Genciencia

Un día cualquiera: Fuera de la cama, dormilón

Christopher Boone — Fri, 05 Dec 2008 10:02:47 GMT

Ya no puedes hacer nada para evitarlo. El despertador ha sonado más veces de lo deseado, y la hora de salir de la cama ha llegado, por mucho que te duela.

Y es entonces cuando te preguntas… ¿cómo es que cuando era pequeño iba al colegio, jugaba a fútbol, hacía artes marciales, piano, jugaba en el parque, y el día siguiente me seguía levantando como una rosa?

La razón es sencilla, aunque no quieras aceptarla: te haces mayor. Y el sueño es uno de los factores que se ven afectados al ir soplando más velas en tu tarta de cumpleaños.

O más bien dicho, las fases del sueño son las que se ven afectadas.

Podemos dividir estas fases en dos tipos: REM, y NREM.

La fase NREM (Non-Rapid Eye Movement, o movimiento ocular no-rápido) es la que aparece primero al acostarnos. Se puede subdividir en cuatro subfases con características bien diferenciadas:

Fase 1. Tenemos un sueño ligero, y percibimos sin grandes problemas todo lo que pasa a nuestro alrededor.

Fase 2. Es en esta fase donde hacemos que nuestro cerebro deje de sentir lo que sucede a su alrededor, bloqueando todos nuestros sentidos. Aún así, el sueño en esta etapa no es del todo reparador.

Fase 3. Aquí logramos desconectar más aún al cerebro de nuestro entorno, por lo que el sueño es más reparador. En caso de despertarnos en esta fase, nos encontraríamos ciertamente desorientados.

Fase 4. Por último, aquí es donde logramos el sueño más profundo, y por lo tanto, donde nuestro organismo puede recuperarse tanto física como psíquicamente. En caso de haber sueños durante esta etapa, no serán como ver una película, sino juegos de formas y luces.

Al pasar todas estas etapas (suelen durar unos 70-120 minutos, dependiendo de la persona y la situación), se llegará a la primera fase REM, la cual se irá turnando cíclicamente con las anteriores durante toda la noche.

La fase REM (Rapid Eye Movement, movimiento ocular rápido), se conoce así porque durante ésta, los ojos de quien duerme se están moviendo constantemente debajo de los párpados.

Durante esta etapa, nuestra actividad neuronal es muy parecida a la que tenemos al estar despiertos, por lo que es un tipo de sueño muy ligero. Aún así, se evita la liberación de ciertos neurotransmisores que activaban a las neuronas motoras, por lo que nuestra musculatura está quieta.

Lógicamente, no todos tendremos las mismas horas para cada fase, ya que depende de cada situación personal.

Aún así, está demostrado que la fase REM disminuye conforme envejecemos. Al nacer, esta fase ocupa más de la mitad de nuestros periodos de sueño. Un adulto medio suele dedicar un 20-25% de su tiempo a esta fase, mientras que se va reduciendo conforme nos hacemos unos honorables ancianos.

Y es que en el caso de los bebés, no se pasa por todas las fases del sueño antes comentadas.

Cuando nacemos, tenemos sólo dos de las cinco fases: sueño profundo, y fase REM. La causa es simplemente evolutiva, ya que si tuviéramos el resto, necesitaríamos mucho más tiempo para dormir y no podríamos comer tan frecuentemente como necesitamos a esa tierna edad.

Cuando llegamos al medio año, ya hemos adquirido el resto de etapas, y nos ponemos a practicar su uso, lo que nos llevará un tiempo de adaptación (sin duda recordado durante el resto de vida por nuestros padres).

Para cuando tengamos el añito, ya podremos empezar a dominar otras técnicas como son los microdespertares, una especie de picos de sueño ligero intercalados en el sueño profundo, y que nos servirán para estar alerta por su algo no va bien.

Sobre porqué se reduce la fase REM a la hora de dormir, existen varias teorías.

Quizás la que más encaje es la que defiende que es la fase que proporciona una estimulación útil para la maduración de las conexiones cerebrales, por lo que es más necesario a una temprana edad.

¿Pasará mucho tiempo hasta que sepamos con certeza cómo funciona el sueño?

De momento, dormiremos tranquilos.

Más información | Sueño

Un día cualquiera: Suena el despertador

Christopher Boone — Wed, 26 Nov 2008 12:40:11 GMT

Es uno de los mayores enemigos del ser humano, y habita en su propia habitación: el despertador. Ese aparato tan odiado pero tan necesario para ayudarnos a despertar, y empezar un nuevo día.

Pero así es la vida, cada día volvemos a la misma rutina de levantarnos de la cama, pasamos el día de la forma que mejor nos convenga, y volvemos por la noche a casa, a dormir otra vez. ¿A qué es debida esta regularidad?

Todos tenemos un ritmo biológico. Con este nombre entenderemos las variaciones que sufrimos debido a nuestro “reloj interno” y a factores externos (ambientales).

Nuestro organismo, a nivel interno, es capaz de regular toda su actividad para adaptarla a dicho ritmo, y poder así trabajar de una forma eficiente. Y esto va siendo así desde hace mucho tiempo, cuando por la Tierra empezaba a pasear lo que denominamos genéricamente como “Vida”.

El hecho de que nuestro planeta girara sobre sí mismo (y a un largo plazo, alrededor del Sol), hizo que las especies se adaptaran a este ritmo para sobrevivir de la mejor forma posible.

Por lo tanto, aquellos seres que dependieran en mayor parte de la visión, tendrían que realizar sus actividades por el día (como es nuestro caso), mientras que aquellas razas que dependieran de otros sentidos (como son el oído o el olfato) las realizarían por la noche.

Aún así, quien ha tenido la tremenda suerte de convivir con un recién nacido, sabrá que su ritmo está algo… “alterado”. ¿Por qué?

Los ritmos circadianos, aquellos que tienen una periodicidad cercana a la del día (entre 20 y 28 horas), se desarrollan después de haber nacido, y no durante la gestación. Será a partir de las 5 semanas cuando se empiece a desarrollar un patrón con cierta regularidad. Sobre las 16 semanas, el ritmo circadiano será muy similar al de un adulto.

