la con estirar pronto aprendieron bacalaos los que asa con varilla una por accionado autotíemanda de comedero un de disponía Elcido. tanque recono­ ser para dorsal, aleta la de cerca da, Cada acuicultura. en investigación la para cautividad en criados atlánticos de bacalaos el reveló estudio 2014, un de mayo En noso­ tros? de imagen a inesperadas situaciones ante elpeces improvisar de uso herramientas yunque rojo aalvivo un sobre metal martillar empezaran antes antepasados mucho nuestros que almejas de romper para rocas uso innovador de una herramienta por parte parte por herramienta de una uso innovador los ¿pueden Pero de Hierro. Edad la durante Currem Biology, Currem El uso de herramientas por parte de los de parte por herramientas de uso El que descubrieron algunos parecer, AI Temas Scientific American, Scientific gso21,IvsiainCccae 73 InvestigacionyCicncia.es 2016, Agosto de vol. 25, n.°14, págs. R595- R597, lyC, n.° 78,2014. julio de 1963. Animal Cognition, Animal Coral Reels, Coral vol. 31, vol. 17. EN LA5 GALÁPAGOS, los turistas campan por doquier y su presenda altera los hábitats y perturba a especies únicas: jóvenes leones marinos (arriba), una iguana marina (arriba, derecha) y delicadas plantas en la isla Isabela (abajo, derecha).

ECOLOGÍA PRESIÓN TURÍSTICA SOBRE

El constante aumento de visitantes podría arruinar en pocos años la riqueza ecológica de un lugar único en el mundo Paul Tullís

En el extremo meridional de la isla de Santa Cruz, en las aguas tan cristalinas que es posible verlos desde veinte metros Galápagos, una cárcava conocida como Las Grietas alberga una de altura rebuscando alimento en el fondo. peculiar especie de pez loro, de unos 45 centímetros de longitud En agosto de 2014 visité el lugar acompañado por el naturalis­ y colores vivos. La charca se originó hace mucho tiempo, cuando ta Andrés Vergara. Nos citamos en el Eco Hotel Fich Bay y desde olas enormes rebasaron las altas orillas de la isla y alcalizaron un allí caminamos unos diez minutos sobre suelo irregular y trechos abrupto barranco. Hoy, el nivel del agua se mantiene gracias al de arena hasta alcanzar un lugar menos abrupto. Afrontamos agua dulce que se infiltra a través de la porosa roca volcánica en entonces la parte ñnal del recorrido, primero cuesta arriba sobre que está excavado el barranco. A pesar de las duras condiciones, rocas escarpadas y luego bajando de espaldas por las empinadas la pequeña población de peces ha prosperado en la charca, de paredes del barranco, como cangrejos, hasta alcanzar el borde

74 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 MATT MOYCR, GETTYIMAGES (rpcuru); DOUG CHEESEMAN. GETTY ¡MACES ífnnsrasl y una plataforma de madera para saltar a la charca. «Es parte «Esparte charca. la a saltar para madera de plataforma una y poco después el acceso a Las Grietas fue cerrado para realizar realizar para cerrado fue Grietas Las accesoa el después poco del plan del Parque Nacional Galápagos para facilitar las cosas las facilitar para Galápagos Nacional Parque del plan del orilla la a acceder para escalera una rocas, las sobre construido pasarelas habían que explicarme para llamó me Galápagos, de2014, elcomo Nacional Vergara, Parque para guía que trabaja de acceso.en eldiciembre en Reabierto mejora camino de obras aguas. sus en zambullirse para naturales trampolines osados amás los ofrecen agua, el sobre metros de decena esuna a lugar magnífico, rocosas, y situadas cornisas las ella. alguna vez El descender hasta osado han unos pocos solo aventureros fortuitos; visitantes los de mayoría la a disuade que d e la charca. Este último trecho es bastante peligroso, por lo por peligroso, bastante es trecho último Este charca. la e Tuvimos suerte fie visitar el lugar en aquel momento, pues pues momento, aquel en lugar el fie visitar suerte Tuvimos gso21,fvsiainCecae 75 fnvcstigacionyCiencia.es 2016, Agosto a los visitantes y a los residentes», me dijo. Las mejoras habían Paul Tullís es director editorial de la revista digital incrementado drásticamente el número de visit antes, que entre TakePan. Ha escrito para Sdentihc American Mind, los meses de julio de 2014 y 2015 se triplicó y alcanzó los 7109 The New York Times MagazineySIate, entre otras publicaciones. excursionistas anuales. Se ignora el impacto de esa muchedumbre sobre la población de peces loro. ¿Acabarán las inevitables migas de bocadillo, la crema solar disuelta en el agua y las bolsas de plástico contami­ nando el entorno y arruinando el encanto del lugar? Desde que Charles Darwin visitara, las islas en 1835 y las viera como un laboratorio de la selección natural, las Galápagos han sido reconocidas en todo el mundo como uno de los mejores lugares para la observación de fauna. El archipiélago alberga 14 especies de tráupidos, conocidos como pinzones de Darwin, y 12 especies de tortugas terrestres. Pájaros bobos y flamencos a confluyen en él separados por escasos kilómetros. La abundancia Caleta de pescado es tal que los leones marinos no sienten la necesidad Tagu¡ .. 4 de molestar a los pájaros bobos, a quienes devoran en otras \& partes del mundo. Todos estos atractivos naturales, publicitados X-*-Ba/tra Femandina en brillantes folletos y en páginas web, constituyen el motivo Santa Cruz principal que ha impulsado durante décadas a un puñado de Isabela ^ e rto Ayora. Cristóbal viajeros acaudalados y con espíritu aventurero a emprender el < 3 ? Bahía Las Santafe largo viaje hasta ei archipiélago. j j í . Tortuga Grietas

Sin embargo, en los últimos años el goteo de turistas se ha Santa María convertido en una riada. A principios de los años noventa, las Española Galápagos recibían 41.000 visitantes anuales. En 2013, superaron 0 20 40 kilómetros 1 _i__ i los 200.000 por primera vez. Un nuevo récord se alcanzó en 2015, cuando las visitaron más de 224.000 turistas. Este crecimiento se ve fomentado en parte por las necesidades de Ecuador, afectado por problemas económicos. El 44 por cien de sus exportaciones dependen del petróleo, y el Gobierno ha decidido promover el Las Galápagos no serían el primer enclave sensible dañado turismo para mantener los ingresos en un contexto de caída de de forma irremediable por el turismo. Los visitantes rompen precios. Para ello, está facilitando el crecimiento del turismo los corales de la Gran Barrera para llevárselos. Los cruceros en las islas y promoviendo proyectos como el de Las Grietas. turísticos ponen rumbo a la frágil Antártida. Y un supermerca­ «El Gobierno trabaja descaradamente en favor del turismo en do Walmart se erige ahora en Teotihuacán, ia antigua ciudad las Galápagos; no hay duda», afirma Swen Lorenz, economista mesoamericana de México que con tanto esmero se excavó y que entre 2011 y 2015 fue director ejecutivo de la Fundación restauró en su día. Ecuador, al permitir el desarrollo descontro­ Charles Darwin, entidad responsable de asesorar al Gobierno lado del sector turístico, podría estar sembrando la semilla de en temas ambientales. la destrucción de una joya de la biodiversidad. Si eso sucediera, Es posible gestionar el turismo de modo que preserve las el archipiélago podría perder el interés para los turistas y con áreas naturales, beneficie a la población local y además financie ello los ingresos que aportan. la conservación de los hábitats y las especies. Pero hasta ese En 2013, Ecuador inició la senda para poner a las Galápagos ecoturismo tiene un impacto sobre los hábitats; además, hace ya en ei camino de la sostenibilidad. El presidente Rafael Correa tiempo que ese no es el único turismo existente en las Galápagos. ordenó un estudio sobre el impacto del creciente turismo en las El incremento de turistas amenaza directamente aquello que islas. El resultado fue claro: si no se limitaba de inmediato el todo el mundo viene a ver: la vida salvaje. De las 20 especies número de visitantes, el crecimiento turístico pondría en peligro endémicas de las Galápagos que se halian en peligro critico, la biodiversidad del archipiélago y su atractivo para los turistas. 16 habitan en las cuatro islas más visitadas. Nuevas especies Hasta el momento, empero, el Gobierno de Correa ha hecho invasoras, traídas en gran parte por los visitantes, están coloni­ oídos sordos a la recomendación. zando nichos ecológicos; un ejemplar de iguana verde, capaz de transmitir enfermedades a las especies endémicas, fue capturado EL M ÁXIM O DE TURISTAS ACEPTABLE en Puerto Ayora, en ia isla de Santa Cruz, en agosto. Nadie sabe El proceso para evaluar el impacto del turismo se inició a finales cómo llegó hasta allí y si con ella llegaron otras. del verano de 2013, cuando Arturo Izurieta recibió una sorpren-

KN MXTKMS

El rápido aumento del número de visitantes a las Galápagos amenaza Eí informe presentado por ex­ Entretanto, el servicio de parques está construyendo la biodiversidad que los turistas vienen a admirar. Ecuador ha fomen­ pertos a inicios de 2014 acon­ pasarelas y otras infraestructuras destinadas a faci­ (mapa) tado la situación para obtener ingresos. Pero el anterior director de! sejaba no superar los 242.000 litar el acceso a lugares ecológicamente sensibles, Parque Nacional Galápagos, despedido hace poco, y varios expertos visitantes anuales, pero según que podrían verse desbordados. Y pequeños hoteles independientes redaman fijar un techo en el número anual de visitan­ ellos, el Gobierno del presiden­ ¡legales han prollferado para alojar a la Incesante tes, debido al riesgo de devastación de las islas. te Correa lo ha Ignorado. riada de turistas. MAPPING SPECIALI5TS SPECIALI5TS MAPPING

76 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 2 de número el duplicar decide se ejemplo, Si, por Gobierno. del | < turistas, debe aceptarse un mayor riesgo de alteración del hábi- del hábi- alteración riesgo de mayor un aceptarse debe turistas, <

tat, así así de procedente como gasoil vertidos más tat, y contaminación GETÍYIMAGES juntamente por la citada universidad estadounidense y Uni­ la estadounidense universidad citada la por juntamente se esté dispuesto a asumir, comenta Walsh. y de las prioridades Walsh. y de prioridades las comenta aasumir, dispuesto esté se que riesgo de cantidad de la depende escoja uno que escenario Elambos. entre o equilibrio la un de conservación biodiversidad ellos de cuál sus objetivos, según de a escogiera la saber, ingresos, prefería la obtención que Gobierno al pidió se y turistas de negocios. de escuela biólogos, una de incluía profesor un incluso grupo e El geógrafos Quito. de Francisco San versidad con­ Científico a Walsh del Centro Galápagos, gestionado las de junto codirector Mena, Carlos Ilill, y Chapel en Norte, del lina Caro­ de Universidad las de la en Galápagos de Estudios Centro el dirige que geógrafo J.Walsh, Stephen con expertos, de sión por a declinado, portavoz,de un ha través entrevistada ser Tapia le deconservación. ofreció la oportunidad en temas tralia preguntó: “¿Cómo preguntó: vamos esto?”». a todo averiguar El presidente última Esta islas? las sobre humana presencia dela global to Galápagos. las albergar podían turistas cuántos sobre informe earlosseil, eú pnae rpoIuit. (Tapia Izurieta. propio el apunta según sostenible, desarrollo Parque delGalápagos. las de Marina director Reserva y Nacional noventa: años los en desempeñado había quería la respuesta en un año. un en respuesta la quería me «Ella Izurieta. recuerda interesante, muy pregunta una era ¿Cuál era elimpac­ al turismo? abrirse podían ¿Cuántos lugares tiftcAmerican). dé regresar al archipiélago para ocupar el mismo puesto que que puesto mismo el ocupar para archipiélago al regresar dé Aus­ en vitado había trabajando que Galápagos,se hallaba enlas 25 de más años ecuatoriano un Izurieta, medioambiente. de ecuatoriana ministra Tapia,entonces Lorena de llamada denle Se definieron varios escenarios de crecimiento del número número del crecimiento de escenarios varios definieron Se del elproblema afrontara Izurieta que Además, Tapia quería Izurieta empezó en septiembre. Enseguida creó una comi­ una creó Enseguida septiembre. en empezó Izurieta El presidente Correa,un le Elsolicitado dijo, había presidente Scien-

