martes, 24 de febrero de 2004

Agujeros negros y ciencia básica

Martín Bonfil Olivera
publicado en Milenio Diario, 24 de febrero de 2004

Pocas cosas como el universo”, dice la famosa frase de Augusto Monterroso. Parafraseándolo, aunque con menos gracia, podríamos decir que hay pocas cosas en el universo tan interesantes como un agujero negro. Quizá sean los objetos más fascinantes que existen. (Aunque yo pondría también en la lista de maravillas del universo a una célula viva, con toda su asombrosa complejidad, y al cerebro humano, esa masa de tejido blando capaz de dar sustento a nuestra existencia consciente. Sólo que como a los cerebros y a las células los vemos todos los días, no nos parecen tan maravillosos.)

Recuerdo cómo me deslumbré cuando, en los años setenta, me enteré de la existencia de los agujeros negros: antiguas estrellas que, vencidas por el peso de su propia gravedad, y no pudiéndola contrarrestar más al haber agotado el combustible termonuclear que las mantenía brillando, se “derrumban” hacia dentro. Al hacerlo, van entrando en un círculo vicioso que las hace caer cada vez más al interior de sí mismas (como cuando una persona deprimida se va ensimismando cada vez más, hasta llegar al suicidio).

Como la fuerza de gravedad depende de la masa, y la masa de un futuro agujero negro se va concentrando en un volumen cada vez más pequeño, llega un momento en que la gravedad es tan intensa que nada, ni la luz, puede escapar de ella. Como el ángel Luzbel, transformado de ser luminoso en príncipe de las tinieblas, la estrella colapsada y comprimida se transforma en un vórtice de oscuridad que se traga toda la materia (y energía) que encuentre a su alcance, a la vez que distorsiona la estructura misma del espacio (y del tiempo: desde Einstein sabemos que están indisolublemente ligados).

Pues bien: seguramente la semana pasada usted leyó o escuchó la noticia de que dos satélites observaron, por primera vez, la forma en que un agujero negro “devoró” a una estrella (el encabezado del diario Reforma, curiosamente, hacía dudar quién se comió a quien: “Devora estrella un hoyo negro”). Los telescopios orbitales de rayos X Chandra, de la NASA, y XMM-Newton, de la Agencia Espacial Europea, detectaron la fuerte emisión de rayos X que se produjo cuando una estrella aproximadamente diez millones de veces más grande que nuestro sol fue atrapada por el campo gravitacional de un agujero negro cerca del centro de la galaxia RXJ1242-11, en la constelación de Virgo (“entró en el barrio equivocado”, afirmó la astrónoma Stefanie Komossa, del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, líder del equipo que detectó el fenómeno).

En realidad, el agujero negro no “devoró” a la estrella, sino que sólo le arrancó un pedazo (aproximadamente un uno por ciento de su masa, a la vez que la despedazaba y arrojaba sus fragmentos al espacio circundante... parece que, al igual que en los ataques de tiburones, las noticias relacionadas con los agujeros negros tienden a exagerarse).

De cualquier modo, la noticia es importante porque, hasta ahora, no se había detectado claramente este fenómeno, a pesar de que se había predicho teóricamente desde hace mucho. De hecho, la manera en que se han detectado muchos posibles agujeros negros –como el que hay en el centro de nuestra galaxia– no es viéndolos (son invisibles, pues la luz no puede escapar de ellos), sino detectando los rayos X que emite la materia acelerada a grandes velocidades al momento de ser engullida por uno de ellos.

Claro, usted podría pensar, “¿y a mí qué me importa que haya agujeros negros devoradores de estrellas?”. Después de todo, aquí en la tierra tenemos problemas mucho más cercanos de qué ocuparnos: guerras, enfermedades, desempleo…

Otras noticias científicas recientes parecen estar también relacionadas con asuntos espaciales que no parecen tener mayor relevancia en la práctica: el hallazgo de la galaxia más lejana conocida, o la posibilidad de que el final del universo no vaya a ser un horroroso “gran desgarrón” (big rip) que habían predicho recientemente algunos astrofísicos (gracias a que la misteriosa “energía oscura” que impulsa la expansión del universo es muy cercana a la “constante cosmológica” predicha por Einstein).

No es casualidad: los astrónomos de Estados Unidos, y de todo el mundo, están haciendo un esfuerzo por llamar la atención del público y de sus gobiernos para evitar que la inversión en ciencia básica –como la astronomía– disminuya drásticamente.

