Erikseidel a dit :

Obemice a dit :VoirMasquer

Espero con ansias una mención a Von Neumann.

Caso contrario el hilo se cierra.

De los más complicados para hablar de él; qué destacamos de todo lo que hizo? Tomo nota igualmente

La historia la escriben los vencedores, decía Orwell. En este caso, los vencedores que nos ocupan hoy fueron James Watson, Francis Crick y Maurice Wilkins. Watson y Crick eran ambos biólogos moleculares y comenzaron a trabajar juntos en el prestigioso laboratorio Cavendish en la Universidad de Cambridge. Los recordamos hoy principalmente por ser los ganadores del premio Nobel de Medicina en el 1962. ¿El motivo? Descubrir la estructura de la molécula de ADN.



El modelo propuesto no nos sorprende. Es una doble hélice construida con la unión de pares de bases (siguiendo la ley de Chargaff) de manera ordenada, es decir, citosina unido con guanina y adenina con timina. El esqueleto de la doble hélice está compuesto por el resto del nucleótido, es decir, el grupo fosfato y la pentosa correspondiente. Hasta aquí, todo normal.



Los investigadores de Cambridge tenían competencia por ser los primeros en determinar la estructura del ADN. En el King's College londinense estaban trabajando el ya citado Maurice Wilkins y Rosalind Franklin. Estaban en el mismo grupo de trabajo, pero se odiaban mutuamente. En concreto, [se supone que] Wilkins menospreciaba los estudios de Franklin (presumiblemente por ser mujer). Para determinar la estructura del ADN se usaban técnicas de cristalografía de rayos X (hablaremos de ella y de las matemáticas que tiene detrás en otro momento, porque la cosa da para bastante). Pues bien, Franklin era experta en esta técnica y hasta dio varias conferencias sobre ella y sus resultados preliminares que iba obteniendo. A dichas conferencias asistió Watson, el cual ignoró a Franklin pero usó lo que anunciaba para crear su primer modelo: una triple hélice que tenía el esqueleto de fosforribosas hacia el exterior. Sin embargo, los resultados que obtuvo Franklin echaron por tierra este primer modelo de Watson.



Esta es la Photo 51. Una de las fotografías científicas más famosas de la historia. Es el patrón de difracción de rayos X de una molécula de DNA forma B. Es complicada de entender (y aún más de explicar), pero dejémoslo en que con los conocimientos de cristalografía adecuados, puedes llegar a saber que el ADN es una doble hélice, con un radio y un ángulo característicos y constante. Esa foto fue la causante de descubrir la estructura del ADN. La foto la tomó Franklin con su ayudante; y en vez de publicarla de inmediato, siguieron trabajando con diferentes modelos para esperar a tener más resultados para su artículo.



Wilkins, el compañero de laboratorio de Franklin, le mostró la foto a Crick sin que esta supiese nada. Con estos datos, y mientras Franklin seguía trabajando en posibles modelos de la forma A del ADN; Watson y Crick se pusieron a construir su modelo de la forma B de ADN, una doble hélice antiparalela con el esqueleto carbonatado hacia el exterior y un apareamiento de bases específico. El día 25 de abril de 1953, Watson y Crick publicaban en Nature su estudio. Publicaron la foto 51, y solamente mencionaron a Wilkins y Franklin en una línea, diciendo que habían sido inspirados por sus estudios sin publicar.

El resto, es historia. Rosalind Franklin falleció en 1958 a causa de un cáncer de ovario, 4 años antes de que le diesen el premio Nobel a sus colegas. Nunca nadie llegó a reconocer en vida el mérito que tuvo Franklin en este descubrimiento.

[Este es, posiblemente, el artículo más completo que analiza la cristalografía de un ADN forma A y B.]

Hablar de Albert Camus es hablar de uno de los novelistas y filósofos más importantes de la primera parte del siglo XX. Francés, nacido en 1913, fue galardonado con el premio Nobel de Literatura en el 1957 por el conjunto de su obra, centrada principalmente en los problemas a los que se enfrenta el hombre y la sociedad actual. Su pensamiento filosófico estuvo siempre ligado al absurdismo.



