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lunes, 28 de septiembre de 2015

En el País de las Maravillas

Artículo publicado originalmente por Brenda Valderrama en la columna "Reivindicando a Plutón" del Sol de Cuernavaca el 28 de septiembre de 2015. 






En el clásico de la literatura escrito por Lewis Carrol, la pequeña Alicia decide, un buen día, seguir a un inusual conejo blanco dentro de su madriguera, que se convierte en un túnel, que se convierte en un pozo y que la transporta hasta un mundo desconocido, lleno de absurdos y paradojas.

Hace dos años, Steven Tucker y Rick Hunter deciden, un buen día, visitar la caverna de la Estrella Naciente (Rising Star Cavern) en Sudáfrica. De manera accidental, Steven encuentra un estrecho pozo de no más de 20 cm de diámetro que despierta su curiosidad y, al igual que Alicia, decide explorarlo. El pozo lleva a una amplia caverna a más de 30 metros de profundidad cuyo contenido podría transformar todo lo que sabemos (o creemos saber) sobre la evolución humana.

Pero primero hablemos de África, la cuna de la humanidad. Nuestra especie, Homo sapiens, es relativamente reciente y se creé que surgió hace apenas 200 mil años en el Sudoeste africano, en algún lugar entre Namibia y Angola. Si nos vamos hacia atrás en el tiempo, hace 1.6 millones de años nuestros ancestros pertenecían ya a la especie Homo erectus (del mismo género que la nuestra) y presentaban características claramente similares a los humanos modernos tal como lo demuestra el “Turkana Boy” encontrado en Kenya.  Aún más atrás en el tiempo sabemos, gracias a los restos de "Lucy" localizados en Etiopía, que hace 3.2 millones de años nuestros ancestros pertenecían a la especie Australopithecus afarensis y eran claramente más cercanos a otros primates que a los humanos modernos. Sin embargo, como pueden ver, falta información sobre las condiciones exactas que rodearon el origen del género Homo entre hace 1.6 y 3.2 millones de años. 

El descubrimiento de la caverna de la Estrella Naciente ha cimbrado a los científicos de todo el mundo por muchas razones. La primera es que no se trata de piezas de un individuo ni siquiera de un individuo completo como “Lucy”, sino de cientos o quizá de miles de osamentas en excelente estado de conservación. La revisión de solo un metro cuadrado arrojó 1,550 huesos de al menos quince individuos: mujeres, hombres, niños y ancianos, además de cientos de piezas individuales como son cuatro cráneos completos o dientes.

El análisis de todos estos huesos por un grupo internacional ha revelado resultados fascinantes. Comenzando por la cabeza, el volumen de los cráneos es solo una cuarta parte del nuestro, albergando un cerebro del tamaño de una naranja, lo cual es similar a otros prehomínidos, sin embargo la forma es claramente la de un humano. Las muelas son definitivamente modernas mientras que los premolares son primitivos. Los hombros y las caderas corresponden a un individuo adaptado a trepar, al igual que las manos, donde los dedos son curvos permitiendo mejor agarre. Por otro lado, la base de la cadera y las piernas son más parecidas a las de un humano y corresponden a un individuo que camina erecto siendo sus pies iguales a los nuestros, por lo que podría haber realizado caminatas de larga duración. Este rompecabezas es típico de una especie de transición con características innovadoras (lo cual conlleva cierto riesgo) sin abandonar otras ancestrales que le garantizan la supervivencia, aunque con un patrón nunca visto antes.

¿Y porqué esto cambiaría nuestra visión de la evolución humana? Primero porque se encontraron en Sudáfrica, lejos de la costa occidental, sitio donde se había identificado como el posible origen del género Homo. Eso es relativamente fácil de aceptar pues la falta de información más completa simplemente generó una hipótesis de trabajo sin mayor relevancia.

Segundo porque todavía no sabemos qué tan viejos son los huesos. En este sentido existen tres grandes alternativas. Si son de un millón de años o más recientes, cuando ya existían los ancestros directos del Homo sapiens, entonces Homo naledi sería un “primo” lejano con el que compartimos el territorio de África y que no logro sobrevivir hasta nuestros días. En este sentido se sumaría a otros “primos” como Homo neanderthalensis u Homo heidelgerensis. Es decir, sería importante pero no trascendente. Si los huesos tienen más de tres millones de años, entonces el género Homo surgió mucho antes de lo que pensábamos y Homo naledi podría ser el ancestro no sólo de Homo sapiens, sino de todas las demás especies del género. En este caso la ancestría que se le ha conferido a “Lucy” debiera ser reconsiderada.

