domingo, 10 de junio de 2018

La pobreza de las ciencias

Por Martín Bonfil Olivera
Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM
Publicado en Milenio Diario, 10 de junio de 2018

El pasado 3 de junio falleció, a los 89 años, el astrólogo mexicano Esteban Mayo, decano de su disciplina.

La astrología es ampliamente reconocida como una seudociencia. En todo caso, su presencia en los medios podría justificarse como simple entretenimiento: divertido, con personajes que van de lo pintoresco a lo ridículo (recordemos a la versión churrigueresca del ya de por sí barroco Esteban Mayo, Walter Mercado, o a la indescriptible Mhoni Vidente). Pero eso sí: sin ninguna pretensión de validez. Quienes viven de ella son básicamente charlatanes que medran a base de estafar a la gente que realmente cree que pueden “predecir” el futuro. Y muchos estafan también de otras maneras: Mayo vendía además una serie de productos “de belleza y cuidado personal” como “aceites egipcios”, veladoras zodiacales personalizadas y libros esotéricos. A pesar de ello, la muerte de Esteban Mayo desató una serie de comentarios en las redes donde se le consideraba una especie de sabio, un maestro y poco menos que un benefactor de la humanidad.

Recuerdo una vez en que compartí con él una cabina de radio para una mesa redonda, donde expresó su desprecio hacia la ciencia: “Me dan lástima los científicos –expresó–, porque creen que saben”.

Hay que reconocer que en algo tenía razón “el astrólogo de las estrellas”: comparada con la astrología, la quiromancia, la cartomancia y otras “mancias” (artes adivinatorias), y con el pensamiento místico, mágico y esotérico en general, que básicamente lo saben todo –y lo que no lo inventan, diría mi abuelita–, la ciencia es una disciplina de gran pobreza y limitación. Lejos de saberlo todo, sabe muy poco, y lo poco que sabe se ve enormemente restringido, porque tiene necesariamente que basarse en la evidencia –o en las deducciones derivadas rigurosa, matemáticamente, a partir de ella.

Pero son esa pobreza y limitación, esa necesaria modestia, sus cualidades más valiosas. Porque lo poco que sabe la ciencia –aunque su acervo crece constantemente– lo sabe con una gran certeza. La ciencia produce el conocimiento más confiable que el ser humano ha sido capaz de generar. Conocimiento que, además, se corrige constantemente, cambia, evoluciona y avanza. Pero, paradójicamente, al avanzar nos va revelando el campo cada vez más extenso de lo que ignoramos.

Ya me gustaría a mí ver a un astrólogo, adivinador o esotérico que reconociera siquiera las limitaciones o la falibilidad de su disciplina.

Pedro Duque, astronauta y
ministro de ciencia español
Mientras en México ocurre esto, en la España que estrena un nuevo gobierno, encabezado por Pedro Sánchez, pueden sentirse orgullosos de que su nuevo Ministro de Ciencia, Innovación y Universidades es nada menos que un ingeniero aeronáutico y astronauta real de la NASA y la Agencia Espacial Europea: el madrileño Pedro Duque (@astro_duque), que ha dedicado su vida a la educación, la promoción del pensamiento científico y de la industria basada en ciencia, y al combate de las seudociencias. (Recientemente tuiteó, sarcástico: “El Reiki es lo que mi abuela llamaba “cura sana culito de rana”. A los niños con pupitas [ampollas por sarampión] los consuela mucho”, lo cual enfureció terriblemente a los defensores de esta seudoterapia.)

Por su parte, la nueva Ministra de Salud (en realidad de Sanidad, Consumo y Bienestar Social), Carmen Montón, es licenciada en medicina y tiene una trayectoria de lucha por el matrimonio igualitario, la interrupción voluntaria del embarazo y otras valiosas causas sustentadas en el conocimiento científico. Es también una férrea crítica de las seudociencias. España tiene también a una Ministra de Transición Ecológica, Teresa Ribera, que entre otras cosas buscará regular más estrictamente las centrales nucleares y reducir la emisión de gases de invernadero. Y hay otros seis nuevos ministros abiertamente opuestos a la charlatanería seudocientífica.