La obra más recordada de Camus es, con diferencia, El mito de Sísifo ("Le mythe de Sisyphe"). En ella, el autor empieza a explicar esta corriente del absurdismo. Habla del conflicto que concierne al ser humano, pues se aferra en buscar sentido y significado a la existencia, pero sólo se encuentra con silencio por parte del mundo que le rodea. Afirma Camus - "Nuestra necesidad de significado se quiebra ante la indiferencia del mundo, inamovible y absoluta". Ante esta falta de significado natural del mundo, el ser humano tiene dos opciones: "Abrazar" el absurdo o escapar de él a través del suicidio. Camus inicia el mito de Sísifo con lo que será un antecedente de una de las temáticas principales del ensayo: "No hay sino un problema filosófico realmente serio: el suicidio".



En el libro, termina por concluir que el suicidio no es una opción válida puesto que no consigues escapar del absurdo, sino que lo ratificas, afirmas que existe, te rindes ante él. Camus estaba convencido de que el hombre no podía vivir sin valores, y por el mero hecho de escoger seguir viviendo, le estás dando un valor a tu mundo: tienes una vida digna de vivirla. Abrazar el absurdo significa saber que el mundo no tiene significado propio, pero seguir luchando cada día por encontrarlo. Es aquí, hacia el final de la obra, donde Camus expone su ejemplo más famoso y el que le da título al ensayo. Sísifo, en mitología griega, era un hombre que hizo enfadar a los dioses y fue condenado a quedarse sin vista y a arrastrar una piedra por una montaña cuesta arriba. Justo antes de llegar a la cima, volvía a rodar hacia abajo, y tenía que empezar otra vez cuesta arriba. Así en un bucle sin fin.



Camus compara la agonía de Sisifo con la lucha existencial del hombre con encontrar sentido a la vida. Sin embargo, Sísifo siempre siguió empujando la piedra, a pesar de que parecía inútil en un principio. Sísifo fue condenado como castigo, pero si era feliz mientras cumplía la condena, le daba un sentido a su vida. Afirma Camus que, mientras Sísifo baja la montaña, dispuesto a volver a empezar a subir la piedra de nuevo, Sísifo acepta el absurdo de su destino y lo abraza totalmente. No se trata del destino, sino del viaje, y Sísifo sabe que no tiene destino y sí viaje, por lo tanto, es feliz. El libro finaliza con una de las frases más recordadas de Camus - Uno debe imaginar feliz a Sísifo ("One must imagine Sisyphus as happy")

Las vacunas no causan autismo. Las vacunas no tienen metales pesados. Las vacunas no tienen efectos nocivos a largo plazo. Las vacunas son seguras, necesarias y obligatorias. Primero, para la protección del propio individuo; y segundo, para preservar la inmunidad de grupo.



Empiezo por el principio. Las vacunas no causan autismo. Es un bulo que data del 1998, por culpa del señor Andrew Wakefield, que publicó en The Lancet este artículo. En él se confunde algo básico en ciencia: correlación no implica causalidad. Los datos están manipulados, proceden de familias escogidas a dedo del movimiento antivacunas. La razón de este "estudio" es simple; Wakefield quería afirmar que la triple vacuna vírica causaba autismo y desde el 2003 se sabe que la financiación para hacer el estudio vino íntegra de un bufete de abogados que planeaba demandar a las farmacéuticas fabricantes. En 2010, su caso se cerró con 32 acusaciones (de fraude, abuso de niños...) y por ende, se le retiró la licencia de médico por mala praxis). El daño ya estaba hecho igualmente. El porcentaje de vacunados en países anglosajones descendió, y, a la vez (lógico) aumentó el de muertos por sarampión, hepatitis y demás enfermedades fácilmente evitables.

Sin embargo, hay mucha gente que sigue pensando lo del autismo por el mero hecho de que hay bastantes más niños con trastorno del espectro autista que antaño. Esto no se debe a las vacunas. Se diagnostican más casos porque anteriormente no estaba registrado como enfermedad - hasta el año 1987 se trataba a estos niños como variantes de esquizofrenia. En los últimos 30 años, hay más diagnósticos porque todos (tanto docentes, como pediatras, como médicos generales...) tienen más formación y son conscientes de los signos de la enfermedad.

