COMUNICACIONES LIBRES Propósitos y alcances de la investigación básica
¿Qué tan inteligente ha sido la medición de la inteligencia?
Endurecimiento del Hoy No Circula
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ISSN 14056550
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Las consecuencias del cambio climático en la agricultura
Revista de la Academia Mexicana de Ciencias enero-marzo 2015 volumen 66 número 1
COMUNICACIONES LIBRES A cien años de la teoría de la deriva de los continentes
8
Mauricio Schoijet
Mensaje del presidente de la AMC
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Jaime Urrutia Fucugauchi
Efectos de los trastornos ambientales
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Carlos Rolando Ríos Soberanis
Desde el Comité Editorial
Consecuencias del cambio climático en la agricultura
Miguel Pérez de la Mora
20
Juan Carlos Raya Pérez Juan Gabriel Ramírez Pimentel César L. Aguirre Mancilla Jorge Covarrubias Prieto
Principios de una sociedad sustentable
Debate 26
Carlos Rolando Ríos Soberanis
Sociedad e invasiones biológicas en la era de la globalización
32
Marcela Avendaño-González Beatriz E. Arreola-Martínez Ernesto I. Badano
Nanoválvulas de seguridad en bacterias
6
Endurecimiento del Hoy No Circula
78
Héctor G. Riveros
Comentarios al documento “Endurecimiento del Hoy No Circula”
80
Isabel G. González Merino Antonio Mediavilla Sahagún Armando Retama Hernández
38
Daniel Balleza
¿Qué es el biodeterioro del concreto?
48
Correspondencia
Luis Emilio Rendón Díaz Mirón
Nota aclaratoria al artículo “El control de plagas agrícolas” por sus autoras
¿La droga de los campeones? Abuso en el consumo de la hormona del crecimiento
Carolina Ureta Adriana Elisa Espinosa Elizabeth Ureta
54
Daniel Saldívar-Mariñelarena Guadalupe Hernández-Pacheco
¿Qué tan inteligente ha sido la medición de la inteligencia?
Sobre el artículo “Arroyos comunitarios”
85
86
David Barkin
58
Luis Fernando Cuevas Remigio
Propósitos y alcances de la investigación básica
66
Blanca Alicia Delgado Coello
Cúmulos de zonas muertas en el mar Jorge A. Ruiz-Vanoye Ocotlán Díaz-Parra
72
Noticias y comentarios Noticias de la AMC
88
Revista de la Academia Mexicana de Ciencias
Director fundador Ignacio Bolívar Urrutia (1850-1944) Director Miguel Pérez de la Mora
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Comité editorial Raúl Ávila Beatriz Barba Ahuatzin Luis Benítez Bribiesca Ana Cecilia Noguez G. Raymundo Cea Deborah Dultzin Alfredo Feria Velasco Alonso Fernández Guasti Ronald Ferrera Alfonso N. García Aldrete Adolfo Guzmán Juan Pedro Laclette San Román Román Piña Chan † Carlos Prieto de Castro Sergio Sánchez Esquivel Alicia Ziccardi Coordinadora editorial Martha Lorena Soria Licona
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Editora Rosanela Álvarez Revisor de estilo Estrella Burgos Ruiz Diseño y formación Quinta del Agua Ediciones, S.A. de C.V. Ilustradores Ana Viniegra, pp. 26, 30, 34, 35, 38, 72, 76 Enrique Martínez de la Rosa, pp. 10, 18, 22, 23, 50, 52, 53, 56, 57, 60, 64
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Preprensa e impresión Tipos Futura, S.A. de C.V. Academia Mexicana de Ciencias Casa Tlalpan, km 23.5 de la Carretera Federal México-Cuernavaca Col. San Andrés Totoltepec, México 14400, D.F. tel.: 5849 4903, fax: 5849 5108 www.revistaciencia.amc.edu.mx
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, publicación trimestral de la Academia Mexicana de Cienc ias, A. C. El cont en id o de los art íc ulos es resp ons abilid ad exc lus iv a de los aut or es y no refleja de mane ra alg una el punt o de vista de la Academia Mexicana de Ciencias. Qued a proh ibid a la rep rod ucc ión tot al o parc ial del cont en id o por cualquier med io sin la autoriz ación exp resa de la Acad emia Mexicana de Ciencias. Certificado de Reserva de Der ec hos al uso exc lus iv o del tít ulo 04-2001-072510183000-102 exp ed id o el 25 de julio de 2001 por el Inst it ut o Nac ional del Derecho de Autor de la Secretaría de Educac ión Públic a. Cert if ic ad o de Lic it ud de Tít ulo 9971 y Cert if ic ad o de Lic it ud de Cont en ido 6971 expedidos por la Comisión Calif icadora de Publicaciones de Revistas Ilustradas de la Sec ret ar ía de Gobern ac ión. ISSN 1405-6550. Formación: Quinta del Agua Ediciones, S.A. de C.V., tel.: 55 75 58 46. Impresión: Tipos Futura, S. A. de C. V., Yucatán 9-B, Col. Héroes de Padierna, Méxic o, D. F., 10700. Tel.: 55 68 50 65. Tir aje 7 500 ejemp lares. Correspon denc ia: Acad emia Mexicana de Ciencias, A. C., atención: Revista Cienc ia, Casa Tlalpan, km 23.5 de la Carretera Federal México-Cuernavaca, Col. San Andrés Totoltepec, México 14400, D. F., tel.: 58 49 49 03, fax: 58 49 51 08, rciencia@ un am.mx, http://www.amc.mx.