Al mismo tiempo, ante el hecho de que la mitad de los españoles confían en seudoterapias sin sustento científico o médico, la Confederación de Sociedades Científicas de España y la Federación de Asociaciones Científico-Médicas Españolas han decidido (en buenahora) lanzar una campaña para erradicar, a través de esfuerzos de divulgación y de cabildeo político, las seudomedicinas del sistema de salud español.

España salió recientemente de una grave crisis económica, y apenas supera una crisis política. Y aun así, al comparar con lo que sucede en nuestro país, donde las “medicinas alternativas” florecen con apoyo de distintas autoridades, la diferencia entre el primer y el tercer mundo resulta más dolorosa que nunca.

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domingo, 3 de junio de 2018

Perdiendo la batalla

Por Martín Bonfil Olivera
Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM
Publicado en Milenio Diario, 3 de junio de 2018

Cañones antigranizo
de principios de siglo
1) Recientemente una amistad querida y muy respetada se molestó profundamente conmigo en las redes sociales (¿dónde más?) porque critiqué un programa de radio de “autosuperación” que se basa en la peregrina idea de que hay nueve personalidades. Y de que básicamente todos los problemas, dilemas y decisiones que pueda uno enfrentar en la vida se pueden resolver sabiendo qué tipo de personalidad tiene uno y las personas con quienes se relaciona. (El programa salpica este profundo conocimiento con algunas pizcas de astrología y de pensamiento místico general).

2) El pasado viernes 1º de julio circuló una noticia que daría risa si no fuera triste: agricultores de los municipios de Coronango y Cuautlancingo, cercanos a la capital de Puebla, bloquearon la entrada a la fábrica de automóviles Volkswagen en protesta “por el uso de cañones antigranizo” (supuestamente para “cuidar las carrocerías” de los vehículos que produce), que según ellos son causantes de la sequía que ha afectado sus cultivos.

¿Existen los cañones antigranizo? Sorprendentemente, sí, y hay empresas que los venden en un millón de pesos la pieza. Consisten en un depósito de acetileno y un mecanismo detonador que produce ondas de choque (sonoras) las cuales, mediante una torre en forma de trompeta, se proyectan hacia las nubes de granizo. Esto supuestamente evita la formación de los núcleos sólidos, provocando que sólo caiga agua líquida.

Cañón antigranizo
moderno
Pero ¿tienen alguna utilidad? La verdad es que no existe absolutamente ninguna evidencia de que así sea, y los expertos climatólogos los consideran sólo una estafa. Lo cual no obsta para que haya en todo el mundo quienes los usan. De modo que la Volkswagen, si en verdad los emplea, está siendo estafada, y los campesinos, al protestar, yerran doblemente, pues los famosos cañones no sólo son inútiles, sino que, aun si realmente funcionaran, evitarían granizadas, pero no lluvias. La sequía tiene más que ver con la ola de calor que sufre gran parte del país que con tecnología fantástica. (Eso sí, los cañones son ruidosos y muy molestos.)

3) El 2 de junio los medios internacionales informan que en Italia, que vive un brote de sarampión –enfermedad prácticamente erradicada en todo el mundo– se ha nombrado como ministra de salud a Giulia Grillo, que es, si no una defensora del movimiento antivacunas, sí una escéptica que opina que la decisión de vacunar o no debe depender de los padres. Lo cual es prácticamente lo mismo.

4) El 30 de mayo el periodista científico Alan Burdick publica en The New Yorker un extenso reportaje sobre los tierraplanistas, personas que creen que la Tierra en realidad no es un esferoide sino un disco plano (rodeado por una infranqueable pared de hielo), y que hay una inmensa conspiración internacional para ocultarlo. Más de 500 de ellos se reunieron en noviembre pasado en Raleigh, Carolina del Norte, para celebrar su congreso: la Primera Conferencia de la Tierra Plana.

Burdick opina que la proliferación de ideas absurdas como ésta obedece a múltiples factores, entre ellos el deterioro educativo para fomentar el pensamiento crítico, las necesidades insatisfechas de los ciudadanos y su consecuente disgusto con el sistema, y el auge de las redes sociales, con su falta de control de calidad de los contenidos publicados.

Yo lo que creo es que en las sociedades modernas estamos perdiendo la batalla contra la ignorancia.