Las vacunas no contienen metales pesados. Esta (ridicula) polémica viene por dos compuestos: tiomersal y sales de aluminio. El tiomersal es un compuesto orgánico con acción antifúngica y antiséptica. Se usa como conservante en las vacunas. En su estructura molecular aparece un átomo de mercurio. La cantidad que se inyecta en una vacuna es menor de 1 mg de mercurio por dosis (Es decir, menos de un 2% de lo que la OMS recomienda como consumo diario tolerable). Es totalmente seguro. Aún así, ya no se usa tiomersal en vacunas (pero sí en preparaciones de inmunoglobulinas, antígenos, antisueros monoclonales... y demás industria de la inmunología).

Las sales de aluminio (suelen ser hidróxido, fosfato o alúmina) son uno de los dos adyuvantes permitidos para uso humano. Los adyuvantes son sustancias que se administran junto a un inmunógeno (la vacuna en este caso) para potenciar su inmunogenicidad (el efecto protector de la vacuna). Se usa alúmina porque debido a su naturaleza química es capaz de inducir anticuerpos IgE, y mediar en reacciones alérgicas. Al descomponerse, va liberando el inmunógeno y estimula inmunidad humoral (Th2). El contenido en aluminio de una vacuna es menor de 0.85mg por dosis, totalmente seguro.

Es curioso ver que sólo hay protestas contra este y no contra el otro adyuvante de uso humano, el MPL (posiblemente se deba a que los antivacunas no sepan ni qué es esto último) y aún así, se sabe que no tiene ningún tipo de reacción adversa: es más, incluso se investiga su potencial uso y aplicación en (muy futuras) vacunas contra cáncer. Conocemos más adyuvantes (Freund es el más famoso) y que sabemos que tienen beneficios; pero al ser irritantes o no saber perfectamente si su uso es peligroso para el ser humano, no se utilizan.



En ciencia, hay pocas cosas que sean blanco o negro. Casi todo está sujeto a cambio, no es inamovible. Esto no. Las vacunas actuales son seguras, necesarias y obligatorias a no ser que quieras que la industria de ataúdes de niños pequeños se haga rica. Al decidir no vacunar (a ti mismo o a tus hijos) los pones en riesgo a ellos y también al resto de la sociedad. Vuelven enfermedades evitables y que se creían erradicadas por culpa de 3 imbéciles que se creen mejores que absolutamente todo el colectivo científico internacional. Por último, destacar esta recopilación, hecha por la AAP, en el cual se examinan más de 20 estudios fiables hechos sobre las consecuencias negativas de la vacunación (en total, más de 4 millones de niños como muestra) y en ningún estudio se ve ningún tipo de consecuencia negativa.

Un gif sencillo de una de las definiciones más básicas de geometría y que a veces ocasionan problemas: qué es un radian.



Y para que no quede tan vacío, otra representación muy fácil del número (posiblemente) más famoso en matemáticas (terminaremos por dedicarle algún post): π

"Adam Smith se equivocaba. Si la atacamos todos, nos obstaculizamos y ninguno se la lleva. Si vamos después a por las amigas, nos ignorarán. Pero... ¿Y si nadie va a por la rubia?"



El fragmento de arriba es de la película "Una mente maravillosa" (A beautiful mind), ganadora de 4 premios Oscar (incluyendo mejor película). Está basada en una novela bestseller la cual cuenta la vida de John Forbes Nash. Nash, nacido en USA en el 1928, fue un matemático especializado en teoría de juegos, derivadas parciales y geometría diferencial. Empezó estudiando ingeniería química, hasta que un profesor se dio cuenta de su increíble capacidad matemática y le convenció para meterse más a fondo en el campo. Aceptó una beca de Princeton para doctorarse en matemática avanzada. Esta fue su carta de recomendación.