Así que si algún día llegáis tarde al trabajo, siempre podréis decir que teníais el ritmo circadiano algo alterado.

No servirá de nada, pero será una excusa de lo más original.

Más información | El sueño

Zapatero a tus… rayos X (y II)

Christopher Boone — Mon, 17 Nov 2008 10:52:06 GMT

En el anterior post pudimos ver el incierto origen del fluoroscopio utilizado por los zapateros de hace unas décadas. Pero dejando a un lado el debate respecto a quién lo creó, pasemos a ver cómo se utilizaba.

El fluoroscopio se componía básicamente de una caja de madera que servía de “protección”; tres zonas para observar los resultados (para el zapatero, el padre o madre, y el curioso niño), y el propio aparato de rayos X.

Como ya podíamos intuir, esta máquina no era más que un reclamo comercial que jugaba con que los niños alucinaban al ver sus huesecitos moviéndose dentro del zapato.

Su modo de utilización era sencillo. El niño introducía su pie por una ranura abierta, y el zapatero escogía dos opciones: intensidad de la exposición (alta para hombres, media para mujeres, baja para niños), y tiempo de exposición (solía ser de unos 20 segundos).

Ya sólo faltaba dar al botón y… ¡radiación para su pequeño! ¡Y todo por el mismo precio!

Porque como bien habréis supuesto, este sistema de ver si al niño le apretaban los zapatos no era del todo recomendable. Aunque los estudios no se empezaron a realizar hasta bastantes años más tarde.

La radiación de unos rayos X es un tipo de radiación ionizante. Esto significa que tiene la energía suficiente para poder extraer electrones de la materia (nuestro cuerpo, en este caso).

Habitualmente estamos expuestos a este tipo de radiación. Como ejemplo tenemos la radiación solar, la de las rocas que hay en nuestro planeta, e incluso la de nuestro propio organismo. Pero son niveles muy bajos.

En cambio, una exposición a la radiación del fluoroscopio estaba entre los 0.1 y 1 Gy por minuto. Para que tengamos una idea, una radiografía de tórax puede entregar cerca de 0.0001 Gy.

Pero el problema no fue tanto para los clientes, ya que pocas personas compran un par de zapatos a diario.

Los mayores problemas con la radiación los tuvieron los propios vendedores, que recibían diariamente una buena cantidad de exposiciones (irónicamente, a mejor vendedor, peores consecuencias).

Y es que algunos introducían sus manos dentro del aparato para acabar de ajustar el zapato. Se dio el caso de una vendedora que tras realizar una media de 15 exposiciones al día, desarrolló dermatitis.

Aunque una de las peores lesiones de las que se tiene constancia es la de un modelo de zapatos, que tras recibir tal cantidad de radiación, tuvo que sufrir la amputación de su pierna izquierda.

Puede parecer curioso, pero aunque se demostró que los niveles de radiación eran elevados, la eliminación de estas máquinas de las zapaterías se fue realizando durante años, hasta que cerca de 1970, ya no quedó ninguna.

Al menos para su uso habitual. Siempre serán preciosas piezas de museo.

Un respiro para nuestros pies, sin duda.

Más información | Shoe-Fitting Fluoroscope (en inglés)

Zapatero a tus… rayos X (I)

Christopher Boone — Fri, 14 Nov 2008 12:49:28 GMT

Hoy en día, ir a una zapatería puede llegar ser un suplicio.

La mitad del calzado nos parece igual, ese par de zapatillas que tanto nos gusta tiene un precio por el que podríamos comprar un ordenador nuevo, y cuando nos acabamos decidiendo por una opción económica y estética, resulta que sólo tienen los números anterior y posterior al nuestro.

Es en ese momento cuando empezamos a pensar ideas absurdas como “no, en realidad me aprietan porque se tienen que dar”, o “bueno, esto con un calcetín gordo se soluciona”. Pero en nuestro interior sabemos que no será así.

Aparte, es de todos sabidos que cuando éramos pequeños y nuestras madres nos acompañaban a comprar un nuevo par de zapatos, siempre se compraban dos o tres tallas mayores, “por el estirón”.

Pero hagamos un pequeño viaje en el tiempo, hacia 1920, aproximadamente.

Entremos en esa zapatería, a ver qué modelos tienen.

Parecen todos bastante clásicos, así que escojamos unos al azar. Un 43, por favor.

Creo que estos me van perfectos, pero no sé si me hacen una forma rara… Vaya, el zapatero me está indicando que me acerque a esa caja de madera.

¿Dónde meto el pie? ¿Aquí?

No os lo vais a creer, pero este señor tiene en su tienda un completo aparato de rayos X. Mirad si no, mi piececito.

Puede parecer extraído de una novela de ciencia ficción del siglo anterior, pero hubo una época de nuestra historia reciente en la que se pusieron de moda este tipo de aparatos, llamados fluoroscopios.

Existen varias hipótesis sobre su origen, aunque hay una con mayor grado de aceptación.

Se cuenta que el doctor Jacob Lowe, de Boston, creó un dispositivo fluoroscópico para visualizar pies durante la Primera Guerra Mundial. El motivo era que existía la necesidad de acelerar el proceso de examinar a los militares que sufrían de alguna herida en esa zona, y para ello eliminaron la parte de quitarse los zapatos.

Tras la Guerra, modificó su máquina para un uso más comercial, y la presentó en una feria de zapateros en 1920. De ahí a su expansión por los Estados Unidos, no hubo que esperar mucho.

Y lo mismo pasó en Europa, donde paralelamente a Lowe, se creó el Podoscopio (Pedoscope en inglés, pero me niego a traducirlo como Pedoscopio).

En el próximo post, veremos un poco más a fondo la forma de utilizar este estrambótico aparato, y la importancia de la radiación que desprendía.

Mientras tanto, mantened los pies en caliente, que el frío ha venido para quedarse…

Más información | Shoe-fitting fluoroscope (en inglés)

Los ojos son una ventana

Christopher Boone — Sat, 08 Nov 2008 12:46:39 GMT

En nuestro día a día, solemos hacer suposiciones sobre nuestra propia naturaleza, y una de ellas es la extendida idea de que vemos con los ojos.

