Blog de José Luis Castillo

Esta entrada es bilingüe.

Son dos idiomas completamente distintos. Me lo recordó Rubén Nieto en un comentario y me hizo mejorar una explicación que, probablemente, contenía un error de expresión. Y de ahí la idea de crear un post que tuviera los dos idiomas, lamarckiano y darwiniano.

Te planteo una situación y te la traduzco a ambos lenguajes.

Nosotros, como todos los mamíferos, tenemos un órgano, llamado vomeronasal, capaz de captar señales químicas procedentes de otros miembros de nuestra especie (feromonas). Especialmente de aquellos que van a poder ser pareja. El órgano vomeronasal (¿adivinas? está en el olfato) distingue claramente entre moléculas emitidas por machos y por hembras. Y aún más, detectan el estatus social. Que también es muy importante para la reproducción.

The mammalian vomeronasal organ detects complex chemical signals that convey information about gender, strain, and the social and reproductive status of an individual. How these signals are encoded is poorly understood.

Se ha estudiado en ratones cómo funcionan las señales de este órgano. Porque se sabe bastante acerca de cómo mandan información al cerebro tacto, ojo, oído, vista, etc. Pero muy poco de cómo se capta la información el vomeronasal y de cómo la envía al cerebro. Y se ha visto, en ratones machos y hembras estimulados por el olor de la orina de otros ratones, que sólo son unas pocas neuronas las que se encargan de captar específicamente a machos o a hembras. Y que el análisis de la información es más complejo cuando lo que se capta es información de una hembra que de un macho. En ambos sexos.

Female cues activated more cells and were subject to more complex hormonal regulations than male cues. In contrast to gender, strain and individual information was encoded by the combinatorial activation of neurons such that urine from different individuals activated distinctive cell populations.

Además, para identificar a individuos, sus características, su estatus, se emplean combinaciones de neuronas específicas.

Y ahora, lo traducimos a lamarckiano. Como para los machos y para las hembras es bueno identificar a su posible pareja, o el status social de un posible competidor, han desarrollado un órgano que les permite hacer.

Y ahora, lo traducimos a darwiniano. Hay organismos que han sufrido cambios que les permiten captar mediante el olfato a sus posibles parejas. Esos cambios han surgido por casualidad. Allí donde eso ha representado una ventaja para la reproducción (p. ej., en entornos nocturnos), esos organismos han tenido más descendientes que sus congéneres que no portaban esa variante genética. Y la mayor cantidad de descendencia capaz de identificar esos olores ha tenido descendencia. Más que los que no los identifican. Por tanto, poco a poco, generación a generación, en la población, se ha impuesto esa capacidad. Incluso han desaparecido aquellos que no la tienen. No es que hayan muerto por no tenerla. Es que no producían tantos hijos. Y los que mejor identificaban a sus congéneres mediante el olfato, más descendencia tenían. Mientras esa capacidad otorgaba ventaja diferencial, se mantuvo su selección. Y dejó de sufrir modificación dirigida hacia más perfeccionamiento cuando ya no confería más ventaja (a veces, mejorar un dispositivo para que funcione mejor es tan caro que no merece la pena). De ese modo, no se llegó a una situación de optimización total, sino parcial, del órgano.

¿A que es más bonito el lamarckiano? Lástima que no sea cierto.

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Te contaba hace tiempo que este planeta es un sistema. Como muchos otros. Así que te decía cuáles eran las características de los sistemas. Pero los planetas tienen sus peculiaridades. Como todos los sistemas. Te comento las características de los planetas como sistemas. Qué es lo que hay que mirar en ellos para saber cómo son, cómo fueron, cómo serán.

Para caracterizar a un sistema hay que fijarse en qué valores tienen una serie de propiedades. Mirar los valores es más fácil o más difícil. Pero lo verdaderamente complicado es llegar a saber en qué propiedades hay que fijarse, cuáles hay que medir. En el caso de la Tierra, las variables clave son pocas. Por suerte. Presión, temperatura, composición química en porcentaje y algunas ratios.

La palabra ratio te puede resultar rara, pero: (1) te tienes que acostumbrar a ella porque se usa mucho y, (2) es muy fácil. Una ratio es una fracción. En la que el numerador es un elemento y el denominador es otro elemento químico. Cuánto de qué cosa por cuánto de qué otra cosa. Eso es una ratio.

Bueno, pues las ratios químicas son también importantes. Algunas de ellas.