"He is a mathematical genius"

Como todo buen genio, estaba un poco loco. Tenía esquizofrenia y paranoias, sentía que todo el mundo le observaba, no era una persona muy sociable y estaba obsesionado con hacer algo para que el mundo le recordase (la película, la cual recomiendo, trata todos estos temas, aunque con algunas licencias artísticas que se toma el director). Terminó por conseguirlo. En 1947, publicó un artículo en el cual se define el Equilibrio de Nash - piedra angular de la teoría de juegos, que le llevaría en un futuro a conseguir el premio Nobel de Economía en el 1994. Nash intentaba estudiar si era posible, en una competición/suceso que involucrase a 2 jugadores, que ambos jugadores saliesen beneficiados. Es decir, que todo el mundo alcanzase su situación óptima dentro de las circunstancias que les rodean. Parte de dos supuestos: la racionalidad de los jugadores (los jugadores pueden razonar qué es mejor para su situación) y el conocimiento común de esta capacidad de raciocinio (es decir, yo sé que el otro jugador es capaz de razonar y él sabe que yo también soy capaz). Por ponerlo en otras palabras, el equilibrio de Nash son aquellas situaciones del juego en las cuales los jugadores hacen mejor respuesta a la mejor respuesta rival.



La representación más típica del equilibrio de Nash es un problema clásico en matemáticas: el dilema del prisionero.



Tenemos dos arrestados: prisionero A y B. La policía no tiene suficientes pruebas para condenarlos, y les ofrece el mismo trato a ambos: si ambos confesáis, tendréis 6 años de prisión. Si ambos os calláis, tenéis 6 meses. Si uno se calla y el otro confiesa; el que confiesa se queda libre y el que se calla, tiene 10 años de pena. (Hay mil variantes de este problema, pero esta es sólo un ejemplo cualquiera) Los dos prisioneros no pueden comunicarse (es decir, no saben cuál es la intención del otro) y aunque pudiesen, tampoco podrían estar seguros al 100% de si les van a traicionar o no. ¿Cuál es el caso más óptimo?

Para resolver esto, lo primero es hablar de estrategias dominada y dominante. Una estrategia dominada es aquella que siempre, pase lo que pase, va a obtener un peor resultado que otra estrategia, haga lo que haga esta otra. Una estrategia dominante, es aquella que va a tener el resultado óptimo independientemente de su rival. Aquí, la estrategia de callar está dominada por la estrategia de confesar: confesar siempre es mejor. Si el otro calla y tú confiesas, estás libre. Y si ambos confesáis, consigues pasar "solo" 6 años y no los 10 que te podrían haber caído. Para ambos jugadores, confesar es la estrategia dominante, independientemente de qué haga el otro. Si miras solamente por ti mismo, confesar es la única opción viable que tienes. Esta situación es un equilibrio de Nash. Y es tremendamente paradójico y contraintuitivo, porque si ambos hubiesen callado, ambos tendrían un mejor resultado (pasar menos años); pero individualmente no es lo que deberían hacer. La mejor estrategia del individuo no causa la situación grupal óptima. Adam Smith se equivocaba (la frase no es cierta ni muchísimo menos, pero para el cine quedaba muy bien y sería bastante largo de explicar ahora).

Hay mil aplicaciones que se pueden discutir exactamente igual que esta. Si ir en autobús o en coche por culpa de los atascos; si reciclar o no por tu pequeña influencia en el mundo y el coste que te da a ti; si debéis salir o no una noche en tu grupo de amigos...

Por cierto, ahora que hemos hablado un poco del equilibrio de Nash... La película no representó bien la escena de arriba, puesto que no es un equilibrio de Nash perfecto - ¿Por qué?


"[...] I've made the most important discovery of my life. It's only in the mysterious equation of love that any logical reasons can be found"
- John Forbes Nash, en su discurso de recogida de su premio Nobel en el 1994.

Este canal entero es totalmente recomendable, pero dejo aquí el primer vídeo de una serie que hizo que me parece una maravilla. Son muy entretenidos y empieza a un nivel básico: Imaginary numbers are real

Todos estamos familiarizados con los premios Nobel que entrega la Academia Sueca, en honor a Alfred Nobel. Son los premios científicos más prestigiosos, sin lugar a dudas, pero no son los únicos. Hoy vamos a hablar de otros un poco más curiosos: los premios Ig Nobel.



Los premios Ig Nobel se entregan desde el año 1991. La premisa es clara, se entregan a méritos científicos "que primero te hagan reír y después, pensar". ("Honor achievements that first make people laugh, and then make them think".) El Ig del nombre viene de inglés, ignoble, refiriéndose a algo poco noble; intentando hacer una crítica a la (a priori) poca utilidad de los experimentos que se premian. Los otorga Improbably Research, un conjunto de científicos que se dedican a recopilar investigación científica curiosa o extraña (su revista, Annals of Improbable Research, hace sátira y es muy recomendable) bajo una premisa inicial: ¿Cómo decides lo qué es importante o no? Tanto en ciencia, como en cualquier ámbito de la vida.