los fondos necesarios, «Si seguimos creciendo», afirma izurieta, izurieta, afirma «Si creciendo», necesarios, losseguimos fondos turismo. del desaforado crecimiento el por provocado vicioso de Izurieta, a menudo citado como como citado menudo a Izurieta, de programas los consecuencia, Como afectada. vería se turística para recuperar las especies amenazadas se verían privados de privados verían se amenazadas especies las recuperar para industria que propia la evidente declive de tan especies sería las consi­ y,con guiente,acabaría la fauna por y la flora.habitat el Al cabo de década, una eldestruiría turísticos desarrollos nuevos permitir para privados inversores los de demandas las a Ceder círculo un manifiesto de pusieron modelos los Enresumen, tre. desas­ del borde al especies ciertas a abocando drástica, forma de a el ambiente modificar en que los empezaban efectos negativos puntos críticos, umbrales de existencia la reveló modelo el madamente 145 lugares protegidos sufrirán diferentes impactos impactos diferentes 145 sufrirán protegidos lugares madamente nibiüdad. pronto.» muy retorno no de punto un «alcanzaremos factor podían afectar al resto de ellos.de resto al afectar podían factor ali­ un para en cambios que en décadas el modo y simular algoritmos los durante mentar recabados datos El incorporó estadounidenses. equipo turistas de proporción la con paralelo en rápido más aumenta residuos de elvolumen relevante: visitantes resulta los de nacionalidad la Hasta ejemplo. por cruceros, losde a bordo o permanecen tierra a bajan si turistas los según podían 19Las aproxi­ y los islas turistas ambientales. de aspectos varios a tipos afectar distintos con crecimiento de grados diferentes enque elmodo determinar las islas de para sistemas en el futuro», explica Walsh, elfuturo», en número de personas, esta influye en cómo serán las Galápagos las serán cómo influyeen esta el personas, de sobre número decisión una toma se que vez «Cada cruceros. los de A medida que incrementaban el número anual de visitantes, de visitantes, anual elnúmero incrementaban que A medida y la vida silvestre. vida la y ¿En cuánto tiempo? En 2017, de acuerdo con el informe informe el con acuerdo 2017, de En tiempo? cuánto ¿En loseco­ de matemáticos modelos elaboraron Mena Walsh y a lugares prístinos, lo que supone una amenaza para el paisaje paisaje el para amenaza una supone que lo prístinos, lugares a de Bartolom é, facilitan el acceso de los numerosos visitantes visitantes numerosos los de acceso el facilitan é, Bartolom de N UEVAS PASARELAS Y ESCALERAS, com o estas en la isla isla la en estas o com ESCALERAS, Y PASARELAS UEVAS Permitir el crecimiento ilimitado incrementaría los incrementaría ilimitado crecimiento el Permitir gsó21,lvsiainCecae 77 lnvestigacionyCiencia.es 2016, Agostó Escenarios para la soste- la para Escenarios beneficios económicos para Ecuador durante los diez años siguientes, en comparación con los demás es­ cenarios. Pero los ingresos dei turismo alcanzarían su máximo en 2027 y luego caerían. «El número de visitas se desplomaría hasta ser inferior al que tene­ mos hoy», advierte Izurieta. El escenario alternativo consistente en estabilizar el número de visitantes en 242.000 anuales reportaría menos beneficios hasta 2027, pero garantizaría que se mantuvieran a este nivel durante décadas. Este lími­ te, afirma Izurieta, se ha establecido atendiendo a la capacidad de carga délas áreas protegidas, entendida CIERTAS ESPECIES DE TO RTUG AS G IGANTES se han recuperado gracias a como el número de visitas recibidas durante cierto los proyectos de conservación financiados en parte con la venta de entradas período de tiempo. Imponerlo implicaría prohibir la para visitar el parque nacional. Sí se gestiona correctamente, el turismo puede construcción de grandes hoteles y reducir la demanda coexistir con las especies autóctonas. de pequeños hoteles ilegales, pero al mismo tiempo permitiría la continuidad sin trabas dei ecoturismo de bajo impacto y elevado presupuesto que han acogido las islas a las islas.» Es fácil entender por qué las playas de arena blan­ durante décadas. ca, el mar a 26 °C, las vistas espectaculares y las actividades La comisión de Izurieta finalizó su informe en febrero de como el buceo con tubo o la navegación con kayak de mar pue­ 2014. Según él y otros dos conservacionistas con los que hablé, den hacer de las Galápagos «un destino de vacaciones como durante la mayor parte de ese año Tapia discutió el contenido cualquier otro, con hoteles, balnearios y calles llenas de tiendas del informe con el ministro de turismo, el director nacional de vendiendo camisetas», afirma Lorenz, antiguo director de la planificación, el presidente dei Consejo de Gobierno de las Fundación Charles Darwin. Galápagos y el director dei servicio de parques nacionales. El El Gobierno de Correa no parece estar tomando medidas para grupo tuvo varios encuentros para, pulir la presentación que moderar el crecimiento y confía únicamente en que los cambios se baria ante el presidente Correa, según Izurieta. «En esos en la Ley Especial disuadan al sector turístico. Al no tomar parti­ encuentros existía consenso para recomendar el escenario de do, los dirigentes de Ecuador están apostando por el crecimiento sostenibilidad.» descontrolado. Continúan garantizando a las aerolíneas vuelos Sin embargo, el grupo tuvo dificultades para lograr que los adicionales al aeropuerto Seymour, el mayor dei archipiélago, en políticos nacionales se preocuparan por el anibiente a principios la isla desierta de Balta. Conceden a los turistas permisos para de 2015. Los legisladores se limitaron a revisar la Ley Especial entrar en el parque aun cuando los solicitantes son incapaces de Galápagos de 1998, donde se determinaban cuestiones como de demostrar que se alojarán en un hotel legal, tal como se re­ el salario mínimo y el número de licencias para embarcaciones. quiere formalmente y cuando los hoteles ilegales campan por Se decidió retrasar la presentación dei informe de Izurieta ai todas partes. Y los funcionarios expiden los llamados permisos presidente Correa hasta que se aprobara una nueva ley. Eso de residencia temporal sin fecha de caducidad. sucedió en junio de 2015. Quienes conocen la situación no creen que a corto plazo Pero dos meses antes la ministra de medioambiente despidió se vaya a imponer un techo en el número de turistas, pues los a Izurieta sin explicaciones, según afirma este. Tapia, a través de asesores de Correa no quieren anunciar la mala noticia de que su portavoz, declinó hacer comentarios. El informe ha perma­ el crecimiento turístico debe ralentizarse. «No creo que vaya a necido en un estante desde entonces, apuntan diversas fuentes. fijarse ningún límite», afirma Juan Carlos García, director de conservación de la rama ecuatoriana del Fondo Mundial para HOTELES ILEGALES, INVERSORES EXTRANJEROS la Conservación de la Naturaleza (WWF). «Nadie osa proponer Izurieta cree firmemente que es preciso limitar la afluencia de una cifra.» turistas. «Las Galápagos constituyen uno de los destinos tu­ Dos de los cambios introducidos en abril, durante la apro­ rísticos más rigurosamente gestionados», afirma Matt Kareus, bación de la nueva Ley Especial, podrían complicar aún más director ejecutivo de la Asociación Internacional de Operadores la situación. En primer lugar, se ha eliminado el requisito de de Viajes en Galápagos. «Mientras [Izurieta] estuvo al frente [del que los accionistas mayoritarios de cualquier inversión hecha parque] no se incrementó el impacto en ios lugares protegidos. en las islas sean habitantes de estas; ahora solo se exige que Estaba muy bien gestionado.» Pero la presencia de turistas, no la población local esté «implicada» en los nuevos proyectos, importa cuán respetuosos con el ambiente sean, siempre lleva un término ambiguo y abierto a la interpretación. En segundo aparejado un riesgo. Simplemente, transportar combustible lugar, se permite variar los límites del parque. Técnicamente, la para realizar viajes de bajo impacto implica un aumento de combinación de ambas modificaciones permitiría a un inversor los vertidos, de las emisiones de carbono y de la erosión. Los extranjero entrar como una tromba, construir en lo que fuera un ecoturistas pueden llevar consigo especies invasoras de forma espacio protegido y dejar pocos beneficios a la población local involuntaria, como cualquier otro visitante. La mosca parásita a cambio de sus pérdidas ecosistémicas. que está acabando con el pinzón de manglar seguramente fue En ausencia de limitación legal, el número de turistas aloja­ introducida en los años sesenta, cuando el número de turistas dos en hoteles seguramente aumentará, afirma Kareus, miem­ no alcanzaba la vigésima parte del actual. bro de la Asociación Internacional de Operadores de Viajes en «Aún estamos a tiempo de estabilizar el número de turistas, Galápagos. Este tipo de visitante consume más energía y genera pero hemos de empezar ya», me dijo Izurieta por teléfono en más residuos que quienes visitan el archipiélago a bordo de

abril de 2015. «Si no lo hacemos, no sé qué les puede suceder cruceros. £1 Parque Nacional Galápagos regula a través de su IMAGCS GETTY GOTTSCHALK, MANFRED

78 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 sistema de gestión el número de turistas que visita las áreas donde las especies invasoras como las cabras habían medrado a sensibles, como la isla Seymour, donde espléndidos rabihorca­ sus anchas, también están mejorando gracias a otros programas dos y piqueros patiazules anidan, o la Bahía Tortuga, donde los de conservación financiados por el turismo. quelonios marinos entierran sus huevos, Pero el sistema fue Eliécer Cruz, antiguo director del Parque Nacional Galápagos diseñado para una relación entre turistas de crucero y turistas a quien el presidente Correa nombró presidente del Consejo de hotel de 1:1 o de 1:2. de Gobierno de las Galápagos en abril de 2015, me dijo el pa­ Hoy existen cinco veces más camas en hoteles que en cru­ sado octubre que estaba trabajando para modificar el sistema ceros, una ratio de 1:5, según las estadísticas oficiales citadas de inmigración con el fin de limitar la afluencia de visitantes. por Izurieta, que ha reemplazado a Lorenz como director de la También me dijo que él y los ministros interesados habían man­ Fundación Charles Darwin. Y todo ello sin tener en cuenta los tenido conversaciones justo hasta el día previo a la presentación numerosos alojamientos ilegales que se están creando, especial­ del informe Escenarios de sostenibilidad al presidente Correa. mente en la isla de Santa Cruz. Hace una década se aprobó una Según él, es muy importante limitar el número de visitantes a moratoria para la creación de nuevos hoteles o la ampliación de 242.000 al año, la cifra que según el informe sería sostenible. los existentes, pero nunca se aplicó, explica Felipe Cruz, director Pero en febrero de este año, el jefe del Parque Nacional Ga­ ejecutivo delegado de la fundación, quien ha vivido treinta años lápagos, Walter Bustos, confirmó que el informe aún no había en la isla. Una de las casas de su barrio añadió recientemente sido presentado. dos plantas y, acabada la obra, Cruz se sorprendió al ver en ella Bustos me explicó que el nuevo ministro de medioambiente, un cartel de «Hotel». Daniel Ortega, había decidido actualizar la información del De acuerdo con Cruz y otros informantes, gran parte de las informe de Izurieta. Cuando pregunté a Walsh acerca de ello, nuevas edificaciones ofrecen alojamiento barato a mochileros este me contestó en un correo electrónico que no se trataba universitarios y viajeros de fin de semana procedentes de Su- de cambiar los resultados aportados por las simulaciones an­ damérica. Para la creciente clase media de la región, un vuelo teriores del modelo, sino de analizar con detalle los aspectos de 300 dólares desde Santiago de Chile o desde Buenos Aries a económicos del turismo en las Galápagos. Balta es más accesible que nunca. En cualquier caso, Bustos opina que no será fácil fijar el Izurieta saluda la reciente suspensión de la moratoria a! de­ techo de 220.000 turistas anuales y añade: «Creo que se puede sarrollo de hoteles porque cree que estimulará la construcción alcanzar esa cifra con otras políticas». Destaca la restricción a de nuevos alojamientos mejor regulados. Legalizar lo que se iba 35 habitaciones en el tamaño de los nuevos hoteles y la necesi­ a construir de todos modos permitiría su supervisión por parte dad de su aprobación por el Consejo de Gobierno de las Galápa­ de las autoridades. Aunque el Ministerio de Turismo afirma que gos como ejemplos de medidas que moderarán el crecimiento la capacidad de cada nuevo hotel se limitará a 35 habitaciones, del turismo. La pregunta es si puede hacerse antes de rebasar deberá resistir las presiones del sector, de acuerdo con Izurieta, la barrera de los 242.000 visitantes anuales, algo que al ritmo Lorenz me hizo llegar documentos redactados por una firma actual sucederá en la primera mitad de 2017. de asesoramiento financiero llamada Stock & Fund Managers, Izurieta no quiso hablar sobre los motivos de su despido. En según los cuales esta empresa y un grupo de inversión asociado abril, poco después de perder su empleo, escribió en Facebook se habían asegurado dos lugares de primera calidad para ia que había sido una decisión política y que si bien la respetaba, construcción de 39 chalets y dos hoteles con un total de 95 ha­ no estaba necesariamente de acuerdo con ella. bitaciones, tino de los cuales dispondría de restaurantes, zonas Entretanto, la construcción de instalaciones turísticas prosi­ recreativas, salas de reuniones, balneario y piscinas. gue con paso firme, con un presupuesto adjudicado de 2,5 millo­ Según Lorenz, en 2014 Hoteles Kempinski, con sede en Ale­ nes de dólares. Parte del mismo se destinará a la caleta Tagus, en mania, y Waldorf Astoria Hotels & Resorts presentaron planes la isla Isabela, donde el 29 de septiembre de 1835 Darwin halló al presidente Correa para complejos aún mayores. Los hotele­ «grandes lagartos negros de tres o cuatro pies de largo». No deja ros afirmaron no tener proyectos confirmados en las islas y el claro en su diario si arribó en barca o hizo la dura travesía a pie Ministerio de Turismo de Ecuador declinó hacer declaraciones, cruzando las colinas circundantes, pero en cualquier caso, la cala aunque hizo público un comunicado el 9 de septiembre de 2015 es remota. El servicio de parques planea constmir escaleras. S! declarando que la aprobación por parte del Consejo de Gobier­ no de las Galápagos de tres proyectos con una capacidad con­ junta de 36 habitaciones confirmaba una vez más la prohibición de los megahoteles en las Galápagos.