Como siempre en tiempos de crisis, se están haciendo recortes en el gasto en ciencia. En nuestro país vecino del norte, se ha anunciado la posibilidad de dejar que el famoso telescopio Hubble se deteriore y envejezca hasta dejar de funcionar, pues se han suspendido los vuelos del transbordador espacial, que le daban mantenimiento.

¿Es grave esto? Sí, si recordamos que, aparte del asombro que nos proporcionan -un asombro y un valor estético comparable al de las artes (otro de los rubros favoritos para los recortes gubernamentales)-, los descubrimientos astronómicos –y en general todo descubrimiento científico– tienen siempre, directa o indirectamente, aplicaciones prácticas. Muchas veces insospechadas, pero siempre importantísimas.

Uno de los problemas con funcionarios y gobernantes es que no entienden cómo funciona la ciencia. Más que distinguir entre ciencia “básica” y “aplicada” hay que buscar ciencia bien hecha, que es la que nos proporciona conocimiento sobre la naturaleza y nos permite entenderla y controlarla. Además de mostrarnos nuestra posición en el universo. ¿O será que eso ya tampoco es importante?

martes, 17 de febrero de 2004

Clonación terapéutica: tonos de gris

Martín Bonfil Olivera
publicado en Milenio Diario, 17 de febrero de 2004

“La herejía conocida como maniqueísmo, iniciada por el pensador persa Manes en el siglo III, admitía dos principios creadores, uno para el bien y otro para el mal”, nos informa el diccionario de la Real Academia. Por ello, hoy la palabra se usa para denominar la “tendencia a interpretar la realidad sobre la base de una valoración dicotómica”, es decir, en términos de negro o blanco, bueno o malo, todo o nada (“dicotomía” significa “partir en dos”).

Pero casi nada en esta vida cae dentro de un esquema tan burdo. Incluso dicotomías tan “claras” como vivo/muerto, hombre/mujer, consciente/inconsciente, heterosexual/homosexual pueden ser “relativizadas”, es decir, ampliadas a una gama en la que entre los dos extremos caben todos los tonos de gris.

Pareciera que el cerebro humano esta hecho para, inicialmente, reducir cualquier problema nuevo a una dicotomía. Es sólo después, cuando ha habido tiempo de obtener más datos y reflexionar, que lo que inicialmente parecía una cuestión de “sí o no” se convierte en un abanico de posibilidades. Lo cual tiene un gran inconveniente: hace que tomar decisiones o hacer juicios sea más complicado. Nada más desesperante que, ante una pregunta de “sí o no”, responder con un “depende”.

Y decir “depende” es precisamente la especialidad de los científicos (y los filósofos). Hoy, nuevamente, las noticias nos ponen frente a una cuestión que parece exigir que se tome partido inmediatamente: ¿está usted a favor o en contra de la clonación terapéutica?

Esa es una forma de expresarlo. Otra sería: ¿está usted o no de acuerdo en que la clonación terapéutica, con fines de investigación, es comparable “con lo que trataron de hacer los nazis en los campos de concentración de la segunda guerra mundial”? (como lo afirmó Elio Sgrecia, asesor en bioética del papa Juan Pablo II).

La noticia, que comenzó a circular el 12 de febrero, es esencialmente que un grupo de 15 investigadores, encabezados por Woo Suk Hwang, de la Universidad Nacional de Seúl, publicaron en la prestigiada revista Science un artículo titulado “Evidencia de una línea celular precursora embrionaria humana derivada de un blastocisto clonado”. La frase final del artículo resume su trabajo: “Este estudio muestra la viabilidad de generar células precursoras embrionarias humanas a partir de una célula somática [corporal] aislada de una persona viva”.

Los investigadores coreanos utilizaron la técnica de transferencia nuclear (la que se usó para clonar a la oveja Dolly), para obtener células pluripotenciales humanas. La transferencia nuclear consiste en tomar el núcleo de una célula de un organismo e introducirlo en un óvulo sin fecundar, el cual comienza a dividirse para producir un gemelo del organismo original. Lo que Hwang y sus colaboradores hicieron fue esperar a que el embrión clonado llegara a la fase de blastocisto (Arnoldo Kraus, en La Jornada, explica que se trata de un embrión de 100-150 células y que mide menos de una décima de milímetro) para tomar algunas células y cultivarlas.