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domingo, 27 de mayo de 2018

El día que los gamers hicieron ciencia

Por Martín Bonfil Olivera
Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM
Publicado en Milenio Diario, 27 de mayo de 2018

Quienes no pertenecemos a la subcultura gamer tendemos a pensar que dedicar horas y horas diariamente a jugar videojuegos en línea es una forma muy elaborada de perder el tiempo. Evidentemente no es así, pues se trata de una industria que representa unos 82 mil millones de dólares anuales en el mundo, y que tiene campeones y estrellas que son seguidos por miles de fans en todo el globo.

Como para dejar aún más clara la importancia de esta comunidad, el miércoles 30 de noviembre de 2016 unos 100 mil gamers de los cinco continentes hicieron posible un masivo experimento de física. Lo lograron al generar secuencias de números al azar, durante un periodo de 12 horas, en un experimento global encaminado a probar que el universo no funciona como normalmente creemos, sino que obedece a las extrañas reglas de la mecánica cuántica. Se trataba del Big Bell Quest (“El gran reto de Bell”), el mayor y más riguroso experimento para probar el teorema de Bell.

Postulado por el físico irlandés John Stuart Bell en 1964, el teorema afirma que dos de las predicciones más antiintuitivas de la mecánica cuántica –la violación del realismo, es decir, el hecho de que hay variables físicas que no poseen un valor determinado hasta que son observadas, y la del principio de localidad, o sea que hay casos en que la información puede viajar más rápido que la luz– son propiedades intrínsecas de nuestro universo.

Usted seguramente recuerda el famoso experimento mental del gato de Schrödinger, en que un gato “no está ni vivo ni muerto” hasta que se abre la caja donde está atrapado, en la que un mecanismo regido por el azar podría o no haber liberado un gas venenoso. Buscaba mostrar lo absurdo del principio de incertidumbre de Heisenberg, una consecuencia de las leyes de la mecánica cuántica que afirma que es imposible conocer simultáneamente todas las propiedades de una partícula (en particular, su posición y su velocidad).

A Einstein, Schrödinger y otros le parecía muy cuesta arriba aceptar que el universo pudiera funcionar así a nivel subatómico, pues ello impediría tener una descripción completa y determinista de la realidad, e introduciría un elemento probabilístico, azaroso e impredecible, en el núcleo mismo de nuestra descripción de la naturaleza. Fue por eso que Einstein afirmó que no creía que “Dios jugara a los dados”. Sin embargo, múltiples experimentos le dieron la razón a Heisenberg, y la única defensa de Einstein fue postular que quizá existen “variables ocultas” que permiten explicar de manera determinista los extraños resultados. Dicho de otro modo, que quizá haya otra explicación más profunda que permitiría explicar de forma determinista los aparentes resultados de la mecánica cuántica, que parecen indicar que en el fondo la naturaleza funciona de manera probabilística.

Por otra parte, la teoría de la relatividad del propio Einstein exige que nada –incluyendo la información– pueda viajar más rápido que la luz. Pero experimentos avanzados realizados con pares de partículas “entrelazadas” cuánticamente demostraron que, sin importar la separación entre ellas, al alterar el estado de una, el estado de la otra se alteraba de manera literalmente instantánea –o sea, la información pasaba de una partícula a la otra más rápido que la luz–, algo que Einstein se resistía a aceptar llamándolo “misteriosa acción a distancia”.

Durante décadas se han realizado experimentos para tratar de probar el teorema de Bell, confirmando la violación del llamado “realismo local”. Para ello se realizan experimentos con variables elegidas al azar, y se ve si se cumplen o no los requisitos de localidad y realismo. Pero no existe un método certero para generar verdaderas secuencias de números al azar, y siempre queda la duda de si hubo alguna “variable oculta” que alterara el resultado.

Algunas imágenes
del videojuego
La forma más segura de generar verdaderos números al azar es usar el libre albedrío de seres humanos. Fue por eso que investigadores de España, Chile, Francia, Australia, Alemania y Suiza agrupados en el proyecto BIG Bell Test (Gran Prueba de Bell), encabezados por el físico Morgan Mitchell, del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de Barcelona, decidieron crear su juego en línea: el Big Bell Quest.