Finalmente, si los huesos tienen entre uno y tres millones de años, entonces se habrá encontrado al tan anhelado eslabón perdido. Una especie de transición que presenta características del grupo original (en este caso primates) y del grupo al que evoluciona (en este caso humanos) en el mismo individuo. Por supuesto que ésta situación ocasionaría una revisión exhaustiva de todos los registros fósiles y de su interpretación. Como científicos siempre estamos esperando información fresca que nos permita corroborar nuestro trabajo y eso nos hace sentir complacidos. Sin embargo, también estamos abiertos al descubrimiento de nuevas evidencias que nos demuestren que nuestras teorías están equivocadas y por supuesto que nos sentimos complacidos igualmente. Es más, nos sentimos emocionados. Por esta razón los científicos nunca encubrimos nuevas evidencias por más revolucionarias que sean sus implicaciones.

Tercero, porque a diferencia de otros depósitos de huesos antiguos, los de la caverna de la Estrella Naciente no presentan daños por predadores, no parecen haber llegado ahí de manera accidental o por un cataclismo, no existe otra forma de llegar a la cueva sino por un muy estrecho túnel, además de que parecen haber sido depositados de manera constante durante cientos de años. Todo eso nos lleva a considerar que fueron transportados de manera consciente y voluntaria por otros miembros de su grupo. Es decir, que fueron sepultados en un primitivo rito funerario. Esto también es de enorme transcendencia pues disponer del cuerpo de un pariente fallecido es parte del duelo del sobreviviente y expresa respeto al difunto. Estos sentimientos son profundamente humanos y algo que nos diferencia de cualquier otra especie. Pero, Homo naledi no era humano, ¿o sí?


Información adicional

Entrevista con Lee Berger, paleoantropólogo que llevó a cabo la identificación inicial de Homo naledi



Uno de los primeros reportaje sobre el descubrimiento a cargo de National Geographic 


Por las características del túnel de entrada fue necesario lanzar una muy peculiar convocatoria internacional en redes sociales que resultó en la conformación de un equipo de rescate con seis extraordinarias mujeres. Aquí la reseña de la búsqueda.










lunes, 21 de septiembre de 2015

Vacuna, con v de vaca

Artículo publicado originalmente por Brenda Valderrama en la columna "Reivindicando a Plutón" del Sol de Cuernavaca el 21 de septiembre de 2015.









Cuenta la leyenda que los sultanes turcos admiraban la belleza de las damas del norte del Cáucaso por la tersura de su piel. Bueno, en realidad lo que les gustaba es que el cutis de esas mujeres (y de los hombres, aunque no pasaran a la historia) estaba libre de cicatrices de viruela.

La viruela es una enfermedad de origen viral extremadamente contagiosa por contacto que, desde hace 12 mil años y hasta el siglo pasado, cobró millones de vidas. Surgida posiblemente en África meridional, la viruela fue dispersada por todo el mundo gracias a las corrientes migratorias. En nuestro continente fue un elemento de la mayor relevancia durante el proceso de conquista, vulnerando con velocidad y fiereza la defensa de pueblos y ciudades.

Una persona expuesta al contagio presentará los primeros síntomas, que consisten en fiebre acompañada de dolor generalizado incluyendo cabeza y espalda, en 12 a 14 días. La fiebre es tan alta (más de 40°C) que llega a producir delirios. Al tercer o cuarto día, la boca y la garganta del paciente se cubren de pequeñas manchas que se convierten en pápulas y luego en vesículas. Posteriormente, las manchas aparecen en la cara y, finalmente, cubren todo el cuerpo incluyendo palmas de las manos y plantas de los pies. Las vesículas se llenan de pus y por su profundidad en la piel son extremadamente dolorosas. Si el paciente sobrevive a la deshidratación, a la fiebre y a la ocurrencia de otras complicaciones, las pústulas se secan después de 8 a 10 días y aparecen las costras. Al caerse, las costras dejan cicatrices en prácticamente todos los rostros excepto en los de las damas del norte del Cáucaso.

Esta notable excepción proviene de la práctica conocida como variolización en la cual se frotaba pus de un paciente enfermo en la piel escarolada de un paciente sano. El paciente sano presentaba entonces un cuadro leve de viruela, el cual sobrevivía sin problema y sin cicatrices. La variolización se practicaba con frecuencia en Turquía donde fue cuidadosamente documentada por el Dr. Emmanuel Timoni, aunque con poco éxito en cuanto a convencer voluntarios para probar su efectividad.