VOLUNTAD POLÍTICA P A R A SABER M Á S La conservación y el turismo no resultan incompatibles en las The beak of the finch: A story of evolution ¡n our time. Jonathan Weiner. Galápagos y los ingresos aportados por los visitantes pueden Knopf, 1994. ayudar a conservar el entorno con su fauna y flora. He visitado Plundering paradise: The hand of man on the Galápagos islands. Michael D'Orso. Harper, 2002. un centro de cría destinado a recuperar una tortuga gigante cas; Galápagos at the crossroads: Pirates, biologists, tourists and creationists exterminada por las ratas, que devoran sus huevos. Poco después battle for Darwin’s eradle of evolution. Carol Ann Bassett. National de mi visita, un estudio publicado en PLOS ONE informaba de Geographic, 2009. que un programa de cría en cautividad similar en la isla Española, The Galápagos: A natural history. Henry Nlcholls. Basic Books, 2014. sumado a los esfuerzos para erradicar las cabras, había tenido EN N U EST R O A R C H IV O tanto éxito que la población se consideraba estabilizada. Las tasas La selección natural y los pinzones de Darwin. Peter R. Grant en lyC, de entrada en el parque financian gran parte de este trabajo, junto diciembre de 1991. a los fondos aportados por las organizaciones conservacionistas. El legado de Darwin. Gaiy Stix en lyC. enero de 2009. Las condiciones para la vida silvestre en las islas deshabitadas.

Agosto 2016, InvestigacionyCiencia.es 79 SECUELAS DEL

UN PELOTÓN DE SOLDADOS busca bombas sin d etonar en el aeropuerto v ietnam ita de Da Nang, en 2011, antes de que los obreros remuevan ei suelo y lo callenten para destruir la dioxina, un compuesto tóxico contenido en el agente naranja. Las fuerzas armadas de EE.UU. disem inaron el agente com o defoliante durante la guerra de Vietnam en los años sesenta. NARANJA Vietnam insiste en que aún hay niños afectados por el tristemente célebre defoliante empleado hace décadas por Estados Unidos. Las pruebas al respecto son controvertidas Charles Schmidt

* Charles Schmidt es redactor científico & Ci especializado en salud global y medio ambiente. Visitó Vietnam para informar sobre el legado del agente naranja. y

NACIDO CON LABIO LEPORINO, fisura palatina y cardiopatía congénita, Danh (seudónimo) pasó su primer mes de vida lu­ chando por respirar en una incubadora. Aho­ ra tiene ocho años y es delgado como un pa­ El Gobierno de EE.UU. ofrece una modesta indemnización lillo. De sonrisa afable, no puede hablar, y su a sus veteranos de guerra por problemas de salud como la leu­ madre, a quien llamaremos Lien, dice que cemia, el linfoma de Iíodgkin y el párkinson que se atribuyen es discapacitado mental. Mientras me habla al agente naranja, basándose en los detallados registros de los soldados que se hallaban sobre el terreno durante las operacio­ de las muchas necesidades del niño en su nes de fumigación. Los científicos han recurrido a tales registros casa de Da Nang, este se entretiene con en los estudios que han vinculado el agente con más de una coches de juguete. docena de enfermedades en hombres y mujeres que participa­ ron en los combates. Pero el Gobierno se ha negado a recono­ cer que el defollante también afectase a los vietnamitas, en A Lien la conocí por mediación de una asociación estadouni­ parte porque asegura que Vietnam no ha facilitado datos fia­ dense llamada Niños de Vietnam, que ayuda a familias pobres de bles sobre quiénes estuvieron expuestos. Las historias clínicas esa localidad. Nos sentamos a tomar un. té. en una habitación sen­ del país son precarias y la población sufrió grandes despla­ cilla. que daba ala calle y hablamos alzando el tono por encima del zamientos en los caóticos años de la posguerra, lo que dificulta tráfico. De la pared colgaban fotos de familia junto a un retrato de demostrar que se estuvo expuesto al agente. Ho Chi Minh, el líder revolucionario comunista de Vietnam. Las Vietnam afirma que sus datos son fidedignos, pero el desa­ facciones de Lien, dulces de costumbre, se endurecieron cuando cuerdo ha alimentado la tensión durante años, sobre todo por lo le pregunté qué pensaba que había causado los problemas de su que respecta a los efectos que podrían heredar las generaciones hijo: «ÍE1 culpable es el agente naranja!», exclamó a través de venideras. A pesar de que las pruebas llevadas a cabo por Esta­ su intérprete, con la mirada encendida de ira. dos Unidos en animales han demostrado que el daño genético El agente naranja es un defoliante esparcido por EE.UU. causado por las dioxinas es heredable, la sensibilidad varía mu­ durante la guerra de Vietnam para aclarar la vegetación espesa cho según la especie, y no existen estudios en humanos. Robert y dejar al descubierto a las tropas enemigas. Estaba contami­ Moore, toxicólogo de la Universidad de Wisconsin en Madison, nado con dioxina, un veneno que persiste durante décadas en advierte de que sería muy difícil demostrar que los hallazgos el ambiente. El abuelo de Danh luchó en el Altiplano Central, en animales reflejan la experiencia humana. una zona intensamente rociada, y su padre trabajó en la antigua En un intento de suavizar las relaciones, el Congreso de base de EE.UU. en Da Nang, donde años más tarde se halló EE.UU. aprobó en diciembre de 2014 una partida de ayuda hu­ dioxina en los patos y peces consumidos por los lugareños. manitaria por valor de 21 millones de dólares para cinco años Las dioxinas se han vinculado con el cáncer, las cardiopatías y que, por primera vez, iba destinada expresamente a las perso­ otros problemas de salud que afectan a las personas expuestas nas con discapacidad grave que viven en zonas rociadas con ei a ellas. Pero Lien está convencida de que su hijo heredó el le­ agente. Charles Bailey, antiguo director del Programa del Agente gado tóxico debido a la exposición de que fueron víctimas su Naranja en Vietnam del Instituto Aspen, describe esa ayuda padre y su abuelo. El Gobierno vietnamita, que considera a como un gran paso que asegura que la ayuda humanitaria de Danh como una presunta víctima del agente naranja, afirma que EE.UU. llegue a los más necesitados. Sin embargo, el paquete cientos de miles de ciudadanos nacidos una o dos generaciones de ayuda no hace referencia explícita al agente como causan­ después del conflicto se enfrentan a los efectos nocivos de las te de las discapacidades. Es más un gesto simbólico para apa­ dioxinas transmitidos por sus progenitores. ciguar la posición vietnamita que una admisión de culpa. Han

K.\ SÍNTESIS

Los médicos vietnamitas afirman Ensayos con animales en EEUU, Científicos estadounidenses afirman que la Sin admitir ninguna culpa, el Con­ que el agente naranja, un defolian- muestran que el daño genético cau­ investigación vietnamita que vincula la expo­ greso de EE.UU. aprobó una partida te esparcido durante la guerra de sado por ia dioxina del agente naranja sición al agente con las anomalías congénitas de 21 millones de dólares para ayu­ Vietnam, causa defectos genéti­ es heredable, si bien la vulnerabilidad adolece de fallos. Las autoridades de Vietnam dar a las personas discapacitadas cos en los hijos y nietos de los que varía mucho en las especies analiza­ no han permitido a los expertos estadouni­ en Vietnam, pero este país reclama estuvieron expuestos a él. das. No hay estudios en humanos. denses llevar a cabo estudios en su país. una ayuda mucho mayor. PAGINAS ANTERIORES: NGUYEN MUY KHAM. RtUTERS; EN ESTA PÁGINA: KAZUYOSHINOMACHI, CORBIS KAZUYOSHINOMACHI, PÁGINA: ESTA EN RtUTERS; KHAM. MUY NGUYEN ANTERIORES: PAGINAS