En él usaron la más alta tecnología de videojuegos para garantizar que los jugadores se divirtieran, pudieran subir niveles, competir entre ellos y tener logros y premios en cada nivel, para que generaran los números al azar que alimentarían 13 distintos experimentos en 12 laboratorios en todo el mundo en su intento de someter a prueba el teorema de Bell. Y lanzaron una amplia campaña mundial para promoverlo.

Distribución mundial de los bellsters
Así, el día indicado los miles de emocionados “bellsters” generaron un flujo de mil bits por segundo, haciendo un total de más de 97 millones de elecciones binarias. El juego tenía filtros para detectar participantes falsos (“robots”). Y, para evitar que los bellsters generaran inconscientemente números repetidos, tenían que competir contra un algoritmo de inteligencia artificial que intentaba predecir los números que generarían a continuación.

El resultado, publicado el pasado 9 de mayo en la revista Nature, fue todo un éxito. Para todo fin práctico, el teorema de Bell ha superado todas las pruebas. El realismo local puede violarse. La misteriosa acción a distancia existe, y la influencia del observador determina el estado de las partículas. Esto no quiere decir, claro, que los estafadores que venden “curaciones cuánticas” o que afirman que “uno crea su propia realidad” tengan razón: los fenómenos cuánticos sólo se manifiestan a nivel subatómico. Pero sí significa que el universo es más extraño de lo que nos gustaría, y que las aplicaciones del teorema de Bell en la criptografía cuántica, la computación cuántica y otras áreas tecnológicas están un poco más cerca de la realidad.

El Big Bell Quest también comprobó que en la llamada “ciencia ciudadana” –la participación masiva de ciudadanos comunes en grandes proyectos científicos– la “gamificación” (o “ludificación”) puede ser un recurso valiosísimo para hacer ciencia a escalas que, para los científicos solos, sería imposible.

Y, por supuesto, los miles de bellsters que participaron vivieron la experiencia y la emoción inolvidables de participar en la búsqueda de respuestas para entender cómo funciona el universo.

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domingo, 20 de mayo de 2018

La persistencia de la memoria

Por Martín Bonfil Olivera
Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM
Publicado en Milenio Diario, 20 de mayo de 2018

La babosa de mar Aplysia
Uno de los misterios más fascinantes de las neurociencias –un campo de por sí muy atractivo– es el funcionamiento de la memoria. ¿Cómo se almacenan los recuerdos, cómo se recuperan cuando los necesitamos, por qué los perdemos, por qué los falseamos?

Una de las hipótesis más obvias para explicar cómo el cerebro puede archivar los recuerdos –si descartamos la hipótesis sobrenatural, en la que es el alma, una entidad espiritual, la que recuerda (con lo que sale sobrando tratar de explicar cómo funciona el proceso)– es pensar que la memoria es algo parecido al disco duro de una computadora, donde los datos se almacenan mediante algún tipo de proceso físico o químico.

En los años 80, cuando estudiaba yo la carrera de químico farmacobiólogo en la universidad, mi profesora de bioquímica nos mencionó experimentos en que, utilizando planarias –un tipo de gusano plano– como organismo modelo, se había descubierto que ciertas moléculas de la familia de los ácidos nucleicos, en particular los ácidos ribonucleicos o ARNs –que son centrales en el proceso de fabricación de las proteínas que forman la mayor parte de las estructuras y realizan la mayoría de las funciones de las células– podían transmitir recuerdos. Se entrenaba a las planarias a nadar para resolver un laberinto, se les extraía el ARN, se le inyectaba a planarias no entrenadas, y éstas lograban resolver el laberinto más rápidamente que sus congéneres que no habían recibido la inyección.

Ya desde entonces, la idea sonaba demasiado simplista: pensar que los recuerdos son simples moléculas era de un reduccionismo difícil de aceptar. Pero, como los ARN participan en la fabricación de proteínas, también podría ser que ayudaran precisamente a construir, de alguna manera, proteínas que almacenarían los recuerdos en forma física.

En las décadas que han pasado, la hipótesis más aceptada es distinta: se piensa que los recuerdos –técnicamente, la memoria de largo plazo– no están almacenados directamente en alguna estructura (neuronas, moléculas), sino que más bien se hallan codificadas en la intrincada red de conexiones entre las neuronas, y en la diferente intensidad de pueden tener dichas conexiones. (También se ha descubierto que los recuerdos no están simplemente “almacenados”, sino que son fluidos, y de algún modo se reconstruyen cada vez que los recuperamos. Pero ese es otro tema.)