Cuando un sistema cualquiera, y los planetas también, sufre una perturbación, cambia para ajustarse a las nuevas condiciones. Cuando la influencia exterior, la perturbación, es continua y provocada por los cambios, es decir, cuando la perturbación provoca cambios que influyen en la perturbación, que influye en los cambios, que influyen en la perturbación, que… estamos ante un bucle de retroalimentación. Si el bucle es positivo, amplifica el cambio. Lo hace mayor, provoca que el sistema modifique su estado y pase a uno nuevo, más equilibrado con la influencia que lo ha modificado. Si el bucle es negativo, eso significa que amortigua el cambio, que elimina su influencia y que mantiene al sistema, al planeta en este caso, en su situación anterior.

En los planetas activos, y la Tierra es uno de los mejores ejemplos de planeta activo que conocemos, hay bucles de retroalimentación positivos y negativos a todas las escalas espaciales y temporales. Desde los que afectan a unos pocos milímetros cúbicos en una roca o en un suelo, a los que alteran decenas de miles de kilómetros cúbicos en el interior terrestre. Desde los que duran segundos a los que se mantienen activos durante cientos de millones de años.

¿Y qué dirige toda esta orquesta? Hay un factor principal. Es increíble que un planeta tan complejo obedezca a un factor tan sencillo. La historia térmica. Qué temperatura tiene la Tierra en cada una de sus capas, qué temperatura tuvo, cómo ha cambiado, qué la calienta, qué la calentó. Es verdad que hay influencias externas. En la superficie importa la radiación solar. También los impactos de cometas y asteroides. Pero todo ello empequeñece ante la potencia que, sobre el planeta en conjunto, ejerce el calor interno.

Lo verdaderamente importante de un planeta activo, y la Tierra lo es, es su historia térmica. En todo él.

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Una mala noticia para nosotros y buena para las moscas. El mecanismo con el que cuenta una mosca para aprender es similar al que tenemos los humanos. Visto desde el punto de vista de la mosca, está bien ser como nosotros. Visto desde nuestro punto de vista, no es agradable ser como moscas, no para una especie que se precia de su inteligencia.

Su sistema consiste en un mecanismo de ensayo y error residente en un área cerebral no preprogramada. Es decir, en una región de su mínimo cerebro en la que no existen conexiones neuronales previstas, innatas, creadas durante el desarrollo de su cuerpo. No es una región como la de los reflejos, en las que las conexiones entre neuronas están hechas ya al nacer, durante el desarrollo. Es un lugar en blanco, en el que las conexiones se establecen a lo largo de la vida de la mosca.

¿Cómo es posible decir que una mosca es inteligente? ¿O que tiene ese tipo de inteligencia, capaz de aprendizaje por ensayo y error? Con un experimento muy creativo.

Se ha sabido estudiando como guían su vuelo. Aunque aparentemente errático, en realidad responde a estímulos aprendidos y no instintivos. Se dirigen hacia señales predictivas. Es decir, hacia señales que les indican que hay algo bueno. Aunque la señal no sea buena en sí misma. Y, lógicamente, también rehuyendo señales que predicen una sensación desagradable, aunque tampoco sean desagradables por sí mismas.

El experimento, llevado a cabo por Reinhard Wolf, del Instituto Ramón y Cajal de Madrid, ha consistido en situar una mosca en un simulador de vuelo. Una vez allí, enseñarle a asociar estímulos convencionales, como una T, o una M, a sensaciones agradables o desagradables.

El tal simulador consiste en cinco elementos. Uno, un alambre que fija a la mosca pero le permite mover las alas. Otro, un simulador de panoramas, cambiante, que le muestra a la mosca los estímulos convencionales que te he dicho (unos que predicen algo bueno y otros que predicen algo malo). También hay un cableado que percibe los cambios en el aleteo de la mosca a partir de sus músculos. Esos cables se conectan a un ordenador que interpreta esos movimientos y los traduce a cambios en el panorama proyectado, puesto que la mosca está fija al alambre y, como no puede girar ella, debe hacerlo la imagen. Y una serie de electrodos conectados a la cabeza de la mosca con la que se le suministran sensaciones agradables o desagradables para que la víctima (perdón, el animal de experimentación) asocie un determinado panorama, color o intensidad de la luz, con algo positivo o molesto.

Con todo eso, se ha visto que el cerebro de la mosca cuenta con una región (órgano setiforme) equivalente a nuestro hipocampo. En esa región se establecen asociaciones aprendidas durante la vida de la mosca. Dichas asociaciones le permiten predecir. Pero además, es una inteligencia adaptativa: si se percibe que la asociación cambia, las conexiones nerviosas se readaptan. Con moscas KO (modificadas genéticamente con algún gen dañado que les impide una función, en este caso crear esa estructura cerebral), con moscas KO decía, se ha verificado que es esa la estructura implicada y no otra. Porque tenían deteriorada la región y el experimento no funcionaba en ellas.