82 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 VIETNAM ASEGURA que cientos de miles de hijos y nietos de ciudadanos expuestos al agente naranja padecen anomalías congénltas como las que se muestran aquí, entre ellas la de una persona dotada de m anoy hombro, peno no de brazo. El Gobierno de EE.UU. argumenta que las anomalías congénitas obedecen a múltiples causas. pasado cuarenta años desde que las tropas estadounidenses La TCDD actúa por canales misteriosos: algunas especies su­ abandonaran Saigón (boy Ciudad Ho Chi Minh) y sellaran así cumben a dosis mínimas, mientras otras son más resistentes. el fin de la guerra. Pero las preguntas básicas sobre el legado de Algunas especies son sensibles al principio y se toman más re­ los efectos del agente naranja en la salud de varias generaciones sistentes con la edad. Hay diferencias hasta dentro de la misma de vietnamitas siguen siendo controvertidas. especie, asegura Linda Birnbamn, directora del Instituto Nacional de Ciencias de Salud Ambiental, en Carolina del Norte. La sensi­ LA DIOXINA, EL MALO DE LA PELÍCULA bilidad de la especie humana se ignora por ios graves problemas Con sus bulevares frondosos y cafés de moda, el casco urbano de éticos que plantea su estudio. Esa incertidumbre ha avivado en­ Da Nang es hoy muy distinto de aquella ciudad portuaria que conados debates sobre lo que constituye un nivel «seguro» de acogió a las fuerzas estadounidenses durante la guerra. Ciclomo- exposición en nuestra especie. tores y motocicletas abarrotan la carretera que une la ciudad con la vieja base aérea de Da Nang y actual aeropuerto internacional. ¿ADN DAÑADO DURANTE GENERACIONES? Desde allí, las fuerzas de EE.UU. y de Vietnam del Sur lanzaron en En el Museo de los Vestigios de la Guerra del Vietnam, en Ciu­ 1962 la operación Ranch Hand, el programa de guerra herbicida. dad Ho Chi Minh, el visitante puede tener la impresión de que Producido sobre todo por Monsanto y Dow Chemical, el agen­ las pruebas científicas son incontestables: imágenes de perso­ te naranja era una mezcla a partes iguales de los herbicidas nas deformes cuelgan de paredes anaranjadas, junto a mapas 2,4-D y 2,4,5-T, que las tropas estadounidenses dispersaron en que muestran dónde se dispersaron los defoliantes. Una nota un principio a petición del Gobierno sur vietnamita. También explica que los efectos de las dioxinas «se pueden transmitir a fumigaron con oíros productos, como los agentes blanco, azul, muchas generaciones a causa del daño producido en los genes y rosa, verde y violeta, nombrados así por el color de la banda de las moléculas de ADN». Los hospitales de Vietnam tienen salas los bidones que los contenían. El objetivo: despojar al adversario enteras dedicadas a las presuntas víctimas del agente, entre de la cubierta arbórea que le servía de escondite. La fumigación ellas nietos de personas que afirman haber estado expuestas. tuvo lugar principalmente en Vietnam del Sur y en zonas de Los estudios con ratas no demuestran que las generaciones Laos. Esparcidos desde el aire, en solo dos días los herbicidas de vietnamitas estén sufriendo ios efectos de las dioxinas. pero mataron toda la vegetación fumigada. aportan indicios de que es plausible. En esa situación hipotética, Hasta 1969 no se descubrió que el agente naranja y la mayoría la exposición durante la guerra habría afectado a los esperma­ de las otras mezclas habían sido contaminados involuntaria­ tozoides y a los óvulos embrionarios (las células germinales) en mente con la dioxina más tóxica, la TCDD. Cuando la opera­ ciertos periodos vulnerables del embarazo, lo que causó cambios ción Rancli Hand concluyó en 1971, dos años después de que heredables de una generación a otra. se descubriese la contaminación, se habían esparcido al menos Hoy se están logrando avances importantes que indican que 75 millones de litros de herbicida, a los que estuvieron expues­ el compuesto en cuestión tiene efectos duraderos e incluso ge­ tos entre 2,1 y 4,8 millones de habitantes, según un análisis neracionales. Las nuevas pruebas obtenidas con roedores en publicado en 2003 por Jeanne Stellman. catedrática emérita laboratorios de todo el mundo demuestran que la TCDD altera de política y gestión sanitaria de la Universidad de Columbia. el epigenoma, esto es, el sistema biológico que controla qué ge­ Los estudios en animales demuestran que la TCDD es uno nes de la célula permanecen activos. A esta regulación, llamada de los compuestos más tóxicos que se conocen. Amén de causar epigenética. se debe que todas las células del embrión acaben daños hepáticos, cáncer y problemas inmunitarios en los an ­ formando tejidos distintos a pesar de heredar los mismos genes uíales expuestos, es sumamente tóxica para el feto. Suministra­ matemos y paternos. Los genes responsables de que una célula da a una rata gestante, una dosis inferior a una parte por m:l genere el latido del corazón, por ejemplo, se activan mediante un millones (equivalente a una sola gota en unos 53.000 litros de proceso epigenético, mientras que otro proceso de esa naturaleza agua) provoca la feminización del embrión masculino. Las dosis desactiva los genes que harían que transmitiese los impulsos del orden de 100 partes por mil millones en roedores y peces nerviosos en el cerebro. causan anomalías congénitas como fisura palatina, disfunción La TCDD puede reprogramar los controles epigenéticos, renal, problemas cardíacos y fragilidad ósea. con consecuencias que podrían aparecer mucho tiempo des-

Agosto 2016, InvcstigarionyCieueia.es 83 pués de haber sido eliminada por el ciento de los neonatos en todo el mun­ cuerpo. «Los efectos no sobrevienen do, y los vietnamitas se hallan a la ca­ necesariamente en el momento de la beza en el uso de plaguicidas agrícolas exposición», explica Michael Skinner, que causan ese mismo tipo de defectos biólogo de la Universidad del Estado en animales de laboratorio. La pobla­ de Washington. «En cambio, el epige- ción también sufre una carencia crónica noma puede quedar alterado de forma de ácido fólico, que protege contra los permanente y sus efectos materializar­ defectos del sistema nervioso durante se en cualquier momento de la vida.» la gestación. La prueba de ello proviene del labo­ ratorio de Alvaro Puga, biólogo mo­ DATOS ESCURRIDIZOS lecular de la facultad de medicina de Mientras citaba estudios vietnamitas la Universidad de Cincinnati, que dio inéditos, Le Ke Son, jubilado hace poco TCDD a hembras de ratón gestantes y de su cargo como director del Comi­ descubrió que las crías nacían con de­ té 33, organismo a cargo de las activi­ fectos cardíacos que no eran peligrosos dades relacionadas con el agente na­ hasta la edad adulta. ranja en Vietnam, reiteró en un correo Cuando Skinner expuso a dosis electrónico que me envió que los por­ elevadas de TCDD a ratas gestantes, centajes de anomalías congénitas y de comprobó que la segunda y la tercera complicaciones del parto en las zonas generación de descendientes mostra­ fumiga das y en los puntos críticos eran ban altos índices de enfermedades sin duda más altos que en las zonas renales y ováricas y que, en la cuarta, de control sin fumigar. Le Ke Son es presentaban un recuento de esperma médico y toxicólogo y sigue dirigiendo más bajo. Al preguntarle si esos resul­ EL AGENTE NARANJA deshojaba los árboles el programa nacional de investigación tados guardaban relación con la expe­ y dejaba al descubierto las tropas. En 1970, un sobre las dioxinas. Su opinión se con­ riencia de las personas expuestas a la lustro después de ser rociado, el manglar de sidera más razonable que la de la línea dioxina en Vietnam, Skinner respondió ¡a imagen inferior aún estaba devastado, en dura del Gobierno. Sin embargo, los categóricamente que sí. Agimos ponen contraste con el intacto de la imagen superior. especialistas estadounidenses suelen en duda esa conexión, así como la re­ descartar la investigación vietnamita, levancia de sus estudios con lo ocurrido en Vietnam, en parte aduciendo que rara vez se publica en revistas occidentales de porque las ratas reciben dosis muy superiores a las que sufrió prestigio. Además, las autoridades no han permitido que ex­ la población humana. pertos estadounidenses lleven a cabo estudios en el país. En El caso de Vietnam se ve complicado por la persistencia 1995, funcionarios vietnamitas detuvieron a Arnold Schecter, de la TCDD en el ambiente, cuyos efectos se podrían sumar a hoy profesor en la facultad de medicina de la Universidad de los generados por la transmisión a través de la línea germinal. Louisvilie, cuando trataba de salir del país con muestras de san­ La vida media de la TCDD en el cuerpo humano es de siete gre humana destinadas al análisis de las dioxinas. a diez años. Su vida media en el suelo y en los sedimentos se En 2000 se abrió un resquicio a la realización de estudios prolonga unas décadas más, con la consiguiente acumulación de colaboración, cuando David Carpenter, director del Instituto en los peces y patos, alimentos básicos de los vietnamitas, entre de Salud y Medioambiente de la Universidad estatal de Nueva ellos el padre de Danh. York en Abany, propuso un proyecto de cinco años con un coste Los estudios realizados entre la década de los noventa y me­ de un millón de dólares. Pretendía extraer muestras de sangre diados de la siguiente por Hatfield Consultants, asesoría radica­ a parturientas en hospitales de tres ciudades: Ciudad Ho Chi da en Vancouver, revelaron siete puntos críticos donde las con­ Minh, cercana al punto de exposición al agente más importante; centraciones medidas en el suelo y en los sedimentos superaban Hanoi, muy distante, y la provincia de Thua Thien Hue, donde las 1000 partes por billón (nuevos datos señalan hasta 28 puntos también se fumigó mucho. Buscaría la posible relación entre los críticos). Según Thomas Boivin, director de operaciones interna­ niveles de TCDD en la sangre y tres tipos de defecto congénito: cionales de Hatfield, los tres más contaminados correspondían a falta de extremidades, anomalías del tubo neural y labio leporino las antiguas bases aéreas survietnamitas y estadounidenses en y fisura palatina. Da Nang, Phu Cat y Bien Hoa. En un estudio de 2015, técnicos Pero el plan se frustró- Según Carpenter, los Institutos Na­ de la Agencia para el Registro de Sustancias Tóxicas y Enfer­ cionales de la Salud de EE.UU. (NIH) condicionaron su apro­ medades, adscrita a los Centros para el Control y la Prevención bación al visto bueno de Vietnam. Hanoi se tomó un año, des­ de Enfermedades (CDC), aún hallaron concentraciones nocivas pués de lo cual los NIH declararon que solo subvencionarían en peces capturados en estanques de Bien Hoa. un estudio piloto de 350.000 dólares. Vietnam no lo aceptó. Puga cree que la TCDD se acumula paulatinamente en el A raíz de nuevas trabas, los NIH y la citada universidad clau­ tejido graso de quien consume alimentos contaminados, hasta suraron el proyecto. un punto en que la capacidad de depuración del organismo se «Dediqué tres años a redactar esas propuestas y a viajar en ve superada. Advierte de que si la grasa de la mujer embarazada multitud de ocasiones a Vietnam. Y todo en balde», se lamenta. libera el compuesto en la sangre, el bebé podría recibir una dosis «Fue la mejor oportunidad para emprender un estudio de cola­ enorme. Sin embargo, sin mejores datos sobre la exposición a la boración y estoy seguro de que no volverá a suceder.» Carpenter TCDD y su concentración en la sangre, esa situación es poco más cree que su propuesta de trabajo puso nerviosos tanto a Hanoi

que una conjetura. Los defectos congénitos afectan ya a un 3 por como a Washington. «Las autoridades estadounidenses temían PHOTO AP