La lista completa de ganadores se puede consultar aquí. Por citar algunos experimentos bastante famosos que acabaron recibiendo premio, podemos destacar el Ig Nobel de física del año 2000, otorgado a Andre Geim y Michael Berry, por hacer levitar una rana con imanes (Andre Geim conseguiría en el 2010 un premio Nobel real, por sus investigaciones con el grafeno, convirtiéndose en la única persona en tener tanto un Ig Nobel como un Nobel); otro muy conocido fue el de medicina del año 2007, otorgado a Dan Berry, por este artículo sobre la ciencia que existe detrás de tragarse espadas y sus efectos secundarios; o el de física del año 2002, que premió a Arnd Leike por su estudio sobre la matemática que había detrás de la desaparición de la espuma en la cerveza.

La lista de ganadores es muy amplia y curiosa, si tenéis tiempo, animo a echarle un vistazo.

Cada año, es común ver en invierno noticias sobre fallecidos causados por la llamada muerte dulce, es decir, por intoxicación de monóxido de carbono. El monóxido de carbono (CO) se forma a partir de la combustión incompleta de materia orgánica, véase madera, combustibles fósiles... Es especialmente peligroso y hay que tener cuidado porque es un gas incoloro, insípido, inodoro y no irritante. ¿Por qué causa muertes?



La molécula de arriba es la hemoglobina. Es una proteína tetramérica, de cuatro subunidades, que posee un grupo hemo en cada subunidad. El grupo hemo consta de un catión Fe2+ en medio de un gran anillo aromático, porfirina, compuesto a su vez por agrupaciones de 4 grupos pirrólicos. La hemoglobina está presente en humanos en los glóbulos rojos, y es responsable de poder transportar oxígeno. El oxígeno se transporta, precisamente, gracias a la existencia de estos grupos hemo. El oxígeno se une al hierro, ocupando sus dos valencias libres, y da lugar a oxihemoglobina (la oxihemoglobina tiene un color rojo brillante, por lo que acostumbramos a representar las arterias, que llevan sangre oxigenada, con el color rojo; mientras que la desoxihemoglobina es de un color morado, por lo que las venas suelen ser azules/moradas).



El ligando natural es el oxígeno. Pero no es el único. El CO se puede unir al grupo hemo de la hemoglobina. De hecho, el CO se une a la hemoglobina 2000 veces mejor que el oxígeno puro. Aquí radica el quid de la cuestión. El CO, por su estructura química (es una molécula lineal por el triple enlace existente entre C y O), se puede unir de forma perpendicular al plano, lo que facilita enormemente su unión. Al ser una unión tan favorable, desplaza al oxígeno y sólo se une CO. Como el enlace de la carboxihemoglobina (hemoglobina con CO unida) es irreversible, a medida que pasa el tiempo, se va acumulando cada vez más en la sangre; y se termina produciendo una asfixia metabólica. Como hemos dicho, al ser el CO un gas inoloro e incoloro, no es fácil darse cuenta de su presencia, por lo que es fácil que se vaya acumulando en el ambiente.

Se llama muerte dulce porque los síntomas también son bastante ligeros (dolor de cabeza, náuseas...) y te mueres sin darte cuenta. De hecho, es el mismo principio que los suicidios con tubo de escape encerrándote en el coche (combustión incompleta de gasolina que da CO que inhalas). La forma de evitarlo; intentar ventilar las habitaciones o instalar un detector de CO.

Todo el mundo sabe los graves problemas que pueden llegar a ocasionar el uso de pesticidas y productos químicos como insecticidas. Persisten en el medio, no son biodegradables, pueden entrar a cadenas tróficas, dan lugar a especies/cepas resistentes, son poco selectivos... Sin embargo, el daño a las cosechas ocurre desde tiempos inmemoriales, por lo que se siguen usando. Lo que no mucha gente sabe es que desde el año 1835 se están realizando investigaciones para ponerle remedio a estos problemas: el uso de insecticidas microbianos.