Este tipo de inteligencia es muy diferente de los automatismos que muestran las hormigas (aunque puedan ser dar resultados muy complejos, tanto que están sirviendo como modelo para programas de software que usan bancos para buscar clientes) o las arañas (una araña que está tejiendo una tela, cuando es retirada de su sitio y puesta en otro, sigue como si tal cosa, como si no se la hubiera interrumpido).

¿Utilidad práctica? Muchos aparatos robotizados cuentan con sistemas de dirección programados, pero no pueden aprender de situaciones nuevas. Quizá un mecanismo de aprendizaje miniaturizado como el de la mosca sea buen modelo para crear dispositivos de navegación inteligentes para aparatos mecánicos.

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No somos los humanos los únicos responsables de los cambios climáticos. Más bien, los cambios climáticos son la norma en el planeta. Pero a ciertas velocidades. Desde luego, sí somos responsables del rápido cambio que estamos empezando a experimentar.

Pero a largo plazo, nuestra influencia será muy pequeña. En el planeta quiero decir. Y a millones de años vista, quiero decir. Porque las grandes fuerzas geológicas son las responsables de cambios climáticos mucho mayores que los que nosotros podamos poner en marcha. Aunque suceden a una velocidad muy lenta. Esa es una buena pista para diferenciar la acción humana de la acción geológica.

Del poder de la geología para cambiar el clima me enteré hace ya tiempo. Pero en un artículo del Investigación y Ciencia de mayo de 1991 se me hizo muy evidente. Trataba de la influencia de la elevación de las grandes mesetas sobre el clima. Lo escribieron John E. Kutzbach y William F. Ruddiman. Desde entonces, su planteamiento se ha enriquecido. Sólo tienes que buscar sus nombres en la red y ver sus publicaciones. Así que su teoría sigue muy vigente hoy.

Dicen que hace 40 millones de años el mundo era más cálido y húmedo que hoy. Llovía más y en más sitios. Los hielos polares no existían o estaban muy reducidos. Escaseaban los desiertos. Pero en los últimos 15 millones de años ha ido desapareciendo ese marco, aunque persiste en zonas como el Sureste Asiático, Golfo de México, los trópicos, etc. Se han desarrollado climas más extremos en varias otras partes del planeta. Finalmente, hace 3 millones de años, la Tierra se enfrió tanto que empezaron a aparecer periódicamente glaciaciones. La historia reciente de la humanidad se ha desarrollado en el último, breve y benigno interglaciar.

¿Cuál ha sido la causa de tan fuerte enfriamiento y de la diversificación de la climatología? El aparente culpable es un fenómeno geológico: el levantamiento de grandes y elevadas mesetas en diversas partes del globo. Han generado cambios físicos y químicos de importancia en la atmósfera y su circulación.

Es verdad que ha habido cambios extraordinarios en los últimos 40 millones de años. El Atlántico se ha ensanchado a expensas del Pacífico. Los restos del Mar de Tethys ha menguado hasta que sólo quedan mínimos restos de él (mares Mediterráneo, Negro y Caspio). También han quedado expuestas muchas zonas continentales al secarse los poco profundos cuerpos de agua que los cubrían. Pero todo eso no ha podido, por sí sólo, alterar el clima tanto. Se necesita otro factor: el alzamiento de grandes mesetas.

Las dos mayores mesetas del mundo son el Tíbet y el Colorado. Su inicio, el momento en que empezaron a elevarse, hace 40 millones de años, coincide también con el inicio del cambio climático. El Tíbet es una región de más de dos millones de Km² y se eleva de media 4,5 Km. El Himalaya se levanta como un estrecho parapeto en su borde meridional. Hace entre 5 y 10 millones de años, en esta zona de la tierra, la vegetación era esencialmente caducifolia. Hace más de 30, tropical. Hoy está formada por gramíneas y otras plantas bien adaptadas a la aridez. Su formación tiene como causa el choque de India con Asia. La mitad del alzamiento ha tenido lugar en los últimos 10 millones de años, aunque la India, desgajada de la Antártida, empezó a colisionar hace más de 40.

Por lo que se refiere a la meseta del Colorado es un abombamiento que se alza entre 1,5 y 2,5 Km en las proximidades de la Rocosas, y declina en una pendiente suave hasta llegar a sólo 300 m en la cuenca del Missouri. Su cronología coincide, a grandes rasgos, con la del Tíbet. También en los últimos 5 a 10 millones de años ha efectuado la mitad de su elevación. Se sabe porque, examinando los tipos de rocas sedimentarias, se comprueba que las velocidades de los ríos que la surcan han aumentado considerablemente.