Aun así, sigue habiendo quien sostiene la idea de que debe haber un sustrato físico concreto, un “correlato material” para la memoria (algunos especialistas lo llaman engrama, pero como la palabra ha sido secuestrada por los charlatanes de la “cienciología” para referirse a algo completamente distinto, yo prefiero evitarla). Al mismo tiempo, se ha ido descubriendo que los ARNs participan en muchas más funciones de lo que se pensaba, como regular la expresión de los genes.

Hace unos días apareció la noticia de que un equipo de investigadores de la Universidad de California en Los Ángeles, encabezado por David L. Glanzman, logró lo que parecería ser transmitir el aprendizaje entre babosas marinas del género Aplysia por medio, nuevamente, de inyecciones de ARN. Sus resultados se publicaron en la revista especializada eNeuro el 14 de mayo.

Contracción del sifón de Aplysia frente a un estímulo
Estas babosas, que son muy usadas en estudios de neurociencia, poseen un órgano llamado sifón, que pueden extender o retraer. Si se las toca, lo retraen en un reflejo de protección. Glanzman y su equipo entrenaron babosas, mediante pequeños toques eléctricos, a retraer su sifón por más tiempo de lo normal.

Luego extrajeron su ARN y lo inyectaron en otras babosas que no habían sido entrenadas, y hallaron que éstas reproducían el comportamiento aprendido.

¿Transmisión de recuerdos vía ARN? No es muy probable. Aunque los investigadores exploraron posibles maneras en las que el ARN podría comunicar el comportamiento aprendido –incluyendo la metilación del ADN, un conocido mecanismo de regulación genética–, otros expertos piensan que los resultados del laboratorio de Glanzman han sido muy exagerados.

En realidad, lo que se observa es simplemente que la inyección de ARN propicia que un reflejo natural se presente de forma más prolongada. Lo que podría estar ocurriendo es que se aumenta la sensibilidad del organismo a los estímulos en general… o muchas otras cosas.

Pero de ahí a concluir que los recuerdos están almacenados en estas moléculas, y que pueden transmitirse mediante inyecciones, hay mucho trecho. Y mucho más para poder afirmar, como se ha hecho de manera desmedida en algunos medios, que esta investigación podría algún día ayudar a recuperar recuerdos perdidos, como ocurre con la demencia o el mal de Alzheimer, o a borrar los que causan malestar, como en el trastorno por estrés postraumático.


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domingo, 13 de mayo de 2018

Amenaza inminente

Por Martín Bonfil Olivera
Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM
Publicado en Milenio Diario, 13 de mayo de 2018

El título de esta colaboración no se refiere a las próximas y ominosas elecciones en México. Ni siquiera a lo que la Era Trump, con todas sus implicaciones, significa para el mundo. Tiene que ver, más que con política, con el tema de la cultura. Y en particular, de la cultura científica.

Vivimos tiempos oscuros. En todos los países se está presentando un cambio cultural que se manifiesta en fenómenos tan preocupantes como un número creciente de ciudadanos que creen, muchas veces apasionadamente, en ideas tan absurdas y carentes de sustento como que el cambio climático es inexistente, que las vacunas dañan la salud, que la Tierra es plana, que el sida no es causado por un virus, que el cáncer es provocado por los malos pensamientos (y se cura con limón y bicarbonato, secreto que “la industria farmacéutica no quiere que sepas”), que el ser humano jamás llegó a la Luna, que seudoterapias como la homeopatía, la acupuntura o las terapias con cristales o imanes son más eficaces que los tratamientos científica y clínicamente comprobados, o que el mal de Alzheimer es causado ¡por comer pan! (Gaby Vargas dixit, recientemente…).

Éstas y otras creencias no son sólo tonterías de alguna gente poco educada. Son ideas que están siendo aceptadas por grupos cada vez más amplios, y que incluyen no sólo personas individuales que ponen en riesgo su salud (o la de otros, en el caso de quienes se niegan a vacunar a sus hijos), sino también gobernantes, funcionarios, tomadores de decisiones, empresarios y líderes de opinión, que influyen en las vidas de muchas personas.