Aunque pueda parecer algo totalmente lógico, este concepto no es cierto. Está claro que sin los ojos, el proceso de la visión sería imposible de realizar, pero si realmente logramos reconocer lo que vemos (lo percibimos), es gracias al procesado que se realiza de esta información. Y esto se hace en el cerebro.

Si observamos la fisiología del globo ocular, veremos que simplemente es un conjunto de células fotorreceptoras (entre otras partes, por supuesto), que en función de la cantidad de luz recibida, enviará unos impulsos eléctricos u otros.

Pero si analizamos esto, nos daremos cuenta de que los ojos no dejan de actuar como simples receptores. Porque cada una de sus células responderán de la misma forma a una estímulo determinado. No importa si la imagen que estimula un cierto fotorreceptor proviene de una fotografía o de la cara real de un amigo, los receptores no lo entenderán.

Será cuando recibamos toda la información en el centro de visión del cerebro cuando realmente seremos conscientes de que lo que estamos viendo es una imagen fija o una persona.

Pongamos otro ejemplo: a todos nos ha pasado alguna vez que nos hemos quedado pensando en las musarañas. Durante ese breve instante de tiempo, quizás un amigo nos ha estado haciendo gestos con las manos delante de nuestra propia cara, pero no los hemos visto. No ha sido hasta que hemos “vuelto a la realidad”, que no hemos percibido lo que teníamos delante.

Si ya lo dicen, ver para creer…

Quiz Genciencia: Resolución La caza de la bacteria

Christopher Boone — Thu, 06 Nov 2008 23:42:54 GMT

Hace una semana os mostrábamos un vídeo donde un gran neutrófilo perseguía a una bacteria bastante hiperactiva, para acabar cazándola.

Necesitábamos vuestra ayuda para saber cómo era capaz el glóbulo blanco de detectar que la bacteria era “la mala”, perseguirla, y finalmente acabar con ella.

Veamos los conceptos más destacables.

El protagonista de esta película es un neutrófilo, uno de los tipos de leucocitos (o glóbulos blancos) que existe. Como muchos sabréis, los glóbulos blancos son las células sanguíneas encargadas de la respuesta inmune del cuerpo humano (las defensas).

Son capaces de moverse libremente, y tal como ha dicho HalEmmerich, en caso de necesidad pueden trasladarse a los tejidos para actuar en ellos (aunque éste no es el caso, ya que es una muestra de sangre, y por tanto se está moviendo entre glóbulos rojos).

Los glóbulos blancos cumplen distintas funciones para proteger nuestro organismo. En el caso del neutrófilo, su tarea básica será fagocitar sustancias extrañas para el cuerpo.

¿Pero qué es eso de fagocitar?

Cuando una célula fagocita una sustancia, visualmente nos parecerá que la está absorbiendo, y no se aleja mucho de la realidad.

Porque de lo que trata fagocitar es de rodear algún elemento externo con la membrana de la propia célula, para lograr introducirlo en el interior. Sabremos qué sustancia captar gracias a una especie de sensores que la propia célula tiene en su membrana, y que “se activan” sólo ante la sustancia con la que trabajan.

Una vez dentro, dicha sustancia será rodeada por la membrana para formar una especie de balsa con la que viajará por el interior de la célula rumbo a su destrucción (por parte de ciertas enzimas).

Sin duda un destino nada agradable.

Pero nos hemos ido al desenlace del vídeo, cuando todavía no habíamos comentado los primeros pasos: cómo sabe el neutrófilo que hay una bacteria, y cómo la persigue.

De nuevo habéis estado de lo más acertados cuando habéis comentado la existencia de PRR (Receptores de Reconocimiento de Patrones). Estos receptores son unas proteínas que se encargan de reconocer ciertas moléculas asociadas a la bacteria, y será gracias a esta detección que tendremos el “pistoletazo de salida”.

Porque dicho reconocimiento inicia una serie de procesos en la célula que la llevan a modificar su estructura (el citoesqueleto), para poder moverse en dirección a la bacteria.

Tengamos en cuenta que la célula no tiene piernas ni su equivalente celular, así que el movimiento en la mayoría de casos será simplemente debido a irse deformando en cierta dirección.

Observémoslo en el siguiente vídeo, donde queda muy claro el movimiento por deformación de la célula (no es necesario ver los siete minutos):

Detectar, perseguir, y fagocitar.

Como bien dice kanfor, qué eficacia la de nuestro sistema inmune.

Más información | Sistema inmune (en inglés)

Quiz Genciencia: La caza de la bacteria

Christopher Boone — Fri, 31 Oct 2008 10:23:30 GMT

Prestemos atención al siguiente vídeo, un clásico de la biología celular:

¿Qué es lo que estamos viendo?

Se trata de un neutrófilo (un tipo de glóbulo blanco, la defensa de nuestro organismo), persiguiendo y finalmente fagocitando a una bacteria. Sí, aunque parezca extraño, el bueno es el grandullón y el malo la cosa chiquitita que huye despavorida.

El quiz de esta semana se trata de que indaguéis y nos ayudéis a comprender cómo es capaz nuestro gran amigo neutrófilo para detectar que el pequeñín es una bacteria, y perseguirlo hasta atraparlo. Tiene que existir algo que le indique “oye, que por aquí cerca hay alguien peligroso para el organismo; ve a por él, y haz lo que sea necesario”. ¿Cuál será este sistema?

Y ya que estamos, ¿qué hace el glóbulo blanco con la bacteria cuando la tiene dentro?

En una semana, sabremos cuál es el desenlace de esta curiosa relación celular.

Psicología de mago (y II)

Christopher Boone — Thu, 30 Oct 2008 11:33:41 GMT

Continuemos con las técnicas psicológicas que utilizan los magos para lograr esos trucos tan vistosos.

Ilusiones cognitivas

Para hacer desaparecer algo realmente grande (al más puro estilo Copperfield con la Estatua de la Libertad), es necesario el uso de ilusiones físicas. Humo, espejos… Pero la técnica tiene un límite, y es ahí donde entra de nuevo el componente mental. Crear ilusiones que capten nuestra atención, o jugar con la forma en que prevemos el futuro.