Los modelos de ordenador demuestran que las altas mesetas condicionan de tres modos la circulación atmosférica general. Y de esos tres modos alteran el clima.

Primero, bloquean la corriente en chorro, desviándola al hacer que rodee la meseta. La corriente en chorro es un fenómeno que se da en la alta atmósfera y consiste en un flujo de aire muy constante, siempre en dirección oeste-este. Le crean una curva, un meandro aéreo. Y la corriente en chorro, que es el camino que siguen las depresiones, las borrascas, las masas de aire frío cuando chocan con el aire cálido, se desvía. Por tanto, cambia los lugares por los que pasa, que son los lugares en los que llueve en las latiudes medias. Y, además, cambian la frecuencia de lluvias en esos lugares. Porque un año el chorro puede ser más fuerte y desviarse más y otro desviarse menos. Así, un año llevará las borrascas a unos lugares y otro a otros. Creando ciclos de sequía.

Segundo, en verano el sol caldea las altas mesetas. Y el aire que hay en ellas. Que, al estar muy elevadas es un aire tenue, poco denso. Y muy fácil de calentar. Y de elevar. Al ascender el aire, se crea una pérdida de masa atmosférica (una baja presión local). El aire circundante tiende a rellenar el hueco dejado por el que se ha elevado. Por tanto fluye hacia zonas de baja presión. De este modo se originan los monzones estivales que humedecen el borde sureste de las mesetas. Sin embargo, en invierno predominan las condiciones opuestas. Hace frío. El aire frío no se eleva, sino que se hunde sobre las gélidas mesetas (están altas). Eso provoca alta presión. O lo que es lo mismo, que el aire, en vez de venir aquí, sale de aquí hacia otros lados. Este monzón invernal es más débil y seco que el estival y tiene dirección contraria.

En tercer lugar, el efecto de las mesetas se manifiesta a larga distancia. Como en verano el aire asciende, en algún lugar tendrá que bajar. Conforme subió se fue enfriando y dejó agua, lluvia, por el camino. Pero ahora que va calentándose al bajar, no sólo no deja agua sino que la capta, la quita. Por tanto, los lugares donde este aire seco y cálido cae, son secos en verano. Así sucede sobre el Mediterráneo y Asia Central.

Estos efectos se han comprobado a lo largo de estos años en diversas simulaciones por ordenador. Verificadas con California, Nebraska, Dakota, Asia, etc. Y también se ha comprobado que esos tres efectos se han ido presentando en esos lugares a lo largo del tiempo. Estudiando los restos de polen fosilizado se ve como cambia la vegetación, de tropical a esteparia o incluso desértica. En las zonas al sureste de las grandes mesetas, como durante el verano entra aire del mar, cargado de lluvia, por el monzón, se han mantenido las condiciones de hace 40 millones de años. O incluso se han hecho más húmedas. Y la vegetación ha permanecido sin grandes variaciones. En Europa, el clima se volvió más frío al predominar vientos del NE, desapareciendo la vegetación subtropical excepto en reductos del suroeste ibérico. Y un efecto sorprendente es la oxigenación del Atlántico Norte. Los veranos más secos significan mayor evaporación, por lo que se salinizan sus aguas superficiales, que se hunden, por ser más pesadas, al ir hacia el norte. Y al hundirse, como son superficiales, y por tanto ricas en oxígeno, llevan este gas a profundidades importantes. Pero no sólo O₂. También quita CO₂, lo que refuerza que el clima se haga más frío, al quitarlo de la atmósfera y llevarlo al agua profunda. Por eso se iniciaron una secuencia de glaciaciones en cuanto las condiciones orbitales lo favorecieron. Y por eso se han formado muchas rocas sedimentarias a lo largo de los últimos 40 millones de años.

Por cierto, que los casquetes, al actuar como mesetas (son acumulaciones de hielo de varios kilómetros de grosor) aumentan el efecto de las otras grandes mesetas. El resultado es que el nivel del mar descendió 120 m, aumentando la erosión química de las rocas que antes estaban sumergidas. Y, con ello, retirando todavía más CO₂. Creándose un círculo vicioso, retroalimentando el proceso.

Por tanto, estamos en un clima más frío y seco. Pero que se ha formado a lo largo de 40 millones de años. A lo mejor, nuestro vertido de gases invernadero termina revirtiendo la situación. Pero… ¿en 300 años de Revolución Industrial? ¿Más de 100.000 veces más rápido?