Dichas células tienen todavía, debido a la temprana etapa de desarrollo en la que se hallaba el embrión del que se tomaron, la capacidad de dar origen a una gran cantidad de tejidos del cuerpo humano. De ahí su nombre.

¿Se imagina usted que un paciente inmovilizado por daño en la médula espinal pudiera volver a moverse? La terapia con células precursoras pluripotenciales (también llamadas madre o troncales) podría permitirlo, pues usándolas el nervio podría repararse a sí mismo. La idea podría también aplicarse a cualquier otro tejido, y quizá a males como la diabetes, el de Alzheimer o el de Parkinson (como el que sufre el papa... quizá monseñor Sgrecia piense que curar a su jefe sería un crimen digno de los nazis).

La principal ventaja de la clonación de células pluripotenciales para terapia (la llamada clonación terapéutica, para distinguirla de la reproductiva, en que el óvulo clonado se desarrolla hasta ser un bebé) es que las células serían genética y físicamente idénticas a las del paciente. Esto evitaría los graves problemas de rechazo como los que se presentan en los transplantes.

La terapia con células precursoras está todavía muy lejos de poderse llevar a la práctica. Es precisamente por eso que el equipo de Hwang realizó su trabajo: para contar con una línea cultivada en laboratorio de células precursoras humanas con la cual poder realizar investigación que un día nos permita disfrutar los beneficios de la clonación terapéutica.

Desgraciada, aunque no sorprendentemente, se han levantado ya todo tipo de voces escandalizadas que ven en el trabajo de Hwang una afrenta a la condición humana y piensan que se trata sólo del primer paso para lograr la clonación de seres humanos (“¿para qué?”, se pregunta cualquier persona sensata). La clonación se ve como algo absolutamente maligno e inaceptable. La “destrucción” de un blastocisto se equipara al asesinato de un ser humano. El presidente George Bush, frente a las protestas de los científicos de su país, que ver cómo se les adelantan sus competidores en Corea mientras ellos tienen prohibido experimentar con tejido embrionario humano, ha declarado que intentará lograr la “prohibición global y efectiva de la clonación humana” (incluyendo la terapéutica).

¿No será que, al equiparar en forma dogmática embriones con seres humanos, clonación terapéutica con reproductiva, e investigación con asesinato, los opositores a ultranza de este tipo de investigación están paradójicamente, al defender su fe, cayendo en la herejía del maniqueísmo?

martes, 10 de febrero de 2004

Las plantas: destructoras del agua

Milenio Diario, 10 de febrero de 2004

¿Se ha puesto usted a pensar que las plantas son quizá las principales destructoras de agua que hay en la naturaleza? Una curiosa noticia científica publicada la semana pasada (“Las plantas revelan su secreto para partir el agua”, reza el encabezado de la agencia Reuters) nos recuerda este hecho.

En efecto: durante las complicadas reacciones químicas de la fotosíntesis, las plantas utilizan la energía de la luz solar para fabricar moléculas llamadas azúcares (o carbohidratos), y al hacerlo desintegran moléculas de agua, partiéndolas en hidrógeno y oxígeno.

Y no sólo eso: las plantas también liberan a la atmósfera, como producto secundario de la fotosíntesis, un gas venenoso y profundamente reactivo: el oxígeno. De hecho, cuando las plantas –o sus ancestros– comenzaron a proliferar, hace millones de años, produjeron tanto oxígeno que la composición de la atmósfera cambió drásticamente, acabando con muchas especies incapaces de resistir tanto veneno. (El gran éxito de la fotosíntesis se debió a que permitía a las especies que la dominaban fabricar sus propios alimentos, a diferencia de la mayoría de los seres vivos hasta entonces, que se conformaban con vivir de las moléculas que ya existían por ahí, en la “sopa primitiva” en la que se originó la vida).

Los cambios son molestos al principio, pero luego uno se acostumbra. Una vez que los organismos sensibles al oxígeno casi desaparecieron (hoy sólo quedan algunas especies de bacterias, como las que causan el botulismo o el tétanos), la mayor parte de los seres vivos que sobrevivieron (y sus descendientes, como nosotros), y que no podemos fabricar nuestros propios alimentos por fotosíntesis, llegamos a depender precisamente de las plantas para obtenerlos. (La excepción, otra vez, son algunas bacterias, que pueden fabricar sus propios alimentos usando solamente reacciones químicas, en vez de la luz solar, como fuente de energía. Las bacterias son mucho más adaptables e ingeniosas que los demás seres vivos, y no es extraño: son también los habitantes más antiguos de nuestro planeta.)