Según distintas investigaciones, tardamos una décima de segundo desde que llega la información al cerebro hasta su percepción consciente. Si nos paramos a pensarlo, estamos viviendo una décima de segundo por detrás del presente, y tratamos de solucionarlo prediciendo este futuro incierto (aunque sea de una décima de segundo).

Y es precisamente en ese espacio donde los magos se aprovechan.

Otros tipos de ilusiones cognitivas vienen relacionados con la manipulación de nuestra atención. Un ejemplo muy conocido es el del vídeo de los jugadores de baloncesto. Se pide que contemos los pases que realiza uno de los equipos:

¿Cómo lo hacemos para no ver al gorila? Porque estamos poniendo toda nuestra atención a otra cosa (los jugadores).

Otro ejemplo de cómo se nos pasan por alto muchos detalles es el siguiente vídeo, en el que se hace un sencillo truco de cartas:

Según ciertos estudios psicológicos, parece ser que no es necesario estar mirando al mismo lugar al que estamos prestando atención, con lo que queda descartado que allí donde miremos, veremos el engaño.

Forzando la solución

Imaginemos que tengo una baraja con 52 ases de picas.

Escoge una carta, la que quieras.

No me la enseñes. Recuérdala bien, enséñasela a tus amigos.

Guárdala en la baraja de nuevo. Baraja las cartas. Más. Un poco más. Perfecto.

Ahora yo saco una carta, y será la que tú escogiste… ¿Era el as de picas?

Este truco demuestra dos cosas: que como mago no me podría ganar la vida, y que he forzado tu elección. Quizás pueda parecer algo rudimentario, pero con esta base es con la que trabajan los magos.

Hagamos la versión psicológica de mi triste truco de magia. En este caso, trataremos de dar la impresión a nuestro invitado de que su elección es totalmente libre, pero no será así.

Ponemos las cartas delante suyo, pero utilizando ciertas técnicas para que el as de picas esté más rato expuesto a ser cogido. Si ahora le pedimos por favor que elija, las prisas forzarán aún más la elección.

De ahí que los magos repitan tanto frases como “hemos podido ver que Luisa ha escogido la carta que ella quería”, ya que lo que hacen es borrar sutilmente la idea vaga de los invitados de que estaban siendo forzados a elegir.

Y es que hay trucos imposibles de detectar…

Vía | PsyBlog (en inglés)

Quiz Genciencia: resolución buscando el Norte

Víctor Puente — Thu, 30 Oct 2008 10:02:48 GMT

Resolvemos la cuestión planteada de cómo encontrar la dirección Norte. Partimos de que en la cuestión se pedía el Norte geográfico, así que obviaremos los métodos basados en magnetismo. No obstante, cualquiera de los métodos que han propuesto algunos lectores son perfectamente válidos para señalar el norte magnético.

Para pasar de Norte magnético a geográfico deberíamos conocer la declinación magnética de la zona.

Algunos métodos que se podrían utilizar serían:

a. Se planta en suelo llano y despejado una rama desnuda, y vamos marcando las líneas proyectadas por la sombra. La sombra de menor longitud indicará la meridiana, y se encontrará en la bisectriz de las sombras de igual longitud.

b.Normalmente, se asocian las 12 horas con que el sol se encuentra en el Sur. Esto sólo es cierto si nos encontramos en el meridiano de Greenwich, y nuestro reloj está referido al GMT (Greenwich Mean Time).

Supongamos que nuestro excursionista está por los alrededores de Madrid, longitud 3º 41’. Como está en verano, la hora de su reloj está andelantada 2 horas con respecto al GMT.

Es decir, a las 14 h en España (GMT + 2h), el sol se encontrará en el Sur geográfico en el meridiano de Greenwich. Luego ¿a qué hora estará al Sur en Madrid? Pues si cada hora supone 15º de longitud, haciendo una proporción, el sol tardará unos 14 minutos en llegar al meridiano de Madrid. Luego si nuestro excursionista hizo estos sencillos cálculos antes de salir, sabrá que hacia las 14:15 horas, el sol estará en el Sur.

c. De noche podemos utilizar la estrella Polar para orientarnos. Ya hemos explicado como encontrarla.

Otros indicios que podríamos utilizar son:

Los árboles aislados tienen más desarrollado su tronco en dirección Sur. Por ello, si vemos un tronco cortado, observaremos que sus anillos están más juntos los orientados al Norte, y más separados los orientados al Sur.

Los árboles y rocas aisladas suelen estar cubiertas de musgo por su parte que mira al Norte.

En las iglesias antiguas, con planta de Cruz Latina, el altar está orientado al Este, en dirección a Tierra Santa, y la línea que une la puerta y el altar marca la dirección Oeste-Este.

Creo que con estos métodos y los que habéis dado los lectores está claro que no nos vamos a perder por el monte. No obstante, por si acaso, siempre vale más llevar en la mochila el mapa y la brújula.

Los nombres científicos y Linneo

Gabriel A. — Wed, 29 Oct 2008 22:11:34 GMT

¿Alguien sabe lo que es un chancho de tropa? ¿pecarí barbiblanco? ¿huangana? ¿cafuche? ¿chacure? ¿pecarí labiado?. En realidad todos estos nombres se refieren al mismo animal (Tayassu pecari). Durante siglos los estudiosos del mundo se enfrentaron al problema de que en cada lugar se llaman las mismas cosas de diferente, y con frecuencia de varios modos distintos en un mismo lugar, o se usaba el mismo nombre para cosas diferentes, etc, etc. Este problema no resultó preocupante durante mucho tiempo, pero con el comienzo del pensamiento científico y las expediciones naturalísticas al Nuevo Mundo (que traían multitud de nuevas especies sin nombre) la cosa tuvo que cambiar.