84 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 que, si vinculábamos las anomalías congénitas con la dioxina. heredadas de la guerra, coordinó la ayuda. Durante los años deberían afrontar indemnizaciones. Y las vietnamitas que, si ochenta, Leahy desempeñó un papel decisivo en la creación de no la confirmábamos, perderían los beneficios de las campañas un fondo federal aún en vigor destinado a destruir las bombas que nos acusan de ellas.» sin detonar que se hallan esparcidas por los campos vietnami­ Carpenter admite que será difícil llevar adelante aquel estu­ tas, Desde 2007 ha conseguido cerca de 100 millones de dólares dio, o uno nuevo parecido. El análisis de las dioxinas precisa un para la descontaminación de las dioxinas en Vietnam. «Creo volumen de sangre de 40 mililitros. Y añade que el instrumental que hemos ido más allá de basar la indemnización en datos es complejo y solo está disponible en un puñado de laboratorios científicos», opina Timothy Rieser, asistente legal que trabaja en todo el mundo. para Leahy en temas del agente naranja. «Con su actuación, Nuevos resultados podrían aportar una luz muy necesaria. el Gobierno estadounidense ha aceptado la posibilidad de que Hace treinta años se revisaron a conciencia los datos sobre ano­ algunas personas se viesen afectadas gravemente. Y la pregunta malías congénitas en la población vietnamita. Maureen Hatch. ahora es: ¿cómo podemos abordar mejor esta situación?» hoy en el Instituto Nacional del Cáncer de EE.UU., analizó los Le Ke Son, antiguo miembro del Comité 33, está de acuerdo estudios vietnamitas, las historias clínicas y las estadísticas en que la ayuda humanitaria debe dar prioridad a las personas oficiales y descubrió una retahila de problemas; entre ellos, discapacitadas que residen en los puntos críticos, como Da Nang que había pocas medidas de referencia de antes de la guerra o Bien Hoa, entre otros. «Creo que 21 millones de dólares es un y que las zonas de control sin rociar eran insuficientes. Aun buen comienzo por parte del Gobierno de Estados Unidos Pero así, en un artículo de 1985 publicado en la revista Teratogene- no es suficiente.» sis, Carcinogenesis, and Muta génesis, Hatch y John Constable, En un correo electrónico que me envió, un portavoz de Mon­ escribieron que algunos estudios parecían mostrar un gran santo no confirmó ni negó que se produjeran contaminación o número de anomalías llamativas muy poco frecuentes. Algunos efectos sobre la salud derivados de la exposición al defoliante. bebés nacieron sin cerebro y sin partes del cráneo; otros, sin Destacó que la Monsanto que fabricó el agente era otra em­ ojos o con los miembros atrofiados o deformes. presa con la que la compañía actual solo comparte el nombre. Hatch y Constable concluyeron que la relación más robusta Además añadió; «Los tribunales estadounidenses han fallado con laTCDD del agente naranja se daba en el embarazo molar. que los contratistas que fabricaron el agente naranja para el En estos casos, el espermatozoide fecunda un óvulo inviable Gobierno no son responsables de las reivindicaciones vincula­ y se forma una masa de tejido de aspecto tumoral que crece das con su uso militar, puesto que se limitaron a cumplir las en el útero y en ocasiones se vuelve cancerosa. Un metanálisis instrucciones dadas por este». El portavoz se negó a comentar más reciente ha afirmado que la exposición de los progenitores si la dioxina podría tener efectos transgeneracionales. En otro al agente en Vietnam parece estar vinculada con un aumento correo, Dow Chemical declinó responder a mis preguntas; en del riesgo de anomalías congénitas, pero las conclusiones son su web, la compañía afirma que el Gobierno de Estados Unidos limitadas. especificó cómo fabricar el agente y posteriormente controló su Más concluyente parece ser el anáfisis que el Instituto de transporte, almacenamiento y uso. Medicina de EE.UU. ha llevado a cabo desde 1991 en soldados En opinión de Stellman, las empresas químicas y gran parte que estuvieron expuestos a la TCDD. El informe bienal de 2014 del Gobierno estadounidense preferirían que los problemas de del instituto apunta que hay «pruebas suficientes» sobre la re­ salud de Vietnam no se vinculasen nunca de manera concluyente lación de este compuesto con el sarcoma de tejidos blandos, los con el agente. Por otra parte, afirma que los vietnamitas ven en linfomas de Hodgkin y no hodgkinianos, y el acné dórico (am­ la exposición a él la causa de casi todas las anomalías congéni­ pollas cutáneas). También cita «pruebas limitadas o indicativas» tas acaecidas en su país. Ambas partes se equivocan. Algunas de su asociación con el cáncer de laringe, pulmón y próstata, anomalías probablemente sean atribuibles al agente naranja, mieloma múltiple, neuropatía periférica temprana, párkinson, pero saber cuántas es una incógnita que la ciencia no puede hipertensión, cardiopatía isquémica, ictus y diabetes de tipo 2. responder hoy. Aún no hay un estudio definitivo. 38 En particular, el informe exige pruebas para cualquier tipo de anomalía congénita «inadecuada», a excepción de la espina bíftda, que figura en la categoría de «limitada o indicativa». El Departamento de Asuntos de los Veteranos de EE.UU. concede indemnizaciones para estos trastornos si el veterano de guerra P A R A SA B ER M Á S puede demostrar que estuvo expuesto al agente naranja. Agent orange and risks to reproduction: The limits of epidemiology. Maureen C. Hatchy Zena A. Stein en Teratogenesis, Carcinogenesis, COMPENSACIÓN SIN ADMISIÓN DE CULPA a nd Mutagenesís.vol. 6. n.'3, págs. 185-202.1986. Las clasificaciones del instituto de Medicina parecen ser el re­ «A Great Poison». Marguerite Holloway en Screntific American, noviembre conocimiento de Estados Unidos sobre los efectos directos del de 1990. Dioxin (TCDD) induces epigenetic transgenerational inheritance of adult agente naranja. Pero la cuestión de si el defoliante tiene algo onset disease and sperm epimutations. Mohán Manikkam et al. en PL0S que ver con los problemas de salud que afectan a Vietnam, sobre 0N£, vol. 7, n.° 9, art. e46249,26 de septiembre de 2012. http://journals.plos. todo los de las generaciones posteriores, se halla atrapada en un org/plosone/ artide?id=10.1371/journal,pone.0046249 mar de disputas sobre la causalidad, la culpabilidad, la indem­ Veterans and agent orange: Update 2012. Instituto de Medicina. National Academies Press, 2014. nización y la responsabilidad, afirma Bailey. En su opinión, el Children of Vietnam, a nonprofit aid group: www.childrenofvietnam.org nuevo paquete de ayudas soslaya esos conflictos y simplemente da prioridad a grupos reducidos de personas con discapacidades EN NUESTRO ARCHIVO más profundas. Un nuevo tipo de herencia. Michael K. Skinner, íyC octubre de 2014. El senador Patrick Leahy, de Vermont, que ha trabajado Epigenética. Colección Temas de IyC , n.° 81.2015. mucho tiempo para hacer frente a las amenazas ambientales

Agosto 2016, InvestigacionyCiencia.es 85 Curiosidades de la física por H. Joachim Schlichting H. Joachim Schlichting es excürector del Instituto de Didáctica de la Física de ia Universidad de Münster.

¿Por qué se arrugan los dedos mojados? Física y evolución del refinado mecanismo que emplea nuestro cuerpo para impedir que las cosas se nos resbalen de las manos en ambientes húmedos

lgunas expresiones del lenguaje co­ nesio, también conocido como magnesita, las manos y los pies después de un largo Atidiano tienen su origen en el pasa­ con el fin de absorber la transpiración y baño. Normalmente contemplamos este do remoto. «Cuando manejamos una si­ aumentar asi el rozamiento. fenómeno con mayor o menor disgusto, tuación, tratamos de que las cosas no se ¿En qué casos son el rozamiento y el. pero ¿se trata realmente de un defecto? nos vayan de las manos y no permitimos agarre mayores y cuándo menores? De ¿O acaso nos beneficiamos de él, como que nadie nos manipule»; en frases como preguntas como esta se ocupa la tribolo- cuando lavamos los platos y estos no se esta, nuestra forma de hablar refleja una gía de la piel, que en los últimos años se nos resbalan? Justamente por esa razón, función ancestral y clave para la supervi­ ha convertido en una disciplina por dere­ las pinzas de sujeción de numerosas vencia del ser humano: la de asir y utili­ cho propio que, de hecho, ya nos ha ofre­ herramientas presentan superficies es­ zar objetos con las manos. cido algunas ventajas prácticas. Hasta triadas, ya que así su agarre resulta más Entre las circunstancias aprovechadas hace poco, ponerse crema en las manos firme. Así pues, ¿se debe la aparición de por la selección natural para dotarnos de significaba estar dispuesto a que se nos estas arrugas a las ventajas evolutivas un agarre firme se encuentran las fuerzas escurriese cualquier objeto de ellas. Hoy, que conlleva? de rozamiento entre la mano y el objeto sin embargo, ya hay cremas para la piel Eso es exactamente lo que sostiene un en cuestión. Aun así, en ocasiones necesi­ que garantizan un buen agarre inmedia­ grupo de científicos de la Universidad de tamos una pequeña ayuda. Por ejemplo, si tamente después de su aplicación. Newcastle dirigido por Tom Smulders y mientras cavamos nos escupimos de vez Kyriacos Kareklas. Hace unos años, estos en cuando en las manos, aumentaremos ¿Adaptación evolutiva? investigadores pidieron a varios volunta­ la fricción entre ellas y el mango de la El grado de rozamiento entre dos objetos rios que trasladasen canicas y pequeñas pala. Sin embargo, que las manos húme­ no solo depende de los respectivos mate­ pesas de plomo de un recipiente a otro, das proporcionen un mejor agarre es más riales, sino también de la morfología de asiéndolas entre el pulgar y el índice. bien una excepción. Los gimnastas espol­ las superficies en contacto. Un ejemplo lo En una primera serie de experimentos, vorean en sus manos carbonato de mag­ hallamos en las arrugas que aparecen en los objetos se encontraban debajo del

ROZAMIENTO RUGOSO: El rozamiento entre dos objetos no solo depende de la naturaleza de los materiales, sino de la m orfología de las superficies. Al igual que ocurre con los dibujos de un neum ático, las arrugas que aparecen en los dedos mojados aum entan el rozam iento entre la m ano y el objeto asido. En el caso de los pies, probablemente permitan que estos encuentren un

mejor apoyo en el suelo. {pie) 0 ISTOCKPHOTO/tAKATORKl (nwioj; MS51NSCHA57 Pffi Algunos expertos sostienen

que este fenóm eno, de SI'tKI/m particular importancia en condiciones de humedad, es el resultado de una

adaptación evolutiva. KRÜSSMANN, ALICt

86 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 Juegos matemáticos por Alejandro Pérez Carballp Alejandro Pérez Carballo es profesor de filosofía en la Universidad de Massacfiuseits en Amherst.

¿Cómo comparar el bienestar de poblaciones diferentes? Sobre la imposibilidad de plasmar en una ecuación algunos de nuestros valores sociales y políticos más básicos

n pocas horas le harán llegar dos do­ individuo vive mejor que otro, el número frente a otra en la que más de 100 millones Ecumentos. Cada uno. contendrá, con que la fórmula asigna al primero será ma­ de individuos (100.000.001, por ejemplo) un nivel de detalle extraordinario, una se­ yor que el que asigna al segundo. llevan una vida con un nivel de bienestar rie de propuestas políticas y económicas Tras leer ambos apéndices, ha llega­ igual a 1, algo apenas tolerable. En general, de impacto mundial. La decisión sobre do el momento de elegir una de las dos el método de la suma le haría preferir una cuál de los dos planes implementar esta­ propuestas. ¿Cuán fácil le resultará tomar propuesta en la que N millones de perso­ rá en sus manos. una decisión? nas viven con casi tantos pesares como Usted —una persona influyente— lleva buenos momentos, frente a otra en la que varios años tomando decisiones similares. ¿Bienestar promedio un millón de personas disfruta de un nivel Hasta ahora, sin embargo, todo era terri­ o bienestar total? de bienestar igual a IV. blemente complejo. La descripción de las Sin pensarlo mucho, se le ocurre que hay A pesar de todo, usted se dice que tiene propuestas era muy abstracta y su efecto dos métodos bastante naturales para deci­ que haber algún método que no le obli­ sobre la población mundial resultaba muy dirse. El primero, al que llamaremos «mé­ gue a tomar decisiones tan absurdas. Uno difícil de evaluar. Y, aun después de que todo del promedio», consiste en calcular distinto de los basados en los niveles de los economistas ingeniasen todo tipo de el nivel de bienestar promedio de la po­ bienestar promedio y total de la pobla­ técnicas para discernir las consecuencias blación y, después, elegir la propuesta que ción. Pero ¿cuál? de cada plan de medidas, al ftnal usted arroje el mayor resultado. El segundo, al tenía que decidir si. por ejemplo, le daba que llamaremos el «método de la suma», F,1 tamaño déla población más peso a una política sanitaria que a se basa en elegir aquella propuesta que Después de consultar a sus consejeros de otra que afectase al nivel de ingresos de arroje el mayor nivel de bienestar total; confianza, cree entender por qué ninguno la población. es decir, el resultado de multiplicar el ni­ de los dos métodos anteriores es adecua­ Esta vez le han prometido que todo vel de bienestar promedio por el número do. El método de la súmale da demasiada será un poco más fácil. Los economistas total de habitantes del planeta. importancia al tamaño de la población, han diseñado un novedoso sistema que Por desgracia, tras reflexionar un poco, por lo que tiende a favorecer propues­ permite asignar, a cada habitante del pla­ concluye que ninguno de los dos procedi­ tas que derivan en un gran número de neta, un número entero que refleje su nivel mientos resultará adecuado, De seguirlo habitantes, pero que no necesariamente de bienestar total en función de las dis­ al pie de la letra, el primero le obligaría a. implican un buen nivel de vida. En cam­ tintas variables (salud, educación, renta, tomar decisiones realmente descabelladas. bio, el método del promedio no le otorga etcétera). La fórmula es bastante compli­ Supongamos que el primer conjunto de ninguna importancia al tamaño de la po­ cada, pero el consenso entre los expertos, medidas derivase en la supervivencia de un blación: le basta con un único individuo, le dicen, es que constituye la mejor manera único habitante en todo el planeta, al que, siempre que este disfrute de un nivel de de aglomerar todos los factores para com­ eso sí, se le asegura un nivel de bienestar bienestar lo suficientemente elevado. parar ambas propuestas. extraordinario; 100. pongamos por caso. Supone entonces que tal vez la solu­ Así pues, en el apéndice de cada docu­ Ahora imagine que la segunda propuesta ción consista en ponderar con más tino mento encontrará una lista que le infor­ deriva en una población de miles de mi­ la importancia que adquiere el bienestar mará sobre cuántas personas alcanzarán llones, la mitad de los cuales gozan de un de una persona a medida que aumenta el un nivel de bienestar dado si adopta la nivel de bienestar de 100, mientras que el número de habitantes. Con esta idea en propuesta en cuestión. También le aclaran resto disfruta de un nivel de bienestar de mente, decide considerar una familia de que, si una persona lleva una vida digna, 99- ¡El método del promedio le llevaría a funciones que crezca muy lentamente con su nivel de bienestar vendrá dado por un escoger la primera opción! el tamaño de la población. Por ejemplo, número positivo. Si, por el contrario, se El segundo procedimiento, sin em­ si n es el número de habitantes, podría trata de una vida con más pesares que bargo. tampoco parece funcionar mucho usar la clase de funciones/r(tt) dadas por: buenos momentos, el número correspon­ mejor. Este le obligaría a descartar una rí-1 diente será negativo. Y finalmente le ase­ situación en la que un millón de perso­ f r(ri) rl = 1 + r + r 2 + — + rn~1, guran que, como parece natural, si un nas alcanzan un nivel de bienestar de 100, í = o