Gracias a los estudios de varias generaciones de bioquímicos, algunos de los detalles de la fotosíntesis se conocen hoy muy bien, pero hay otros que siguen siendo misteriosos. Quizá recuerde usted que la fotosíntesis se lleva a cabo dentro de unas estructuras microscópicas dentro de las células vegetales llamadas cloroplastos. Dentro de ellos hay pequeñas torrecillas formadas por bolsitas membranosas llamadas tilacoides. Incrustadas en las paredes de estos tilacoides hay proteínas especiales, que son las encargadas de realizar la fotosíntesis.

Algunas de estas proteínas captan la luz solar, gracias a que cuentan con la famosa clorofila, sustancia responsable del color verde de las plantas. La energía de la luz, que viene en forma de fotones, sirve para desprender un electrón –esas partículas que giran alrededor del núcleo de los átomos– de la clorofila, que luego comienza a brincar de una molécula a otra en la membrana del tilacoide.

Pero la fotosíntesis es un proceso muy complejo. Su fórmula general es la siguiente: seis moléculas de agua y seis de dióxido de carbono se combinan para producir una molécula del azúcar glucosa y tres de oxígeno. Conforme la luz proporciona la energía para impulsar las reacciones, otras proteínas en la membrana del tilacoide la utilizan para tomar moléculas de dióxido de carbono y unirlas para formar glucosa. Otras proteínas toman el agua y le quitan sus hidrógenos, liberando el oxígeno sobrante a la atmósfera (por suerte para todos los seres vivos que respiramos este gas).

La noticia que mencionaba al principio, publicada la semana pasada, se refiere a un artículo publicada en la prestigiosa revista científica Science –una de las dos más importantes del mundo. En él científicos del Colegio Imperial de Londres y de la Corporación de Ciencia y Tecnología de Japón describen la estructura detallada precisamente de la molécula que permite a las plantas separar el oxígeno y el hidrógeno del agua durante la fotosíntesis.

Ya se sabía que esta máquina de romper agua estaba dentro de la proteína llamada fotosistema II (los nombres bioquímicos no suelen ser muy inspirados). También se sabía que en ella había cuatro átomos del metal manganeso, junto con uno de calcio (entre muchos otros componentes).

Pero la labor de los bioquímicos es descubrir exactamente cómo funcionan las cosas. Al igual que un ingeniero al enfrentarse a una máquina diseñada por un rival, quieren entender todas sus partes y cómo están armadas, para poder así entender cómo funciona (y quizá poderlo copiar o mejorar). Así que lo que hicieron fue tomarle una foto a nivel atómico, usando rayos X.

La manera precisa en que el fotosistema II rompe la molécula de agua sigue siendo un misterio, pero gracias a que hoy se conoce su estructura detallada, se pueden plantear ya hipótesis de cómo lo logra.

¿Y esto para qué sirve, se preguntará usted? En primer lugar, para entender la naturaleza. Después de todo, la fotosíntesis es lo que permite la existencia de la mayor parte de los seres vivos. Pero hay más: una de las mejores alternativas para luchar contra la contaminación es utilizar la combustión del hidrógeno, que al “quemarse” con oxígeno produce… ¡agua! El problema es que producir hidrógeno es todavía muy caro. Quizá el mecanismo de la fotosíntesis permita, un día, fabricar hidrógeno barato y tener por fin una economía que en vez de quemar petróleo se base en el hidrógeno.

martes, 3 de febrero de 2004

¡Por favor, no use la píldora!

Milenio Diario, 3 de febrero de 2004

La polémica sobre la anticoncepción de emergencia sigue siendo noticia. A casi dos semanas de la publicación de la Norma Oficial Mexicana que regula esta técnica para que pueda ser ofrecida en forma segura y adecuada como parte de los servicios de salud, todo tipo de personas y organizaciones opuestas al control natal continúan haciendo declaraciones escandalizadas. (De hecho, la campaña contra la anticoncepción de emergencia ha resultado la mejor publicidad gratis para la técnica, como afirma Patricia Uribe, directora general del Centro Nacional de Equidad y Salud Reproductiva, Milenio Diario, 1º de febrero).

Para que el debate sea constructivo, conviene aclarar varios malentendidos. Hay dos muy comunes, que siguen presentes en los medios (yo caí en ellos en mi colaboración de la semana pasada, hecho que amablemente me hicieron notar los miembros del GIRE, Grupo de Información en Reproducción Elegida, lo cual agradezco). El primero es confundir la anticoncepción de emergencia con la llamada “píldora del día siguiente”. El segundo es afirmar que la anticoncepción de emergencia es “abortiva”.