Carlos Linneo (Carolus Linnaeus, Carl von Linnée, etc) ideó el método que se utiliza actualmente y fundó la rama de la ciencia que se dedica a dar nombre a las cosas: la nomenclatura. También hizo otras cosas interesantes en la vida (es el padre de la taxonomía, obra incluso más ambiciosa que la nomenclatura, y también ideó un método de cultivo de perlas). Pero hoy nos ocupamos de la nomenclatura. Él ideó el uso de dos palabras en latín para definir una especie (la primera indica el género y debe ir en mayúscula, la segunda indica la especie dentro del género y debe ir en minúscula). Antes de esto intentó utilizar una pequeña frase descriptiva en latín, pero aquello multiplicaba en exceso el trabajo, y se redujo a dos palabras. De ahí que muchos nombres científicos tengan esa tendencia tan descriptiva, como Iris planifolia (lirio de hojas planas), Pinguicula grandiflora (gordita -por sus hojas carnosas- de grandes flores), etc.

El nombre científico solamente puede ser uno válido, y se toma como referencia el primer nombre publicado para la especie, tomando como año de partida 1753 (para plantas) y 1758 (para animales), que fue cuando Linneo publicó su magna obra de clasificación y nomenclatura y se estableció por primera vez un criterio claro.

Los nombres científicos se deben escribir en cursiva o ir subrayados (menos usualmente resaltados en negrita). Para evitar confusiones se deben acompañar (por lo menos la primera vez que se citen en un trabajo) por el autor del nombre y el año de publicación: Passer domesticus (Linnaeus, 1758). También es común que cuando se haya “presentado” a la especie de la que vamos a hablar se abrevie en nombre del género, diciendo I. planifolia, P. grandiflora o P. domesticus.

Quiz Genciencia: buscando el Norte

Víctor Puente — Fri, 24 Oct 2008 22:17:01 GMT

Un excursionista se despierta temprano una mañana de verano para hacer una ruta por el monte. A media mañana, después de un par de horas caminando, le asalta una duda: ¿Hacia dónde estará el Norte?

Intentando emular a Bohr, en el post ‘aprendiendo a pensar’, decir todos los métodos que se os ocurran que podría utilizar nuestro excursionista para señalar, de manera aproximada, la dirección del norte geográfico.

Quiz: solución a la paradoja del cumpleaños

Gabriel A. — Fri, 24 Oct 2008 16:17:06 GMT

He aquí la respuesta a la paradoja del cumpleaños. Recordemos brevemente en qué consistía el problema: ¿Verdadero o falso? En una reunión de 25 personas es bastante probable que dos personas coincidan en su fecha de cumpleaños. Concretamente: es más probable que la posibilidad contraria (que nadie coincida). Muchos habéis dado con el enfoque adecuado, aunque los números hayan variado algo de unos a otros. El error más extendido es haber interpretado la pregunta como la probabilidad de que alguien cumpla el mismo día que uno mismo, y no como la probabilidad de que dos cualesquiera coincidan en su fecha de nacimiento. La respuesta más completa y diría yo que inmejorable, es la que ha dado vicioso en su comentario:

”[...] La probabilidad de que, entre 25 personas, haya 2 con la misma fecha de cumpleaños es difícil de calcular. Es más sencillo calcular el caso contrario, que no loas haya, y restar el resultado a 1 (o a 100, si hablamos de porcentajes). Desechando los problemas que acarrearía tener en cuenta los años bisiestos, o la presencia de gemelos o mellizos, tomada una persona cualquiera, la siguiente tedrá una probabilidad de 364/365 de no coincidir con la primera (364 días de 365, no coinciden con el cumpleaños de la primera). Por la misma razón, a la siguiente persona le quedan 363 días para no coincidir, o sea, una probabilidad de 363/365.

Para 25 personas, habría que multiplicar cada una de sus probabilidades, es decir:

(364/365)(363/365)*(362/365)*…[(365-25+1)/365]Puesto en números factoriales, nos queda 365!/[365^n(365-n)!], siendo n=25.

El resultado es, aproximadamente, 0,4313 (lo he hallado con la calculadora científica de Windows, espero no haberme equivocado). O sea, que hay un 43,13 % de posibilidades de que, entre 25 personas, no haya dos con la misma fecha de cumpleaños. Por tanto, la probabilidad de que sí haya dos personas coincidentes en su cumpleaños es de 56,87% y, por tanto, el enunciado del problema es correcto. En cambio, si yo entro en una habitación con 24 personas, la probabilidad de que halle una que tenga mi misma fecha de nacimiento que yo es sólo de 1-(364/365)^24, es decir, 0,0637, o un 6,37%.”

Poco se puede añadir a una respuesta tan completa y bien explicada. Felicidades a los que distéis con la solución ¡y ánimo para todos con los siguientes quizs!

Psicología de mago (I)

Christopher Boone — Fri, 24 Oct 2008 10:44:54 GMT

¿Es ésta la carta que habías escogido?

Suelen acabar así sus trucos, y la gente no deja de sorprenderse de cómo son capaces de encontrar la carta que habíamos pensado. O de hacer desaparecer ante nuestros propios ojos un elefante.

Pero nosotros, que somos gente avispada, sabemos que la magia como tal no existe, y que todo son trucos que juegan con nuestros sentidos. Un ligero cambio entre manos, una carta que siempre ha estado ahí…

De eso estuvieron hablando en cierta ocasión un grupo de magos con un grupo de psicólogos. Conocer las bases psicológicas de estos procesos, para así llegar a conclusiones que pudieran ayudar a conocer más a fondo nuestra forma de pensar.

Y acabaron coincidiendo en que son tres las técnicas críticas que ayudan a un mago a hacer lo que mejor se le da: su magia.

Confusión

Observamos la mano del mago. Tiene tres pelotitas rosas. De repente hace un gesto, y sólo quedan dos. Otro gesto más, y la única pelota queda ante nosotros, asustada por su futuro incierto. Y es que en una fracción de segundo, ya no la tenemos ahí.

Este es un típico truco de magia, en el que con ciertos gestos, el mago está atrayendo nuestra atención para así realizar a escondidas el gesto necesario para su truco.

Pero a nosotros lo que nos interesa es la confusión psicológica.