88 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 © IST0CKPH0T0/DMCMURI5IL 09(n).f y y tanto, al comparar dos propuestas que re­ que dos propuestas al comparar tanto, mente grandes, la diferencia entre entre diferencia la grandes, mente números dos dados de con llenas vidas personas de preciable des­ nada número un implica este bargo, un con 100 otros más 100, de bienestar método proporcionado por por proporcionado método el tamaño, de gran poblaciones en sulten por promedio tar mayor valor un implique que propuesta extraordinario. ga­ el primero que mientras sufrimiento, em­ Sin medidas. de paquete segundo el elegir a conduciría le que método nuevo el inquietud con comprueba cuentas, de nivel un con individuos deriva 100.000 cual en la propuesta, otra ginemos un con personas 100.000 más de 100, de grupo otro bienestar de nivel un con por dado método el que el evade también proceder de manera de valor un nes auxiliares auxiliares nes para el resultado de multiplicar el bienes­ demultiplicar elresultado para en elegir aquella consistirá método nuevo rantizaba a todos un nivel de bienestar bienestar de nivel un todos a rantizaba las hacer Al -100. de bienestar de nivel ima­ Yahora 99. de bienestar de nivel 100.000 personas de grupo un en resulta propuesta una desagra­ que Supongamos dables. decisiones tomar a obligaría promedio. del técnica la adolecía que del problema esta que facilidad con comprueba pel, que: ya ocurre, noeso por/09 nado cantidades: guientes si­ las respectivamente, arrojaba, que lo habitantes, de número el por promedio bienestar de elnivel multiplicar en sistía de bienestar de nivel un de personas de disfrutasen millón un que la en otra a a 1, igual frente bienestar nivelde un con 100.000.001de habitantes en población una resultase que propuesta una preferir función la ejemplo, por Consideremos, anteriores. de los métodos consecuencias 0 < r < l. Una vez definidas estas funcio­ estas vezUna definidas l. < r < 0 d 100. Eso seacon­ que debía método dicho 0g(q)f onde onde Tales consecuencias se deben a que, que, a deben se consecuencias Tales No obstante, pronto se da cuenta de de cuenta da se pronto obstante, No pa­ y lápiz con sentarse Iras Además, Sin conembargo, el método proporcio­ escoger posible es que ve Enseguida 1-/0i9(10s 100-/0i9(10®) 1)+ < . El método de la suma le llevaba a llevaba le suma la de método El se halla muy próxima a cero. Por cero. a próxima muy se halla r es un parámetro que satisface satisface que parámetro un es 1 ( • r 100 •100I0fl =105. que evite las disparatadas disparatadas las evite que 10 y s elegido elegido + r(ri).f 1 ) = = ) p y q lo suficiente­ lo q y 108 luí og f

ag(n)f 1 + valor de de valor también le también , consis­ ISl(P)f r, el

bienestar de de bienestar nar los miembros de de miembros los nar negativo. tar positivo; el segundo, segundo, el positivo; hora la a cuidado más poner que haya co­ Desesperado, hacer. qué sabe Ya no intento o Últim la de el99.5, de es propuesta primera la de manera de que,manera si aquellas personas con un nivel bienes­ un de con personas aquellas llos individuos con un nivel de bienestar bienestar de nivel un con individuos llos aque­ G, comprenderá llamaremos al que prometedor. parece que método un descubre con­ sejeros, mejores sus de ayuda con siempre y intentos, varios tras fin. Por población. poco un soluciones en pensar a mienza de promedio bienestar de nivel el bien a los habitantes en dos a elgrupos: los primero, habitantes la de tamaño al y bienestar de nivel otorgar al importancia qué determinar de 99,8.a asciende segunda Y si una. cada de promedio bienestar de los niveles comparar en esencialmente te á opea. el creqetl vez tal que ocurre le Se complejas. más l iuet ps cnit e orde­ en consiste paso siguiente El Este requiere, en primer lugar, dividir dividir lugar, primer en requiere, Este g¿ sea igual o mayor que el que mayor o igual sea i < i j, entonces entonces el nivel de H. G incluirá a todas todas a incluirá { = gv gv gv ....g,.} tercer método, también tiene en cuenta cuenta en tiene también método, tercer bienestar muy negativo. Y,muy el que igual al bienestar procedimiento no implica ninguna de las ninguna implica no procedimiento este complicada, poco un parece fórmula de Detotal la población. hecho, el tamaño de nivel un con individuos de existencia H del habitante del habitante sus consejeros le aseguran que, si bien la sibien que, aseguran le consejeros sus la fuertemente penaliza al y,tiempo, elevado mismo bienestar de nivel un con personas aquellas a peso gran un otorga que medida a donde donde en elegir aquella propuesta que arroje el arroje que propuesta aquella elegir en ascendente. n ie d insa ecnet. Por descendente. bienestar de nivel un menor que el de A ; es decir, en orden orden en decir, A es ; de el que de menor bienestar de nivel el de otro lado, ordenaremos los miembros de miembros los ordenaremos lado, otro mayor valor para la siguiente cantidad: siguiente la para mayor valor = Dado que Dado que Por último, el nuevo método consiste consiste método nuevo el último, Por gr, es decir, los colocaremos según según colocaremos los decir, es b(a) gso21. InvestigacionyCiencia. 2016. Agosto 7í,,7?,¡ i £ i - t = 0 0 denota el nivel de bienestar bienestar de nivel el denota gX {g b r' a tiende rápidamente a cero rápidamente tiende y eneo < 0 y,nuevo, de i aumenta, este método método este aumenta, de forma que, si que, forma de + +X i *: 0 /-i b{h)r¡, h¡ sa ga o igual sea r < 1. i < i j, Juegos matemáticos

consecuencias que había observado en los casos anteriores. Así pues, ¿habrá dado www.sdlogs.es con la solución?

Un teorema de imposibilidad La mayor red de blogs Por desgracia, este último método tam­ de investigadores científicos bién implica consecuencias disparatadas. Imaginemos una propuesta que resulta en 2001 personas con un nivel de bienestar de 100. Y ahora supongamos un segundo Cuantos completos paquete de medidas, el cual deriva en un j ! Tecnologías cuánticas y mucho más individuo con un nivel de bienestar de 101,1000 habitantes con un nivel de 100, Carlos Sabín | Universidad de Nottingharr, y otros 1000 con un nivel igual a 1. A] sentarse con lápiz y papel (y fijando r = 0,9), descubre con horror que el nue­ vo método le llevaría a elegir la segunda La ciencia y la ley en acción propuesta. ¡Pero esto resulta absurdo! La Las fronteras entre la ciencia y la ley primera implicaba un nivel de bienestar total mayor que la segunda, un nivel pro­ ■y j José Ramón Bertomeu Sánchez | instituto de Histeria medio también mayor que el de la segun­ “ * C de la Medicina y de la Ciencia López Riñere da, y una distribución más equitativa. Todo apunta a que la primera propuesta es mucho mejor; sin embargo, el comple­ Ciencia en tensión jo método diseñado por sus consejeros le Relaciones entre biomedicina y sociedad obligaría a elegir la segunda. Tal vez, se dice, valga la pena intentarlo ; jp Gregorio Valencia | Instituto de Ocimica mañana. Puede que hoy no tenga la mente Avanzada de Cataluña clara y el nuevo día le permitirá encontrar, finalmente, un método adecuado. Tecnología por sorpresa Pero el optimismo le dura poco. Le cuenta su consejero más sabio —que ha­ El lado asombroso de la ingeniería bía permanecido callado durante todo este tiempo— que su problema carece de Feo. Javier Martínez Guardiola I Universidad de Alicante solución. Un profesor de filosofía de la Universidad de Estocolmo, Gustaf Arrhe- nius, parece haber demostrado que todo Química, aire y ambiente método razonable le llevará a tomar de­ cisiones tan descabelladas como las que La q u ím ica del mundo que nos rodea le llevaron a descartarlos cuatro procedi­ Xavier Giménez Pont i Universidad de Barceíona mientos que acaba de considerar. Tal vez, se dice, las decisiones ante­ riores no fuesen tan disparatadas. O tai vez la mejor solución a su problema re­ El rincón de Pasteur quiera considerar métodos no del todo razonables. 55 El mundo invisible de los microorganismos

Ignacio López Goñi | . niversidad ce Navarra

P A R A SABER M Á S Y muchos más. Una discusión clásica del problema de comparar el bienestar de poblaciones diferentes es la de Derek Parfit en Reasons and persons: Oxford ¿Eres investigador y te gustaría unirte a SciLogs? University Press, 1984. El resultado que hemos Envía tu propuesta a [email protected] expuesto aquí aparece en An impossibility theorem for welíarist axiologies; Gustaf Arrhenius en Economics and Philosophy n.“ 2, págs. 247-266, noviembre de 2000, Un excelente repaso a la vasta bibliografía que gira en torno a estos temas es el de Hilary Greaves: Population axiology. disponible en su página web: users.ox.ac.uk/~mert2255. Sigue también Scilogs internacional I .com I .be I .fr I .de