¿A qué se debe este fenómeno? Indudablemente es multifactorial. Me arriesgo a aventurar algunas de sus posibles causas:

1. El creciente deterioro del sistema educativo de muchos países, que causa que las habilidades de lectoescritura y de pensamiento lógico y crítico, además de la cultura general y científica de los jóvenes, se empobrezca.

2. El auge de la “cultura digital” que ha causado una crisis editorial en que los periódicos y revistas de papel, y en menor medida los libros, que tradicionalmente pasaban por un proceso más o menos riguroso de edición y de control de la calidad de sus contenidos, hayan sido reemplazados, en muchos casos, con lecturas disponibles en internet, cuyos contenidos pueden o no ser confiables.

3. La predominancia de las redes sociales, que monopolizan el tiempo que muchas personas antes dedicábamos a la lectura y nos acostumbran a recibir un continuo flujo de información fragmentaria, de calidad dudosa y que puede consumirse en bocados pequeños y compartirse instantáneamente. Ello ha acarreado, en todo el mundo, un deterioro en las capacidades lectoras: leemos menos libros –de hecho y nos cuesta más concentrarnos el tiempo requerido para leerlos–, y todo texto más extenso que un tuit nos parece “muy largo”.

4. Un “encono social”, nuevamente a nivel global, que ocasiona que los ciudadanos tiendan a desconfiar y rechazar toda forma de autoridad, incluida la intelectual y la académica. Y también, claro, la científica. Es impresionante, por ejemplo, cómo mucha gente puede confiar plenamente en supuestas terapias basadas en principios que parecerían contradecir todo sentido común, y desconfía en cambio de tratamientos avalados por extensos estudios clínicos e investigación detallada que nos permite entender cómo y por qué son eficaces.

Todo eso, sumado, parecería ser la receta para un desastre. Parecería que el siglo XXI nos ha traído, en vez de aquellos sueños de paz, salud, prosperidad, autos voladores y colonias en la Luna, la amenaza de una nueva Edad Media que se cierne sobre la civilización humana. O a veces así pareciera.

Contra esto, quienes nos hemos dedicado a labores culturales como la divulgación científica hemos siempre confiado en que propagar el conocimiento, poner la cultura científica –los argumentos, los datos, las explicaciones– al alcance del público general era una manera de contribuir a mejorar nuestra civilización y ayudar al progreso general de nuestras sociedades. Hoy, diversas investigaciones muestran que no basta con la información confiable y los argumentos lógicos para combatir la creencia en seudociencias y charlatanerías diversas. Quienes las albergan lo hacen, también, debido a un fuerte componente ideológico y emocional, que no puede ser modificado con argumentos racionales.

Seguramente exagero. Y seguramente tampoco hay mucho que hacer más allá de seguir buscando más y mejores formas de difundir la cultura científica.

Pero también convendría investigar qué podemos hacer para combatir mejor las ideas nocivas, y para recuperar ese aprecio por el conocimiento y la cultura que habían sido, hasta ahora, una de las mejores herramientas de supervivencia de nuestra especie.

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domingo, 6 de mayo de 2018

El misterio de la mitocondria ancestral

Por Martín Bonfil Olivera
Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM
Publicado en Milenio Diario, 6 de mayo de 2018

Las mitocondrias son uno de esos conceptos que se prestan a burla. Todos oímos hablar de ellas en clase de biología, pero la mayoría de nosotros no recordamos gran cosa sobre el asunto. Excepto por una frase, tan trillada que se ha convertido en un meme de internet: “las mitocondrias son las centrales energéticas de la célula” (por ejemplo, “lo único útil que aprendí en la escuela es que las mitocondrias son las centrales energéticas de la célula”, o “¿alguna vez miraste a tu novio y pensaste que las mitocondrias son las centrales energéticas de la célula?”).

Lo cierto es que son organelos celulares de gran importancia, porque realizan una función esencial que, en efecto, tiene que ver con la energía: oxidar los alimentos –como los azúcares– para, al romper los enlaces químicos que unen los átomos que los forman, y combinarlos con oxígeno, liberar energía química que luego se usará para impulsar el metabolismo. (Los más nerds entre mis lectores recordarán incluso que esta energía se almacena temporalmente en forma de moléculas de trifosfato de adenosina, o ATP, “la moneda pequeña de la célula”, para usar otra frase trillada de la clase de biología.)