No fue sino hasta 1717 que una noble inglesa, Lady Montagu, lastimada por el daño que le había producido la viruela y temerosa de que su hija recién nacida pudiera sufrirlo, le pidió al Dr. Timoni que la variolizara. Al ver que la niña no sucumbía a la infección, Lady Montagu, agradecida, se volvió la principal promotora del método logrando que se volviera de práctica generalizada en el Reino Unido aliviando el flagelo de esta enfermedad.

Algo que no he comentado pero es importante hacerlo ahora, es que una persona que ha sufrido viruela no vuelve a contagiarse, es decir, que desarrolla inmunidad de por vida por lo que la variolización es técnicamente un proceso de inmunización.

De manera interesante, la viruela no es una enfermedad exclusiva de los humanos. El virus que la produce pertenece la familia Poxviridae y algunos de sus miembros pueden infectar otros animales como vacas, cerdos o caballos. En algunas regiones rurales de la Inglaterra del siglo XVIII era de conocimiento popular que las granjeras eran más resistentes a la viruela. Sin embargo, no fue sino hasta 1789 que el médico Edward Jenner, basado en estas observaciones, realiza un experimento fundamental para el desarrollo de la medicina moderna.

Con la hipótesis de que el virus de la viruela de cerdos era capaz de proteger a humanos contra la viruela, recoge material de la pústula de una de las trabajadoras de su granja y con él varioliza a otras dos mujeres y a su propio hijo. Ninguno de los tres sujetos desarrolla más que una leve reacción local. Motivado por los resultados, Jenner toma una decisión polémica que es inocular a las dos mujeres y a su hijo con material proveniente de un enfermo de viruela. El experimento fue un éxito total pues ninguno de los tres desarrolló síntomas.

Ante este resultado, Jenner decide repetir el experimento el 14 de mayo de 1796 pero usando ahora viruela de vaca en lugar de cerdo.  El sujeto fue un menor de 8 años de edad llamado James Phipps y el inóculo provino de las pústulas de Sarah Nelmes contagiada por su vaca Blossom. Igual que con el experimento anterior, la reacción fue local y ligera. Dos meses después y previa autorización del padre del menor, Jenner infecta a James con una dosis de viruela que debiera enfermarlo. Por supuesto que la inmunización es total y protegió a este paciente y a muchos otros que se fueron sumando a la práctica del Dr. Jenner.


Un siglo después, Louis Pasteur da el nombre de vacunación a este proceso de inmunización y es por eso que recordaremos a Blossom, la generosa donadora de la primera vacuna.

Información adicional


Aunque la viruela como enfermedad se declaró erradicada desde mediados del siglo pasado y a pesar de haberse firmado en 1990 un acuerdo internacional para su destrucción, existen aún reservas del virus vivo en los laboratorios del Instituto VECTOR en Novorsibirsk (Rusia) y del Centro de Control de Enfermedades de Atlanta (Estados Unidos). Ambos países alegan razones de seguridad nacional para haber pospuesto la destrucción. 

Enfrentando el bioterrorismo: aspectos epidemiológicos, clínicos y preventivos de la viruela. Carlos Franco-Paredes, Carlos del Río, Margarita Nava-Frías, Sigfrido Rangel-Frausto,  Ildefonso Téllez y José Ignacio Santos-Preciado

Viruela en la República Mexicana por Felipe García Sánchez, Heliodoro Celis Sandoval y Carlos Carboney Mora.



Ali Maow Maalin, el último enfermo de viruela en el mundo.








lunes, 14 de septiembre de 2015

Plutón, el renovador

Artículo publicado originalmente por Brenda Valderrama en la columna "Reivindicando a Plutón" del Sol de Cuernavaca el 14 de septiembre de 2015







No existe nada más inspirador que una noche estrellada. La observación del cielo ha maravillado a la humanidad desde sus inicios, volviéndose el objeto de estudio de la rama científica más antigua de la humanidad: la astronomía. La correcta aplicación de las observaciones astronómicas permitió que las comunidades humanas originarias desarrollaran, primero, habilidades para correlacionar los cambiantes patrones celestes con fenómenos recurrentes como las estaciones y, posteriormente, la capacidad de cuantificar y predecir eventos vitales para nuestra subsistencia como es el inicio de la temporada de lluvias. La necesidad de describir con mayor precisión el cosmos impulsó en la antigüedad el desarrollo de poderosas herramientas matemáticas y posteriormente el de tecnologías como el sextante, el telescopio y el GPS.

Entre los cuerpos celestes que podemos observar a simple vista se encuentran los planetas. El sistema solar al que pertenecemos comprende nueve planetas, o eso pensamos, desde 1930 cuando Plutón fue descubierto hasta el 24 de agosto de 2006, fecha en que la Unión Astronómica Internacional decidió reclasificarlo como “planeta enano” junto con Ceres, Haumea, Makemake y Eris.