Como afirma la propia Secretaría de Salud en su página web, la primera consiste en las hormonas llamadas progestinas, acompañadas o no de estrógenos, y tiene el efecto de impedir la liberación del óvulo desde el ovario, con lo que éste no llega a estar en contacto con el espermatozoide. Así, no puede decirse que la anticoncepción de emergencia sea abortiva, sino anticonceptiva.

En cambio, la píldora del día siguiente es un compuesto conocido como Ru 486, o mifepristona, que impide la acción de las progestinas. Es una “anti-progestina”, que efectivamente promueve un “microaborto”, al impedir la implantación del óvulo fecundado en el útero, o incluso provocando que se desprenda.

Casi todo el debate se ha enfocado en este punto: la discusión sobre si la anticoncepción de emergencia es “abortiva” o no. Curiosamente, uno de los puntos que nadie discute, y que es precisamente a lo que se enfocó mi anterior colaboración, es que en realidad no importa: un óvulo fecundado no es un ser humano, por lo que provocar su expulsión del útero no puede considerarse un “asesinato”, como tendenciosamente han afirmado las autoridades católicas.

La confusión que está en la base del debate probablemente sea irresoluble. Se centra el concepto de “esencia”, que muchos filósofos han ya desechado por carecer de sentido (excepto como metáfora). En este caso, se considera que la “esencia” humana existe en el óvulo desde el momento en que es fecundado. La jerarquía católica y los grupos que se oponen a la anticoncepción consideran que tal esencia –que equivale al “alma” inmortal– es lo que le otorga al óvulo fecundado plenos derechos humanos.

Una visión moderna, basada en la biología, no puede depender de la creencia en un alma. Más bien, considera que el ser humano es resultado de un proceso paulatino: se va construyendo, poco a poco, durante el proceso de diferenciación que sufre el óvulo fecundado al comenzar a dividirse.

En sus primeras etapas, cuando se divide en dos, cuatro, ocho... células idénticas, no hay nada que pueda considerarse “humano” (más allá de la información genética). El sistema nervioso funcional, que da sustento a la conciencia, función que nos define como individuos, tarda varios meses en aparecer. No hay una línea divisoria clara que separe lo “humano” de lo “no humano” (o de lo “todavía no humano”). El ser humano, sujeto de derechos y consideraciones morales, es algo que se va construyendo, desarrollando, gradualmente; no algo –o alguien– que aparezca de golpe.

La iglesia católica siempre ha tenido problemas con estas concepciones gradualistas, que niegan la existencia –nunca comprobada– de “esencias”. La teoría darwiniana de la evolución por selección natural es quizá el ejemplo más notable.

Lo más curioso es que, al oponerse a ultranza a todo tipo de anticoncepción, la iglesia está cayendo en posiciones francamente cómicas. Una es, desde luego, el amenazar con excomunión a todas las mujeres que recurran a la anticoncepción de emergencia (y no sólo a ellas, sino “a todos los médicos, legisladores y gobernantes que recurran o promuevan el uso de la píldora poscoital”). Otra es considerar, como han afirmado algunos prelados, que en el óvulo fecundado está ya toda la información necesaria para construir un ser humano, y que no es necesaria ya ninguna influencia del exterior. Al adoptar esta postura, están cayendo en un determinismo genético: creer que todo lo que define a un ser vivo –en este caso, un ser humano– es determinado por y sólo por los genes.

Sobra decir que esta postura ha sido ampliamente refutada por la biología moderna (Stephen Jay Gould, el famoso biólogo y divulgador científico, dedicó gran parte de sus escritos al tema). Todo ser vivo es resultado de la compleja interacción entre sus genes y el ambiente en que se expresan. ¿Estará la iglesia dispuesta a reducir al ser humano a un montón de genes, a cambio de oponerse a la anticoncepción de emergencia?

Por todo esto, y porque los opositores olvidan que la Norma Oficial aprobada por el gobierno no obliga a nadie a utilizar la anticoncepción de emergencia, me atrevo a recomendar lo siguiente: si no le convence, si tiene usted dilemas morales, si teme quedar excomulgad@, por favor, ¡no use la anticoncepción de emergencia! (Pero deje, eso sí, que los demás decidan de acuerdo con sus propias convicciones).