Pero en realidad el atractivo de las mitocondrias es que, por un lado, son visual y estructuralmente intrigantes, con su aspecto de pequeñas salchichas que nadan dentro de la célula, las dos membranas que las envuelven, lisa la externa, rugosa la interna, y por su relativa independencia, al tener su propio pequeño genoma, separado del que aloja en el núcleo celular, y su propio ritmo de división. Y, por otro lado, y principalmente, por su origen, pues desde hace ya varias décadas se sabe que las mitocondrias fueron inicialmente bacterias de vida libre que penetraron en otras células y formaron una relación de simbiosis con ellas para dar origen a las primeras células complejas –eucariontes–, como las de animales y plantas (además de hongos y protozoarios).

La idea del origen de las células eucariontes mediante “simbiogénesis”, que iba en contra de lo que siempre se había creído, fue formulada inicialmente en 1905 por el botánico ruso Konstantin Mereschkowski (o Merezhkovski). Pero fue la bióloga estadounidense Lynn Margulis quien, a partir de la década de los 60, ayudó a popularizarla y, sobre todo, a sustentarla con evidencia y argumentos evolutivos. Hasta que, a finales de los 80, la idea pasó a formar parte del consenso de la comunidad científica.

Desde entonces se ha buscado identificar exactamente qué bacterias pudieron ser los ancestros de las modernas mitocondrias. Para ello se ha comparado la morfología, fisiología, bioquímica y genética de las mitocondrias con las de diversas bacterias. Hoy se acepta generalmente que surgieron hace unos dos mil millones de años a partir de la clase de las alfaproteobacterias. Y, más específicamente, a partir del orden de las rickettsiales, bacterias que, como los hipotéticos ancestros de las mitocondrias, viven como endosimbiontes dentro de otras células (endos, dentro).

Sitios de muestreo y árbol genealógico
 construido por los investigadores (Fuente: Nature
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0059-5)
Pero hoy tenemos métodos más modernos y poderosos para estudiar la evolución y clasificación de los seres vivos. El pasado 3 de mayo la revista científica Nature publicó un artículo firmado por Thijs Ettema y su equipo, de la Universidad de Uppsala, Suecia, donde explican cómo tomaron muestras de ADN ambiental microbiano de cinco sitios de los océanos Pacífico y Atlántico, a profundidades que van de 100 a 5 mil metros, y realizaron análisis metagenómicos –es decir, de todo el ADN disponible, que incluye los genomas de todas las especies presentes. En particular, se concentraron en los genes del ADN ribosomal, que contiene la información para fabricar las moléculas que forman el ribosoma, un organelo especialmente útil para estudios evolutivos porque está presente en absolutamente todos los seres vivos). A partir de ello, mediante complejos métodos computarizados, lograron construir un nuevo árbol genealógico de las alfaproteobacterias.

El resultado: en este nuevo árbol, las mitocondrias no quedarían clasificadas dentro de las alfaproteobacterias, sino en una rama paralela, como “hermanas” de todas ellas, y su origen podría ser aún más antiguo de lo que se pensaba. En este nuevo esquema, mitocondrias y rickettsiales, a pesar de sus similitudes, no formarían parte de la misma familia, sino que habrían tenido orígenes evolutivos paralelos.

Como siempre, los científicos disfrutan investigando misterios dignos de un detective. Y como siempre, la tecnología les ofrece nuevas maneras de hacerlo. Por cierto, en una fecha significativa, pues las mitocondrias inspiraron a los infames “midichlorians” de la saga de Star Wars, cuyo día se celebró el pasado 4 de mayo (“may the fourth…”).

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domingo, 29 de abril de 2018

Reciclar botellas

Por Martín Bonfil Olivera
Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM
Publicado en Milenio Diario, 29 de abril de 2018

El mundo produce al año unos 311 millones de toneladas de plástico, según cifras de 2014. En México, se generan unas 722 mil toneladas anuales, de las cuales se reciclan o reutilizan alrededor del 50%.

Uno de los plásticos más comunes y más difíciles de reciclar es el tereftalato de polietileno, conocido como PET, y que usted encuentra diariamente en las botellas desechables de agua y refresco.