9 0 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 Libros

ONTHEWING organismos parecidos a lepismas, de un INSECTS, PTEROSAURS. BIRDS, BATS centímetro de longitud o mayores. Se AND THE EVÓUJTION OF ANIMAL FLIGHT alimentarían de la parte superior de los David E. Alexander tallos de las plantas y saltarían al suelo Oxford University Press, 2015 para huir de los depredadores o acelerar su huida. Poseerían probablemente una buena vista y capacidad para orientar­ se durante el salto o la caída [véuse «El vuelo de los insectos», por Míchael Dic- kinson; Investigación y Ciencia, agosto de 2001, y «Los insectos: un éxito de la evolución», por André Nel; Investigación y C iencia, febrero de 200.3]. En torno al origen del vuelo de las Alas aves, el debate se polariza entre quienes Adquisición del vuelo en el mundo animal sostienen la teoría arbórea, o planeo des­ de la copa, y los partidarios de la teoría corredora, de ascensión tras la carrera. as alas tienen interés ecológico. El éxi­ y ñlogenéticos tradicionales. Conocer de No parece un paso fácil, de acuerdo con Lto de la chicharrita parda (Nilaparva- qué modo afecta el tamaño a la fisiología los principios de la biomecánica, re­ ta lugens), plaga de los arrozales, depen­ y aerodinámica de los voladores moder­ montar el vuelo batiendo las alas para de de su capacidad para desarrollarse en nos nos permite comprender el vuelo de superar una pendiente. Una evolución dos formas diferentes en respuesta a claves animales antiguos. a partir del planeo de los dinosaurios ambientales. La ehieliarrita de alas largas La capacidad de vuelo se adquirió, de manirraptores sería una hipótesis me­ huye de entornos hostiles en busca de ali­ forma independiente, en cuatro ocasio­ nos compleja. El arquetipo fósil de la mentación; la de alas cortas, perdida su ca­ nes, las correspondientes a cada uno de protoave voladora sería Archaeopteryx. pacidad de volar, se refugia en una elevada los cuatro grandes grupos. Con ese fin. la Al cumplirse el sesquieentenario del tasa de reproducción. Que desarrollen un selección natural debió de actuar sobre descubrimiento en Baviera de ese fósil tipo u otro de alas depende de dos recep­ alguna estructura que tendría al menos con plumas, el equipo dirigido por Xing tores de insulina. propiedades ligeramente alares, quizás Shu desenterró el terópodo Xiaotingia Las alas, y en particular su mimetismo, una superficie más extensa que se prolon­ zhengi, que ha obligado a replantearse se presentaron también como la prueba gara a ambos lados del cuerpo. Las aves el origen de las aves, las cuales serían más hermosa de la teoría de la selección emplearon brazos y plumas modifica­ dinosaurios con adaptaciones fisiológi­ natural. Así lo declaró el descubridor del das; los murciélagos, los huesos de ma­ cas para el vuelo. Si los primeros ptero­ fenómeno, Walter Bates, y como tal fue nos y dedos: las alas de los pterosaurios saurios caminaron a cuatro patas y no recibida por el propio Charles Darwin y estaban asentadas sobre dedos enormes fueron corredores bípedos, no sería vero­ sus primeros seguidores. con membranas rígidas; las de los in­ símil un origen del vuelo desde el suelo. De los aeroplanos a las aves, el vuelo sectos, en cambio, no son extremidades El precursor arbóreo entraña conexiones ha despertado la admiración del ser hu­ modificadas. con la percepción, modificaciones del sis­ mano, interés que ha experimentado un Abundan los insectos fósiles. Hace tema nervioso y diversidad estructural especial renacimiento en el curso de ios 300 millones de años había insectos bas­ {véase «El origen de las aves y su vuelo», últimos diez años. Alexander ha ahonda­ tante mayores que los actuales; se han por Kevin Padian y Luis M. Chiappe; In­ do en su evolución en cada uno de los hallado efímeras fósiles que desplegaban vestigación y Ciencia, abril de 1998, y cuatro grupos animales —los cuatro gran­ una envergadura alar de 45 centímetros. «El origen de las aves modernas», por des— que adquirieron dicha capacidad: El mayor insecto conocido era un odo- Gareth Dyke; Investigación y Ciencia; insectos, pterosaurios, aves y murciéla­ natóptero cuya envergadura alar era de septiembre de 2010]. gos. Se trata de la primera obra que ofre­ 66-70 centímetros. No obstante, los in­ Menos duda cabe de que los murcié­ ce una visión de conjunto; con un estilo sectos alados fósiles irrumpen con tal lagos evolucionaron a partir de antepa­ llano y riguroso, resalta el nexo entre un brusquedad que no ayudan a compren­ sados arbóreos planeadores. La genética tisanóptero diminuto y el poderoso al- der el origen del vuelo. Los neópteros ha resuelto la polémica en torno a una batros, profundiza en el registro fósil y han adquirido una bisagra alar que les posible adquisición del vuelo por los criba la teoría del origen de las alas. A permite plegar las alas. Ciertos grupos micromurciélagos distinta de la seguida propósito de estas, se pregunta si las aves perdieron más tarde la capacidad de por los megamurciélagos: hubo un solo volaron desde la copa de los árboles al volar y algunos redujeron los dos pares origen. Se presume que el vuelo y la eco- suelo o si se alzaron en rápida carrera. originales de alas a uno. A dos se reducen locación, unidos por la nocturnidad y Aborda las anomalías del mundo de los las teorías prevalentes sobre su origen por una vinculación física literal entre el seres voladores, desde el aleteo frenético anatómico: derivan de las branquias lar­ aleteo y la producción de la llamada (que del colibrí hasta el planeo de las ardillas. varias o proceden de lóbulos paranotales, requiere una notable fuerza muscular), Para la exposición científica se apoya en placas llanas que se extienden desde la evolucionarían a la par {véase «Origen modelos biomecánicos recientes conjuga­ parte anterior del tórax. Los precursores y evolución de los murciélagos», por Nan- dos con enfoques anatómicos, ecológicos directos de los insectos voladores serían cy B. Simmons; Investigación y Ciencia,

9 2 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 marzo de 2009]. Algunas aves e insectos son las ranas voladoras, de dedos largos Todo indica que, con excepción del han perdido su capacidad de vuelo, pero y unidos por una membrana interdigital pterosaurio, la capacidad de volar pudie­ no ocurrió así con los murciélagos o los que les permite planear entre ramas. Exis­ ra resultar clave para el predominio de pterosaurios. En estos dos últimos grupos, ten también lagartos dragón cuyos plie­ insectos, aves y murciélagos en el reino debido al uso de sus extremidades en el gues móviles se extienden a modo de alas animal. Hay más especies de insectos vuelo. Las aves han perdido su capacidad para planear de un árbol a otro. Quizá los que del resto de los animales considera­ de vuelo en las islas; los insectos, al con­ animales más fascinantes de todos sean dos en conjunto, y un 98 por ciento de vertirse en ectoparásitos o en entornos las serpientes planeadoras, que saltan ellos poseen alas. De los cuatro grupos, insólitos. desde la rama donde estén, aplanan su los tres que siguen medrando constituyen Otros animales llevaron el planeo muy cuerpo y vuelan planeando, en forma de ejemplos de particular éxito. Ahí radica el lejos. Pensemos en las ardillas y los peces ese, de árbol en árbol o hacia el suelo, con interés del estudio del vuelo. voladores. Otros excelentes planeadores un ángulo de 30 grados. —Luis Alonso

ANIMAL, VEGETABLE, MINERAL? derában mezcla de animal y planta, para HOW EIGHTEENTH-CENTURY SCIENCE otros eran vegetales con rasgos animales, DISRUPTED THE NATURAL ORDER y otros los calificaron como plantas que Susannah Gibson a veces se comportaban como animales. Oxford University Press, 2015 Los zoófitos planteaban un reto para de­ marcar una definición tajante de animal y de planta, así como para la relación consiguiente entre ambos reinos. Hasta el siglo xvni, y pese al interés de Aristóteles ANIMAL y otros naturalistas clásicos y modernos, VEGETABLE los zoófitos no pasaron de representar un MINERAL? apéndice irrelevante. H o w tig h ite n ih te ttífit} tc m u ? El asunto cambió a raíz de los descu­ A im ip itil ih f m i tur, ti O Ttir brimientos de Abraham Tíembley (1710- Historia natural 1784), quien se aprestó a encontrar la Drástica renovación en el Siglo de las Luces identidad de los zoófitos. Tras la poda, las plantas se regeneraban, no así los ani­ males; por tanto, los pólipos amputados fínales del siglo xvm, la vieja doctri­ Historia de los animales, Aristóteles es­ y regenerados se comportaban a ese res­ Ana aristotélica sobre la división del tablece los cuatro criterios que definen a pecto como plantas. Otras propiedades, mundo natural en tres reinos estancos e un animal: nutrición, reproducción, sen­ sin embargo, ios incardinaban en el reino infranqueables (mineral, vegetal y ani­ sación y fisiología. El animal necesitaba animal; en particular, el movimiento de mal), que perduró alo largo de más de dos un aparato digestivo y un sistema repro­ los tentáculos. También su sensibilidad al milenios, había quedado desautorizada. ductor, experimentar sensaciones y contar tacto y su nutrición, aspecto este último Nuevas ideas que definían a los animales con sangre y vasos. El estagirita escribió que ya había sido subrayado por Her- por su mecánica o su química merecían además un tratado Sobre el movimiento mann Boerhaave. Las fronteras parecían mayor respetabilidad; conceptos que se de los animales, propiedad arquetípica de borrosas. Pero la confusión no solo se consolidaron a io largo del siglo xix, sis­ estos seres. No era necesario que los cin­ debió a los zoófitos: merced al microsco­ tematizados en el marco de nuevas disci­ co factores se dieran simultáneamente; a pio, se había descubierto en el siglo xvu plinas (teoría celular, fisiología, embrio­ menudo bastaba con la presencia de uno la presencia de seres minúsculos en el in­ logía, bioquímica, microbiología y teoría o dos para incluir a un individuo en el terior de vegetales y animales. Con todo, evolutiva), y con sus métodos e instrumen­ reino animal. hubo que esperar hasta el siglo xix para tos respectivos, transformaron de raíz la Durante la Ilustración, los imperios descubrir el núcleo celular y armar una consideración del organismo y el paren­ europeos se hallaban en expansión y teoría de la célula. tesco entre especies. E incluso las previ­ miles de nuevas especies fueron conoci­ En uno de los experimentos más sin­ siones de futuro. En una carta a Tilomas das por la ciencia occidental. A medida gulares para investigar la generación H. Huxley fechada el 26 de septiembre de que los naturalistas estudiaban nuevas espontánea, Lazzaro Spallanzani (1729- 1857, Charles Darwin imaginaba un tiem­ especies procedentes de los cuatro pun­ 1799) creó una suerte de calzas para ranas po que describía así: «Aunque yo no viviré tos cardinales, se fueron percatando de y demostró que macho y hembra partici­ para verlo, tendremos árboles genealógi­ que no todas encajaban con facilidad en paban en la reproducción. Antes de esa cos de cada uno de los grandes reinos de las categorías aceptadas. Para ahondar observación, se debatía la función real del la naturaleza». en su conocimiento, se llevaron a cabo semen del macho, y muchos opinaban que Las características distintivas del or­ experimentos sobre corales, esponjas, solo la hembra era imprescindible para ganismo animal y vegetal habían sido venus atrapamoscas, estrellas o erizos la concepción. Esos y otros experimentos debatidas a lo largo de los siglos. En su de mar. Muchos naturalistas los consi- arruinaron muchas teorías predominan-

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tes en el siglo xvin sóbrela, reproducción, por los europeos a mediados de los años en una herramienta de competición entre incluida la teoría de la preformación. Esta 1760; criada en sus jardines, las alimen­ las potencias coloniales del mundo atlán­ establecía que las personas, los animales y taban con moscas para estudiar su fun­ tico. La Corona fue el catalizador de las las plantas existentes y por existir habían cionamiento. Sobre todo gracias a Carlos exploraciones y del descubrimiento de sido creados por Dios en el comienzo del Linneo, se investigó también la reproduc­ nuevas fuentes de ingreso para las arcas mundo, para luego desplazarse en una ción sexual de los vegetales. del Estado. Si hasta enlonces la riqueza serie ordenaday anidada en el progenitor. España, según la tesis canónica, perdía se había asentado en el beneficio de los Tío dejaban de desenterrarse fósiles, pujanza en su rivalidad con Inglaterra y minerales, en el siglo xvni se cambió el supuestos caprichos de la naturaleza que Francia. Pero si atendiéramos a las imá­ foco de atención: las riquezas vegetales podían adquirir cualquier forma. Y tam­ genes botánicas aparecidas entre 1759 y de la América española superaban a las bién se consideraron otras curiosidades: 1808, no deberíamos hablar de declive. minerales, con la ventaja añadida de que plantas que sienten e incluso que piensan, Con la entronización de Carlos III se pro­ podían propagarse y multiplicarse ad in- plantas carnívoras y plantas irritables. dujeron unas 60 expediciones científicas. finitum una vez aclimatadas. La venus atrapamoscas fue observada El estudio de la naturaleza se convirtió —Luis Alonso