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Recibir un premio es recibir un reconocimiento. Un abrazo es un premio. Un oscar es un abrazo que te da mucha gente. O la copa de la Champions League. Hay premios chiquitos, que te da uno. No son menores ni menos interesantes. Especialmente si te cuentan la razón.

Bueno, pues dos amigos me han dado un premio. Un abrazo virtual, quiero decir. En realidad, es difícil reconocer como premio a eso que me han dado. Porque, aparentemente, sólo tiene el nombre. No es una copa, no es un trofeo, no es dinero, no es una placa. El premio es un comentario en su blog. No es nada oficial. Pero eso sí, y eso me interesa mucho, el premio, el comentario, va con una razón. Es una invitación a pasarte por un sitio y por qué crees que quien te lee debería echarle un vistazo. En realidad, si te das cuenta, es un premio para quien te lee, porque le ofreces algo que a ti te gustó, algo que tú ya conoces. No es que el sitio sea el premio, no. El premio es la oportunidad.

Los blog son una oportunidad. De saber lo que otros saben. De compartir conocimiento y experiencias. son un premio para el que lo escribe y un premio para el que lo lee. Eso sí, un premio que lleva tiempo. Para el que escribe y para el que lee. Los blog son una suscripción a las ideas de otros. A veces es un viaje tedioso. A veces salta una chispa y entiendes bien algo, o lo ves de otra forma.

Este premio es, en realidad, una invitación. Quizá la palabra premio te confunda. Míralo más bien como un abrazo y un “ahora te toca a ti”.

Porque el premio compromete al que lo recibe. Te compromente a mandar un abrazo a otros. A invitarles a invitar. Que es una costumbre que voy a tratar de tener en cuenta.

A su vez, ellos recibieron el premio de otro. Que había comentado que creía que ellos lo merecían. Lo importante no es el premio ni lo que el premio reconozca. Lo importante es quién te lo da. Así que el premio funciona en dos direcciones. Hacia atrás, hacia quien te citó, y hacia delante.

Muchos lo ven (yo también) como una estrategia de márketing viral, con tentación de autobombo. Yo no dije que todos los abrazos fueran sinceros. Pero tengo la suerte de que los dos abrazos que he recibido sí los percibo así. Y los que yo mando también.

La cita la he recibido de Eugenio Manuel y de Carlos Lobato. Carlos dice que me cita por “su inmenso blog y por la infinidad de entradas y enlaces interesantes que nos ofrece en él y las horas y horas y más horas de lectura con las que nos deleita este genial blogfesor”. Bueeeeno. Lo de genial va a ser porque más o menos sé elegir las fuentes. Porque lo que cuento me lo cuentan otros. A través de sus webs, de artículos en revistas, de documentales, de libros… ¡Es fácil que te confundan con un genio cuando te informas a través de ellos! Y también me aportan mucho las preguntas de los alumnos, sus comentarios. Veinte años dando clase y cada día es nuevo.

Eugenio me cita por “por el rigor de los temas que trata, por hacer fácil la parte difícil de la biología”. Vuelvo a lo mismo. El rigor es obligado en un blog y te lo facilita la fuente. Y las explicaciones, si son buenas, es porque están perfiladas en las clases, el lugar del que se alimenta el blog. Lo mejor que me puede pasar un día es que muchos alumnos me digan un “no lo entiendo”. Me obliga. Y luego, cuando llega al blog, está bien cocinado. Porque ellos te han forzado a mejorarlo.

Ahora me toca citar a cinco. Que no son los cinco mejores. Sino los cinco que, en estos momentos, me gustaría que leyeras. Te piden una condición, y es que elijas blogs en la línea del tuyo. Y el mío consiste en facilitar información científica lo más asequible posible. Eso me obliga a quitar a otros que, gustándome mucho, van en otra línea (TICs en el aula, diseño web, reflexión sobre la educación…). Es más que probable que ellos no se enteren de que lo cito. Pero lo que me preocupa ahora mismo es que te enteres tú.

Fogonazos. Flashes de ciencia con una altísima capacidad motivadora.

Ciencia Kanija. Suministra grandes cantidades de información sobre astronomía y cosmología, principalmente, mediante un gran trabajo de revisión y traducción.

Novaciencia. Novedad, claridad, concisión. Cumple lo que promete.

La ciencia de tu vida. Una denuncia permanente de la pseudociencia, a veces enfrentándola, a veces divulgando lo que realmente es ciencia, con cotidianeidad. Y, en cualquiera de los dos casos, con enorme acierto.

Maikelnai’s blog. Divertido, actual, amplio de contenidos…

Pues eso es todo. Disfrútalos si quieres. Y que sean el principio de tu búsqueda.

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