A nivel global, se venden un millón de botellas de plástico ¡cada minuto!, y sólo el 14% de ellas se recicla. Su uso es una catástrofe ambiental, porque el PET es ridículamente resistente a la biodegradación: en condiciones naturales, tarda unos 500 años en desaparecer. Por ello, se está acumulando en depósitos de basura, terrenos y en el océano donde, entre otros perjuicios ambientales, es consumido por organismos marinos a los que daña.

El uso de botellas de PET es una necesidad creada por las compañías refresqueras, que anteriormente usaban botellas de vidrio “retornables”, que la propia compañía recogía, lavaba y reutilizaba. Pero usar botellas de PET, producido a partir de petróleo, y por ello muy barato, permite a las compañías ahorrarse todo el costo de la reutilización, y transferir el costo de disponer de las botellas para reutilizarlas o reciclarlas al consumidor o a los gobiernos. Un ejemplo de cómo la economía triunfa sobre la ecología (curiosamente, ambas palabras derivan de la misma raíz griega, oikos, “casa”). Y aunque hoy hay indicios de que la opinión pública podría obligar a las refresqueras a invertir en alternativas menos dañinas para el ambiente, mientras no sea económicamente viable es muy difícil que cambien su sistema.

Por eso, desde hace años científicos de todo el mundo buscan maneras de biodegradar al PET, para reciclar sus componentes químicos y evitar que se siga acumulando (a diferencia de la simple reutilización que hoy se hace, en que el PET se muele y se transforma en fibras o bloques plásticos para diversos usos, pero sin dejar se ser PET). En julio de 2017, dos investigadoras del Departamento de Alimentos y Biotecnología de la Facultad de Química de la UNAM, Amelia Farrés y Carolina Peña, anunciaron que habían desarrollado, a partir de una enzima llamada cutinasa obtenida del hongo Aspergillus nidulans, una variante modificada por ingeniería genética que logra romper los enlaces químicos que mantienen unidas las moléculas del PET. A partir de ello, han desarrollado un método que está en trámite de patente y que logra biodegradar el PET en unos 15 días, en condiciones de laboratorio. Actualmente están trabajando para escalar el proceso a nivel industrial.

Pero los hongos son más difíciles de cultivar que las bacterias, organismos más simples que se pueden cultivar mucho más rápida y eficientemente para obtener y procesar sus enzimas.

Por eso llamó mucho la atención a nivel mundial la noticia difundida hace 15 días, el 16 de abril, del hallazgo de una bacteria capaz de degradar al PET. Como el hongo de las investigadoras de la UNAM, fue descubierta en un tiradero de basura, pero en Japón. En un artículo científico publicado en la revist

Estructura molecular
de la enzima PETasa
(Fuente: PNAS)
a PNAS, de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos, el equipo encabezado por John McGeehan, de la Universidad de Portsmouth, en el Reino Unido, describe cómo aisló la enzima que le permite a la bacteria romper los enlaces del PET –a la que llamaron “PETasa”– y descifró su estructura molecular.

Y resulta que ésta es muy parecida a la de la cutinasa del hongo Aspergillus, lo cual tiene mucho sentido desde el punto de vista evolutivo. Dos enzimas que tienen propiedades químicas parecidas, romper los enlaces tipo éster del polietileno, poseen estructuras moleculares semejantes. Una evolucionó para degradar la cutina, polímero ceroso que forma parte de la cutícula de las plantas; la otra surgió mucho más recientemente en una bacteria, y le permite vivir en los basureros llenos de plástico que abundan en el mundo moderno.

Pero lo más curioso es que, modificando mediante ingeniería genética la molécula de la enzima para estudiarla mejor, descubrieron que accidentalmente la habían hecho más eficiente para degradar el PET. Como ocurre muchas veces en ciencia, la casualidad ayuda a la mente preparada.

La explicación es que, siendo un producto evolutivo muy reciente, la enzima todavía no había tenido tiempo de ser perfeccionada por la selección natural. Pero, con los actuales conocimientos de ingeniería de enzimas, los investigadores predicen que hay espacio para hacerla mucho más eficiente, y quizá desarrollar a partir de ella métodos baratos, eficientes y económicamente viables para degradar el PET y recuperar así sus componentes químicos para fabricar nuevos plásticos, en vez de desecharlos.

Ciertamente, la química puede crear problemas. Pero también puede ayudar a resolverlos.

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