El más famoso es, con diferencia, la especie Bacillus thuringiensis. En ella se observó que cuando crecía, en el citoplasma se observaban figuras poliédricas cristalinas, que llamaron cristales paraesporales (ya que se formaban siempre cuando se formaba la espora de la especie). Hay más especies de Bacillus que presentan estos cristales, pero no es una característica común a todas las especies del género. Tiempo después se pasaron a denominar toxinas paraesporales, porque descubrieron que eran tóxicos para los insectos. Así surgió un insecticida microbiano: la toxina paraesporal purificada (aunque también se puede utilizar como insecticida el microorganismo completo esporulado, que contiene en su interior la toxina).

Y esto lo cambia todo. No es posible generar cepas resistentes, no entran en cadenas tróficas, son selectivos, no causan ningún riesgo para la salud humana... La toxina paraesporal tiene toxicidad selectiva, de forma que afecta a algunos insectos, pero no afecta ni a humanos ni a otros mamíferos (nuestro sistema digestivo la elimina, tiene un pH más ácido). Para que la toxina sea activa, se necesita un pH básico (como en el sistema digestivo de los insectos), en cambio, el pH del tubo digestivo de mamíferos es ácido. Con experimentos en laboratorio, se ve que la toxina como tal no es tóxica, para su actividad se necesita cierto nivel de digestión, el cual se consigue in vivo en el propio sistema digestivo del insecto, donde hay medio alcalino, reducción de puentes disulfuro, proteasas... generando la toxina activa. Esta toxina se inserta en las células del epitelio intestinal y genera un alteración en el movimiento de iones a través de la membrana celular que desemboca en la muerte del insecto, en un tiempo muy corto (15 min).



En la foto, posiblemente la aplicación más conocida de esta toxina: los transgénicos Bt (como el maíz bt). Se trata, simplemente, de introducir los genes cry encargados de codificar la toxina en el genoma del maíz. Así, el maíz crea toxina que mata al insecto taladro, que cada año causa pérdidas millonarias en todo el mundo. El maíz bt es un alimento transgénico cuya plantación y venta está permitida en la mayor parte del mundo, y cada año aumenta en toda la Tierra la superficie de maíz bt cultivada en relación al maíz normal.

La biología es un ámbito complejo cuando se mira desde un punto de vista ecológico. En un ambiente natural existen millones de relaciones entre seres vivos que no conocemos y que permiten mantener un ecosistema con unas ciertas cualidades. Un ejemplo de relación ecológica compleja es la de las hormigas cortadoras de hojas, la tribu Attini.



Las hormigas obreras recolectan hojas y las llevan al hormiguero. Las hojas están formadas principalmente por celulosa, que es muy dificil de digerir. Les hace falta proteína. Para esto, se asocian en protocooperación (se suele usar el término simbiosis pero es incorrecto) con diferentes microorganismos. En los hormigueros, otras hormigas trituran las hojas cortadas por las obreras, dando una especie de papilla. Las hormigas inoculan ahí esporas de un hongo, que transforma la papilla en biomasa eucariota con muchas proteínas (el hongo, además, tiene otras relaciones de cooperación con bacterias de nitrógeno). Las únicas hormigas capaces de inocular el hongo son las hormigas reinas, tienen un receptáculo debajo de la mandíbula. Su relación es tan fuerte que el hongo no existe libre en la naturaleza, depende totalmente de su relación con las hormigas. Las hormigas Attini, a su vez, dependen de otros organismos.



Las hormigas necesitan, así mismo, protección frente a otras bacterias o incluso otros hongos que puedan contaminar la papilla formada por las hojas trituradas. Para ello, tienen relaciones de cooperación con actinomicetos: una clase de bacterias que producen la inmensa mayoría de antibióticos que conocemos. En el tórax de las hormigas se encuentran los actinomicetos, que se alimentan de los nutrientes que lleva la hemolinfa de la hormiga. A cambio, los actinomicetos generan antibióticos y antifúngicos (consecuencia de su metabolismo) que impregnan las paredes de los hormigueros. Lo que se consigue es evitar la invasión de otras bacterias u hongos no deseados. A su vez, los hongos buscados (los que inocula la hormiga reina) son resistentes a la acción de los actinomicetos.