MATHEMATICS IN ANCIENT EGYPT desde una sociedad disgregada en múlti­ A CONTEXTUAL HISTORY ples asentamientos hacia un estado uni­ Annette Imhausen ficado, con un gobierno central y bajo Princeton University Press, 2016 la administración de un rey. Sus sedes principales estuvieron en Maadi y Buto, en el Bajo Egipto, y en Badari y Naqa- da, en el Alto Egipto. La cultura meri­ dional dominó sobre la septentrional y encabezó la unificación del nuevo Es­ tado; las primeras fuentes escritas sur­ gieron en ese tiempo. Las pruebas de la invención de la escritura —y de la nota­ ción numérica— se vinculan a Abydos y a su cementerio de Umm al-Qaab, unos Matemática egipcia 500 kilómetros al sur de El Cairo. Entre Momentos cumbre las tumbas de las élites predinásticas, la tumba U-j (asignada al rey Escorpión, en torno al 3200 a.C.) ocupa un lugar esde hace más de dos siglos, Egipto ediciones, en 1923 y 1927), se editaron en significativo: en su interior se descu­ D viene ejerciendo una poderosa fasci­ 1898 importantes textos matemáticos de brió la prueba más antigua de escritura nación sobre el mundo de las artes y las le­ los papiros de Lahun; en 1900 y 1902, jeroglífica [véase «El nacimiento de la tras. Menos conocida es la pasión que des­ fragmentos del papiro de Berlín 6619: y, escritura en Egipto», por Gwenola Graff; pierta entre los científicos, por ejemplo, el en 1930, el papiro de Moscú. Debemos a Investigación y Ciencia, marzo de 2014]. estudio de las momias y su interés en ge­ Otto Neugebauer y Kurt Vogel monogra­ Se utilizaron marcas simbólicas y sellos nética humana. Hace un año, el equipo di­ fías notables sobre el cálculo de fraccio­ reales para identificar bienes y, con ello, rigido por Frank Riihli, de la Universidad nes egipcio. Han despertado también el agilizar la administración. La utilidad de Zúrich, se anotaba un éxito importan­ interés de los matemáticos el cálculo del de un sistema numérico en ese contexto te al corroborar la sospechada endogamía área del círculo, el del volumen de una era obvia. de los faraones. pirámide truncada y el método de solu­ Durante el Reino Antiguo (entre 2686 Egipto y Mesopotamia fueron las cul­ ción de un grupo de problemas (similar a y 2160 a.C.), Egipto disfrutó de su prime­ turas iniciadoras de refinados sistemas nuestras ecuaciones algebraicas). ra época de esplendor. Arte, arquitectura matemáticos. La aritmética mesopotá- Basándose en textos, proyectos y dibu­ y creación literaria brillaron apuntaladas mica se basaba en el sistema numérico jos de arquitectura, documentos adminis­ por la estabilidad económica y política. sexagesimal. El egipcio constituía un sis­ trativos y otras fuentes, Imhausen pasa Destaca de ese tiempo la imponente pi­ tema decimal sin notación posicional. revista a tres mil años de historia egipcia rámide del rey Djoser (2667-2648 a.C.). que utilizaba símbolos propios para cada y ofrece mi cuadro integrado de la mate­ No han sobrevivido textos. La metrolo­ potencia de 10. Las primeras publicacio­ mática teórica y de su aplicación a la vida gía facilitaba el control cuantitativo de nes sobre la matemática del Egipto faraó­ diaria. El libro se escalona en períodos los recursos. Algunas unidades de me­ nico surgieron en la segunda mitad del sucesivos: prehistórico y protodinástico, dida permanecieron a lo largo de toda siglo xjx, a raíz de la adquisición por el Reino Antiguo, Reino Medio, Reino Nue­ la historia de Egipto, otras cambiaron Museo Británico del papiro de Rhind y su vo y período greco-romano. o desaparecieron. Las había vinculadas posterior estudio. Tras la publicación en El período prehistórico y protodi­ a un tipo específico de objetos, lo que 1877 del papiro de Rhind (tuvo otras dos nástico abarca el tiempo de transición suponía, por ejemplo, la existencia de

9 4 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 diversas medidas de volumen según el el papiro BM10399, cuya parte publicada ció egipcio ejerció alguna influencia en contenido fuera grano, líquido o material contiene 12 problemas, cuatro de ellos re­ el desarrollo de la matemática; cuál es de construcción. En el Reino Antiguo, la lativos al volumen de una estructura en la geometría que se esconde tras sus di­ unidad de longitud básica era el codo, forma de cono y seis a la resolución de ques y canales; y la posibilidad de que que venía a valer unos 52,5 centímetros; fracciones. los antiguos egipcios usasen de técnicas la unidad de capacidad, liqs.t, equivalía De las cuestiones pasadas por alto de «cálculo de sombras» en astronomía a unos 4,8 litros; y la de peso, dbrt, equi­ en el libro de Imhausen, algunas parecen y agrimensura. valía a unos 13,6 gramos. apremiantes: por ejemplo, si el comer- —Luis Alonso Hasta el Reino Medio (2055-1650 a.C.) no aparecen textos matemáticos, y aun entonces no llegan a la decena. Carece­ mos de información escrita sobre cómo NOVEDADES llevaban a cabo las operaciones de adi­ ción y sustracción; las multiplicaciones y divisiones se disponían en dos columnas. Recurrían a varias técnicas para multipli­ car y dividir. Si intervenían fracciones, el cálculo se hacía más complicado, preci­ sando a menudo el uso de tablas, algunas de las cuales se han conservado. £1 papi­ ro de Rhind consta de dos piezas, contie­ ne 64 problemas y varias tablas. Merecen reseñarse también los fragmentos mate­ máticos de Lahun, el papiro matemático de Berlín, las tablillas de El Cairo, el Rollo de Cuero Matemático y el papiro mate­ mático de Moscú. Este último contiene 38 columnas de texto y nueve pequeños SOÑADORES LA 5 AVI ESA COMBINADA REFLEXIONS SOBRE ECOLOGIA fragmentos, presenta 25 problemas e in­ CUATRO GENIOS QUE I ALTRESCIÉNCIES cluye los dos problemas más intrigantes CAMBIARON LA HISTORIA de la matemática egipcia: el cálculo del Cédric Villani y Edmond Baudoin Joandoménec Ros Edicions Universitat de Barcelona, 2016 volumen de una pirámide truncada y lo Astiberri. 2016 ISBN: 978-84-475-3933-8 que parece ser el cálculo de la superficie ISBN: 978-84-16251-58-2 312 págs. (24 €) de una semiesfera o de la superficie de 192 págs. (19 €) un semieilindro. Del Reino Nuevo (1550-1069) no han sobrevivido apenas textos matemáticos, pese a. que la mayoría de los faraones fa­ mosos gobernaron durante ese intervalo. Las inscripciones monumentales, en cam­ bio, permiten pintar un cuadro bastante preciso de la situación. Con la expansión del uso de los óstraka como soporte eco­ nómico de escritura, descubrimos el día a día de la población. El país, unido, alcan­ za su tercera época de esplendor cultural, merced sobre todo al impulso dado por Akhenatón, promotor del culto al dios Atón y que trasladó la capitalidad de 'lebas a Tel el-Amarna. Pero, salvo dos óstraka RICHARD P. FEYNMAN; fragmentarios, no nos han llegado textos EL AUGE DE LOS ROBOTS LA TECNOLOGÍA Y LA LA FÍSICA DE LAS PALABRAS matemáticos. AMENAZA DE UN FUTURO REFLEXIONES Y PENSAMIENTOS Pervive, en cambio, una importante re­ SIN EMPLEO DE UNO DE LOS CIENTÍFICOS MÁS mesa de textos matemáticos del período INFLUYENTES DEL S. XX greco-romano (332 a.C-395 d.C). Por la Martin Ford Paidós, 2016 Dirigido por Michelle Feynman lengua empleada se conocen como tex­ ISBN 978-84-493-3230-2 Critica, 2016 tos matemáticos demóticos, y constituyen 304 págs. (21 €) ISBN: 978-84-9892-968-3 los textos matemáticos finales disponibles 408 págs. (21,90 €} del Egipto clásico. El papiro de El Cairo, el más extenso, consta de 11 piezas y con­ tiene 40 problemas. Le sigue en extensión

Agosto 2016, InvestigacionyCienda.es 95 Hace 50,100 y 150 años

Recopilación de Daniel C. Schlenoff

Innovaciones bélicas fico, de veinte palabras exactamente, a Agosto 1966 «La más radical de las novedades de nuestro corresponsal en Londres, que, este conflicto ha sido el cambio de la según la tarifa publicada, tendría que In vi tro guerra de movimientos, con unos ejérci­ haber sido tramitado por 20 libras es­ «Si los óvulos de co­ tos que maniobran libremente en cam­ terlinas. Pero el director en este extre­ nejo y cerdo pueden po abierto, a la guerra de trincheras, mo de la línea nos cobró 24 libras, o 120 fecundarse tras su con unos contendientes prácticamen­ dólares de oro, para incluir la fecha de maduración en cul­ te inmóviles aferrados a unas posiciones la transmisión. Deseamos éxito a la Sub­ tivo, cabe suponer carentes de flancos. En la nueva guerra marine Telegraph Company, pero nos que también puedan fecundarse óvulos de trincheras, la innovación más drásti­ parece imposible que el público pueda humanos cultivados, aunque desde lue­ ca ha sido, primero, la eliminación del admitir unos precios tan exorbitantes y, go no sería lícito implantarlos en un re­ fuego de fusil de largo alcance y. segun­ tal nos parecen, abusivos.» ceptor humano. Hasta ahora, nuestros do, la sustitución de este por la antigua intentos de fecundar in vitro óvulos hu­ granada de mano modernizada. Pare­ Carneurbana manos han fracasado o, como mucho, ce que en el asalto a una posición la in­ «Se está construyendo un nuevo ma­ han tenido un éxito muy limitado. Nos fantería se mueve con más desembarazo tadero al final de la calle 106 de Nueva proponemos seguir con estos experi­ y resulta más efectiva con la granada de York. Pretende sustituir a los mataderos mentos; la capacidad de observar óvulos mano que con el fusil.» hoy existentes, que causan enfermedad humanos dividiéndose podría ser de un y muerte entre quienes viven en sus gran valor médico y científico. La esteri­ proximidades. El edificio, de madera, se lidad causada por el tránsito defectuoso está levantando de cara al río, sobre pi­ de los embriones por la trompa de Falo- Agosto 1866 lotes hincados en tierra por debajo del pío podría mitigarse si se extrajeran los nivel de crecida de aguas, y con una ovocitos del ovario, se cultivaran y fe­ Un telégrafo plataforma en la margen del río con ca­ cundaran in vitro, y luego se reintrodu­ algo caro nalones y enrejados para descargar los jeran en la madre. —R. G. Edwards.» residuos y desperdicios por debajo del Por este trabajo Robert G. Edwards recibió un «Tuvimos ocasión nivel de estiaje del rio. Un total de vein­ premio Nobel en 2010. de enviar, por el ca­ te aparejos permite sacrificar hasta ble transatlántico, 1500 novillos diarios. La sangre se em­ un mensaje telegrá­ pleará para abonos, la grasa se fundirá y venderá, y las demás ma­ Agosto 1916 terias se desecharán.» Energía S M t Vicio y beneficio para «El Presupuesto para las el progreso Indias Orientales, recién presentado al Parlamen­ «En los grandes to británico por lord Cran- planes de electri­ born, contiene algunos he­ ficación de las lí­ chos curiosos acerca del neas de Puget Sound del ferrocarril comercio de opio como de Saint Paul, el suministro eléctrico fuente de ingresos. Los necesario para la explotación de esas ingresos brutos del Go­ líneas procederá de un extenso siste­ bierno durante los años ma de centrales eléctricas. En la ilus­ 1864-1865 ascendieron a

tración se muestra el rodete de una 47.041.000 libras, mos­ 1914 de m de las turbinas hidráulicas electroge- trando un pequeño supe­ acosto neradoras de una de las centrales de % rávit a causa de la inespe­ de la Montana Power Company. Las lí­ k rada tasa aduanera sobre 2o neas de transmisión de la compañía .. 1 Á el opio. El total de esa can­ ' ■ forman una red que cubre la mayor tidad la pagan los chinos, . parte de Montana y una porción de é consumidores de la droga. lxxxii

Idaho, con lo que abastecen no solo a Se cree ahora que la de­ voc los 700 kilómetros de ferrocarril, sino manda china de opio está también a numerosas empresas mi­ tan asegurada como la de­ neras. Para ese trabajo la compañía manda de cerveza y gine­ dispone de doce centrales que alcan­ 1916: Una turbina de 15.000 caballos de potencia para d a r bra con la que cuenta el zarán una capacidad final de 243.890 corriente al tramo electrificado del ferrocarril entre Chicago, ministro británico de Eco­ kilovatios.» Mllkwaukee y Saint Paul, en Montana. nomía y Placienda.» sumíMMt, satineMiman

96 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto 2016 En el próximo número ... Septiembre 2016

ASTRONOMIA La misión OSIRIS-REx Dante S. Lauretta Una nueva sonda hacia el asteroide Bennu se propone encontrar huellas de la formación del sistema solar.

AGRICULTURA CRISPR liega a los cultivos Stephan S. Hall Una potente herramienta de edición de genes está revolucionando la agricultura y podría transformar el debate sobre la manipulación genética. C O G N IC IÓ N Efectos cerebrales FÍSICA de los videojuegos Teorías supracuánticas Daphne Bavelier y C. Sharen Creen Miguel NávascvÉs Disparar a zombis y repeler invasiones ¿Es la física cuántica una extraterrestres mejora nuestras teoría fundamental? capacidades mentales.

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