Ésta suele ser mucho más sutil, y un ejemplo claro es el truco de la solución falsa. Durante su realización, el mago hace creer a sus invitados que han logrado averiguar cómo es el truco que está utilizando. De esta forma, se consigue que la gente esté mucho menos atenta a las pistas que les permitirían descubrir el truco real. ¿Cómo se logra esto?

Estudios en resolución de problemas muestran que el ser humano, cuando tiene una respuesta en mente, es muy difícil que considere alternativas. Y es que al pensar que algo ya tiene solución, solemos mecanizar todos nuestros procesos.

Un ejemplo sencillo sería el siguiente video, donde se lanza repetidamente una bola hacia arriba:

Cuando nuestro cerebro ha creado un patrón que dice “si la mano hace ese gesto, está tirando la pelota hacia arriba”, nos cuesta encontrar un cambio en la solución esperada, y es cuando se crea la ilusión.

En la segunda parte del post, acabaremos de ver qué trucos usan los magos para seguir a día de hoy sorprendiendo tanto a niños como a… no tan niños.

Más información | Midiendo la distracción

Historia de la Cartografía: los vestigios más antiguos

Víctor Puente — Thu, 23 Oct 2008 10:03:25 GMT

Representar y medir el mundo que nos rodea ha sido desde siempre una tarea estrechamente ligada a la evolución de los hombres, en su afán de entender el lugar en el que habitan, su entorno y los lugares más alejados. Primero hubo que descifrar el terreno y sus accidentes; más tarde medir las distancias hasta los pueblos cercanos para desarrollar el comercio; después se empezó a viajar y a conocer lo que había incluso más allá de la imaginación.

El mapa más antiguo que se ha encontrado hasta la fecha es una placa de barro cocido procedente de Ga Sur, en Mesopotamia; se cree que fue realizado hacia el año 2500 a.C. Representa la zona septentrional de Mesopotamia, cruzada por el río Éufrates, al cual escoltan hasta su desembocadura dos cadenas montañosas.

También se han encontrado otros mapas posteriores con representaciones del mundo según la concepción babilónica. Para los babilonios, la tierra aparecía representada como una superficie plana cruzada por dos líneas verticales, que representaban los ríos Tigris y Éufrates.

Cabe también destacar el descubrimiento en el norte de Italia de una roca plana de alrededor de 4 metros de largo con un mapa grabado. En él se pueden ver líneas que representan los arroyos, canales de irrigación y caminos; círculos que representan pozos de agua y rectángulos con una malla de puntos, que representan campos de cultivo. Se trata del relieve catastral de Bedolia, considerado de los años 1.600 – 1400 a.C.

En Egipto, los trabajos catastrales tuvieron gran importancia, ya que al tratarse de un territorio que se inundaba todos los años, las aguas del Nilo borraban los límites de las propiedades y era preciso tenerlos bien delimitados. Se han hallado varios planos, en su mayoría de tipo catastral y topográfico, de zonas de pequeña de extensión.

En la civilización egipcia encontramos a los llamados “estiradores de cuerda”, cuya referencia directa más antigua se debe a Herodoto, quien menciona que en Egipto trabajaban unos técnicos que utilizaban cuerdas de longitudes conocidas con las que se encargaban de replantear los límites de las propiedades después de las crecidas del Nilo, asignando a cada agricultor el área que le correspondía, tal como había sido medida previamente a la crecida, lo cual permitía mantener el correcto funcionamiento de la agricultura.

En Egipto también encontramos las primeras aproximaciones al valor de π y el llamado triángulo sagrado egipcio o triángulo egipcio (3,4,5) , un triángulo rectángulo cuyo lados tienen las longitudes 3, 4 y 5, o cuyas medidas guardan estas proporciones. Es el triángulo rectángulo más fácil de construir y, posiblemente, se utilizó para obtener ángulos rectos en las construcciones arquitectónicas egipcios. También tenemos en esta civilización el origen de las unidades de medida antropométricas, como el “auna” o real codo egipcio, una de las primeras unidades de longitud conocida, que equivalía a unos 52 centímetros.

De Egipto han perdurado también planos arquitectónicos de tumbas y jardines, mapas cosmológicos y algunos documentos cartográficos más, de los que cabe destacar el mapa de una mina de oro en Nubia, del período de los Ramsés.

Más información | Catastro, Secretaría Transportes México
En Genciencia | La Historia de la Cartografía, una ciencia tan antigua como el hombre

Teoría de la evolución: ¿la pescadilla que se muerde la cola?

Gabriel A. — Mon, 20 Oct 2008 03:56:38 GMT

La teoría de la evolución en sentido amplio y, sobre todo, tal y como la enunció Darwin, ha sido objeto de muchas críticas. Quizá la más importante de ellas es la que sostiene el carácter tautológico de la teoría de la evolución. Recordemos que tautología es una proposición pseudológica enunciada de tal modo que siempre es verdad. Por ejemplo, que hace calor porque hay un montón de calorías en el ambiente, o que hace frío porque hay muy pocos grados de temperatura. Es decir: la pescadilla que se muerde la cola. Las tautologías no son falsables (es imposible demostrar que son falsas) y por tanto no se pueden considerar ciencia. La pregunta es: ¿la teoría de la evolución es una tautología?

Los que apoyan esta postura se basan en que la teoría de la evolución predice la supervivencia “de los más aptos”. Pero… ¿los más aptos para qué? Para sobrevivir, evidentemente. Y por tanto, que sobrevivan los más aptos para sobrevivir, es una tautología. Pero este modo de pensar es erróneo.