El motivo para ésta destitución fue la redefinición del concepto de planeta que pasó de “Cuerpo sólido celeste que gira alrededor de una estrella y que se hace visible por la luz que refleja. En particular los que giran alrededor del Sol” a “Cuerpo celeste que (a) gira alrededor del Sol (b) tiene suficiente masa para que su gravedad supere las fuerzas del cuerpo rígido, de manera que asuma una forma de equilibrio hidrostático, de forma esférica, y (c) que haya despejado la zona de su órbita”.

Para los que estudiamos ciencias naturales antes de 2006 nos genera algo de nostalgia la ausencia de Plutón y recibimos con júbilo que sea el protagonista de una de las noticias científicas más importante en el 2015 gracias a las imágenes y otro tipo de información que nos envía la sonda espacial de la NASA llamada New Horizons (Nuevos Horizontes).

Una sonda espacial es un dispositivo artificial propulsado por combustible,  por energía solar o por otras formas más sofisticadas de energía como la propulsión iónica. En la actualidad existen cinco sondas en ruta hacia el exterior del sistema solar equipadas con instrumental de observación como cámaras y analizadores de espectros así como equipos de comunicación.

La misión New Horizons, con un costo total de 650 millones de dólares, fue lanzada desde Cabo Cañaveral el 19 de enero de 2006, llegando a la luna en solo nueve horas y en un año a Júpiter, planeta de gran tamaño, cuyo campo gravitacional fue aprovechado por los ingenieros para incrementar la velocidad de la sonda de 478 kg hasta 14,500 km/h permitiendo el ahorro de 2 a 4 años de viaje.

Construida por el Instituto de Desarrollo Southwest (SwRI) y por el Laboratorio Johns Hopkins y con apenas 30 kg de instrumentos científicos de la mejor calidad y resolución disponibles a la fecha de su construcción, New Horizons nos ha regalado imágenes de gran belleza de Plutón y de sus cuerpos asociados conocidos como Caronte, Nix, Hidra, Cerbero y Estigia. Se cree que los satélites de Plutón se crearon después de una gran colisión como la que se supone que creó a la Luna y no a su captura gravitacional desde el Cinturón de Kuiper.
Las comunicaciones de la sonda con el equipo de Tierra se realizan por medio de la banda X que, a la a la distancia de Plutón, tendrá un caudal de de 600 a 1200 bits por segundo, suficiente para que las primeras fotografías se hayan recibido en menos de 12 horas. Sin embargo, tendremos que esperar nueve meses para que la totalidad de la información que se genere durante el acercamiento sea recibida.
Desde su descubrimiento Plutón ha sido un enigma para los astrónomos pues su distancia de más de 4 mil millones de km a nuestro planeta ha impedido discernir los detalles de su superficie. Gracias a los primeros datos que se recibieron este mes,  sabemos ahora que Plutón presenta diferencias importantes de brillantez en su superficie, indicando composición diferenciada y que, entre otras características, posee una amplia llanura de sólo 100 millones de años de antigüedad sin evidencia de cráteres, algo sorprendente para un cuerpo en el exterior del sistema solar que se esperaría más expuesto al impacto de meteoritos.  Resulta también que, en contra de lo que se pensaba debido a su pequeña masa, Plutón posee una atmósfera rica en nitrógeno la cual se extiende hasta 1,600 km sobre la superficie del planeta así como una masa importante de metano y monóxido de carbono congelado.


La grandeza de Plutón fue reivindicada, por lo menos por unos días, para gozo de muchos de nosotros y en respetuoso homenaje para su descubridor, Clyde William Tombaugh, cuyas cenizas viajan en el New Horizons hasta el encuentro del planeta que soñó.


Información adicional




Sitio oficial de la Misión New Horizons


Galería oficial de imágenes de la Misión New Horizons



Sitio sobre la misión en el Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins



Informe especial del sobrevuelo de Plutón por New Horizons 



Gráficos interactivos sobre la misión New Horizons




Por no haber sido descubierto todavía en 1917, Gustav Holst dejó a Plutón fuera de su icónica Suite Los Planetas. No es hasta el año 2000 que el compositor británico Colin Matthews es comisionado para escribir la pieza conocida como "Plutón, el renovador" la cual da nombre a la primera columna de ésta serie de divulgación científica. Los invito a escucharla en la interpretación de la Filarmónica de Berlín bajo la batuta de Simon Rattle. Un agradecimiento especial a Ismael Álvarez León por haber compartido la pieza conmigo.


"Pluto, the Renewer"