Para empezar, si se reduce toda una teoría a una frase es posible que esa excesiva simplificación lleve a una “construcción” o “forma” tautológica, sin que eso refleje realmente el concepto. La teoría de la evolución no es una frase. Es mucho más que eso. Karl Popper, un eminente filósofo de la ciencia, consideró las teorías de Darwin como una tautología, de valor metafísico pero no científico. Pero más tarde se retractó y enunció la teoría de la evolución del siguiente modo:

“todos los organismos, los órganos y el comportamiento animal han evolucionado como resultado de la selección natural, gracias a la cual las variaciones azarosas inútiles han desaparecido, permaneciendo sólo las útiles” (Karl Popper, 1977)

Aunque esta afirmación no sea del todo cierta (no todo viene de la selección natural) eso es precisamente lo que la hace falsable: se puede demostrar que es falsa, y por tanto no es tautología. Otra forma de enunciar la evolución es: “No todos los individuos se reproducen por igual y esto lleva a cambios en las poblaciones, que a la larga son cambios en las especies”. Y ¿cuál es el mecanismo subyacente? La selección natural: “¿Por qué no todos los individuos se reproducen por igual? Por la interacción entre sus características y las características de todo lo que les rodea”. Eso es la selección natural, y todas estas proposiciones son falsables: si se demuestra que todos sí se reproducen por igual, si se demuestra que el medio no influye en la supervivencia o si se demuestra que no hay cambios en las poblaciones a pesar de la supervivencia diferencial.

El decir “sobreviven los más aptos para sobrevivir” viene de agrupar muchas cosas diferentes en un mismo bote. Sobreviven los más aptos para correr (en un caso), los más aptos para volar más lejos (en otro), los más aptos para tener antenas mas cortas (en otro caso), los más aptos en encontrar un equilibrio entre tamaño del rabo y número de dientes (en otro caso), etc. Y el sobrevivir (o ser aptos para sobrevivir, que es lo mismo) es una consecuencia, y no una causa, de ahí la tautología. Confundir estos términos es algo que ha provocado ríos de tinta y los sigue y seguirá provocando, pero que también quede constancia aquí de este granito de arena.

Más información | La selección natural en Popper y Peirce

En Genciencia | Criterio de falsabilidad, Diseño Inteligente y Teoría Sintética de la Evolución

Quiz Genciencia: cumpleaños

Gabriel A. — Sat, 18 Oct 2008 01:09:39 GMT

Plantearemos ahora una cuestión de probabilística, que quizá se pueda resolver con la experiencia personal de cada uno o requiera hacer algún cálculo mental.

¿Verdadero o falso?

En una reunión de 25 personas es bastante probable que dos personas coincidan en su fecha de cumpleaños. Concretamente: es más probable que la posibilidad contraria (que nadie coincida).

Os animamos a plantear vuestras sugerencias y posibles soluciones a la pregunta planteada. Quizá también podáis aportar datos reales al respecto (¿ocurre esto entre vuestros compañeros de trabajo? ¿íbais a clase con alguien que cumpliera el mismo día que vosotros? ¿os parecería sorprendente?).

Quiz Genciencia: Resolución Perder calorías sudando, ¿fácil?

Christopher Boone — Thu, 16 Oct 2008 22:41:33 GMT

Bien, veo que la semana ha sido de lo más fructífera, y que hemos tenido a gran cantidad de personas sudando para encontrar la mejor solución al problema.

Si hacemos un breve recordatorio de lo que trataba este quiz, la intención era saber qué relación existía entre la producción de sudor de un cuerpo humano y su eficiencia a la hora de disipar calor en nuestro organismo.

Y para ello, se planteó una pregunta bastante abierta: ¿qué cantidad de sudor tiene que producir una persona para perder unas 2000 kcal?

Uno de las reglas que se pidieron era evitar tener en cuenta otros mecanismos, ya que como bien sabemos, el cuerpo es un sistema con gran cantidad de variables que se relacionan unas con otras, y podrían enmascararse ciertos efectos.

De hecho, a nivel de disipación de calor, podemos encontrar cuatro mecanismos “críticos”, que se encargan de mantener la temperatura corporal constante. Para ello, habrá que eliminar el calor generado por la actividad metabólica (en este caso, el ejercicio, pero tengamos en cuenta que estando quietos nuestro cuerpo también realiza actividades metabólicas).

Dichos mecanismos son:

Evaporación de agua. Tenemos dos tipos de mecanismos, la transpiración (que es el que nos interesa, el sudor), y la respiración. Y es que al respirar también disipamos calor, aunque con una contribución bastante pequeña. No es así con los perros, donde la contribución por respiración es la primordial (de ahí que tras correr, se estén un rato con la lengua fuera).

Radiación. Porque aunque pueda sonar extraño, radiamos calor mediante ondas electromagnéticas. De hecho, esa es la base de los aparatos de termografía que se utilizan en medicina.

Convección. Al estar rodeados siempre por un fluido, el aire caliente en contacto con nuestra piel ascenderá y será reemplazado por aire más frío. Como podremos suponer, estando en movimiento conseguiremos que la disipación de calor sea mayor, y contra más ropa llevemos, menos calor disiparemos.

Conducción. Este último caso trata de la disipación de calor por contacto con cualquier sustancia, desde el aire hasta nuestra propia ropa. Para bajar la temperatura de nuestro cuerpo, estas sustancias tienen que estar a una temperatura más baja, ya que sino la transferencia sería en dirección contraria.

Y ya conociendo estos mecanismos, volvamos al que nos interesa, la transpiración.

En nuestro supuesto para el ejercicio, pensamos a una persona a 37ºC en un gimnasio con condiciones estándar (ninguna condición extrema de humedad, temperatura…). En este caso, la única fórmula que sería necesaria, tal como habéis comentado algunos, es la siguiente:

Pero… ¿Qué es el calor latente?

Resumiendo, se trata de la energía que absorbe el agua que sudamos cuando cambia de estado (se evapora).

¿Y de dónde saca dicha energía?

Del calor corporal. Ahora ya cuadran mejor las cosas, ¿no?

Si cogemos el valor del calor latente del agua para evaporizarse, unas 580 kcal/kg, y una densidad del agua aproximada de 1kg/l, obtendremos que:

Así que para desprender 2000 kcal, tendremos que perder cerca de 3 litros y medio de sudor.

Lo que no está nada mal…

La Historia de la Cartografía, una ciencia tan antigua como el hombre

Víctor Puente — Wed, 15 Oct 2008 09:24:32 GMT

La ciencia comienza donde se comienza a medir
D.Y. Mendeleyev

Se define la cartografía como el conjunto de estudios y operaciones científicas, artísticas y técnicas que intervienen, a partir de los resultados de las observaciones directas o de la explotación de una documentación, en el establecimiento de mapas, planos y otras formas de expresión, así como en su utilización.

La Historia de la Cartografía es la historia del afán del hombre por entender y comunicar la forma de la tierra que le rodea, del territorio en que vive y de los vínculos de muy diversa índole que con él establece. La historia de esta ciencia abarca desde los primeros trazos en la arena hasta el uso de técnicas geodésicas, fotogramétricas, la teledetección, o de servicios de mapas en Internet.

La aparición de los mapas se produjo antes de la historia, es decir, con anterioridad a la aparición del relato escrito, y resulta un factor clave a lo largo de la evolución del hombre.

Resulta imprescindible, a la hora de abordar un mapa, tener una visión, aunque sea somera, de lo que ha sido la representación cartográfica a lo largo de los tiempos. Saber en que medida han influido los condicionantes culturales, religiosos, técnicos, científicos o políticos; saber como ha evolucionado el gusto estético, el soporte y los útiles de dibujo; o como han repercutido la invención de nuevos instrumentos de medida, la mejora de los procesos de cálculo, las necesidades de los ciudadanos y de los estados, etc.

Comienza aquí una serie de posts que en las próximas semanas nos servirán para ubicar en el tiempo algunos hechos, personajes y obras significativas de la Historia de la Cartografía de todos los tiempos, lo que permitirá que el lector adquiera conciencia de su estado actual, como disciplina científica en constante transformación.

Aquiles y la tortuga

Gabriel A. — Tue, 14 Oct 2008 18:54:04 GMT

La paradoja de Aquiles corriendo tras la tortuga es una de las más clásicas y famosas paradojas de Zenón. Este griego filósofo pretendía demostrar que todo lo que percibimos en el mundo es ilusorio, y que cosas como el movimiento eran simplemente ilusiones y no realidades. Lo cual no deja de ser un punto de vista original, incluso para un griego filósofo. Para demostrarlo ideó una serie de paradojas que “mostraban” que el movimiento no existía, que todas las distancias son infinitas, que no existe el tiempo… La paradoja de Aquiles y la tortuga consiste en una imaginaria carrera. Uno de los contrincantes (Aquiles) era el más hábil de los guerreros aqueos, y vencedor de mil batallas. Era un superhombre casi invencible, y apodado “el de los pies ligeros”. El otro contrincante (la tortuga) es un ser por todos conocido, de proverbial lentitud y bien cachazudo. Dado que Aquiles es mucho más rápido que la tortuga (supuestamente) antes de empezar decide darle un estadio de ventaja, y tras dárselo, se da el pistoletazo de salida (o se suena un cuerno, ya que en esos tiempos no existían las pistolas, afortunadamente para muchos).

Rápidamente Aquiles atraviesa ese estadio de ventaja hasta llegar al punto en el que estaba la tortuga. Ésta, de un insospechado espíritu competitivo, se había desplazado unos cuantos pasos hacia adelante. Así que Aquiles, atónito (no era muy listo) pero confiado en su enorme poderío físico, decide cruzar ese puñado de pasos, hasta llegar de nuevo a donde estaba la tortuga. De nuevo ella ¡se ha vuelto a mover! Se ve que el quelónido no tiene buen perder y Aquiles de nuevo, con renovados bríos, recorre velozmente esos centímetros que le separan del punto donde estaba la tortuga, la cual de nuevo… ¿se lo imaginan? ¡Efectivamente! La encontramos un poquito más adelante…

Y argumentaba Zenón con mucha razón que así podíamos seguir hasta el infinito, y que Aquiles jamás alcanzará a la tortuga. Y por tanto cuando vemos a un Aquiles alcanzando a una tortuga (¿quién no ve todos los días uno o dos?) es simplemente una ilusión. ¿En dónde se equivoca Zenón? En realidad no podemos decir que se equivoque (¿vivimos en Matrix? no se sabe), pero lo que está claro es que su argumento no demuestra nada: una suma de infinitos términos puede dar un resultado finito. Pero esto no se puso sobre el papel hasta que Leibniz, que era un tipo realmente listo, inventó el cálculo infinitesimal.

Así que si Aquiles recorre 1 estadio en un minuto y la tortuga 1/10 de estadio en el mismo tiempo, Aquiles recorrerá 1+ (¡caramba, se ha movido!) 1/10 + (¡otra vez!¡le ha dado tiempo a moverse!) 1/100+ (¡again! bueno, en griego) 1/1000 …etc: 1+1/10+1/100+1/1000+...= ¿cuánto? Desde luego esta suma no da una distancia infinita que requiere infinito tiempo recorrer, sino una distancia concreta: 1,111111111… estadios. Y eso Aquiles se lo hace con la gorra en un minuto y pico (1,111…), la tortuga no tiene nada que hacer.

Pero se admiten apuestas, claro…

Definición y algunos tipos de matrices

Víctor Puente — Mon, 13 Oct 2008 09:30:29 GMT

Se define una matriz A de orden m x n, a una reunión de m x n elementos colocados en ‘m’ filas y ‘n’ columnas. Cada elemento que forma la matriz A se denota como aij donde i corresponde a la fila del elemento y j a la columna.

A continuación vemos algunos tipos de matrices:

La matriz traspuesta de A, denotada con At es la matriz obtenida a partir de cambiar las filas de A por columnas.

Se denomina matriz columna a la matriz que tiene m x 1 elementos, y se llama matriz fila a la matriz de 1 x m elementos.

A es una matriz cuadrada si el número de filas es igual al número columnas, es decir, n = m. Se dice, entonces que la matriz es de orden n. La diagonal principal de una matriz cuadrada es la formada por los elementos aii de la matriz.

La matriz nula es aquella matriz cuyos elementos son todos 0.

Se define la matriz identidad I como una matriz cuadrada que cumple la propiedad de ser el elemento neutro del producto de matrices, es decir, que el producto de cualquier matriz por la matriz identidad, siempre que ese producto esté definido, como otro día veremos, no tiene ningún efecto. En la matriz identidad, los elementos de la diagonal principal son 1, y los elementos fuera de la diagonal principal son 0.

Otro día veremos las operaciones que se pueden realizar con matrices, sus propiedades y sus aplicaciones.