Mensaje del presidente de la AMC nnnnnnn
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l inicio de un nuevo año es ocasión para reflexionar y evaluar las actividades realizadas en el año que terminó, así como la oportunidad de llevar a cabo un ejercicio de planeación y análisis de los programas a realizar en el año que comienza. Sirvan entonces estas líneas para mencionar algunas de las actividades desarrolladas durante el año 2014 por la Academia Mexicana de Ciencias (amc), así como para agradecer la participación de los miembros y el personal en los diferentes programas y comités de la Academia, y en las secciones regionales y académicas. La amc tiene una extensa red de colaboraciones dentro de la comunidad académica, con otras academias, sociedades e instituciones, a quienes expresamos nuestro reconocimiento y gratitud. En junio de 2014 se celebró la ceremonia de inicio del LV año académico, con el ingreso de los nuevos miembros y la entrega de los Premios Weizmann, los Premios de la Academia a las Mejores Tesis de Doctorado en Ciencias Sociales y Humanidades, y las Becas para Mujeres en las Humanidades y Ciencias Sociales. En la ceremonia se llevó a cabo el cambio del Consejo Directivo para el periodo 2014-2017. En octubre se anunciaron los galardonados con los Premios de Investigación 2014 de la Academia, que representan la más alta distinción a jóvenes académicos. ¡Enhorabuena! Asimismo, en noviembre se entregaron las Becas para Mujeres en la Ciencia, correspondientes a los años 2013 y 2014. Esta distinción es otorgada por la Academia Mexicana de Ciencias, L´Oréal-México y la Comisión Mexicana de Cooperación con la unesco. En 2014 se desarrollaron las actividades de los programas de la amc, orientados a fomentar la curiosidad e interés en la investigación entre niños y jóvenes, a través de Computación para Niños y Jóvenes, Verano de la Investigación Científica, Domingos en la Ciencia, los programas de olimpiadas y competencias, La Ciencia en tu Escuela y Noche de las Estrellas. En el marco del programa de Olimpiadas de la Ciencia, la amc está a cargo de la organización de seis competencias: la Olimpiada Nacional de Química, la Olimpiada Nacional de Biología, el Concurso de Primavera de Matemáticas, la Competencia Cotorra de Matemáticas, la Olimpiada Mexicana de Geografía y la Olimpiada Mexicana de Historia. Este programa incluye la organización de la participación en las olimpiadas internacionales e iberoamericanas. Los logros en el contexto internacional en los pasados años han sido significativos, con la obtención de medallas y menciones honoríficas. Cabe destacar que en septiembre de 2014, la amc coordinó
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Mensaje de la
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la VIII Olimpiada Iberoamericana de Biología, con la participación de 16 países de la región. En junio de 2014, en coordinación con la Embajada de Suecia y el apoyo de instituciones públicas y privadas, se entregó el Premio Nacional Juvenil del Agua. Tres proyectos fueron seleccionados para recibir los tres primeros lugares y el primer lugar participó en el certamen internacional durante la Semana del Agua en Estocolmo, Suecia. El programa La Ciencia en tu Escuela continúa incrementando sus actividades y alcances, operando en diferentes partes del país, incluyendo las zonas rurales, y expandiendo la modalidad a distancia. El programa se ha establecido en otros países de Latinoamérica, como Bolivia, Colombia, Costa Rica, Guatemala, Panamá, Perú y República Dominicana; y en la modalidad a distancia en Argentina, El Salvador, Nicaragua, Perú y Venezuela. El programa Estás a Tiempo, dirigido a quienes no han concluido la educación básica, sigue teniendo buenos resultados, abarcando las áreas de matemáticas, química y español. El uso más amplio de los medios electrónicos y las telecomunicaciones continúa siendo un reto importante, ofreciendo nuevas opciones para ampliar los alcances de los diferentes programas. Los resultados del portal internacional “Indágala”, que promueve la metodología de enseñanza de ciencias basada en la indagación, muestran el potencial de estas aplicaciones. En 2014 se realizó la III Reunión Indágala en la ciudad de México, con la participación de las Academias de Ciencias de Bolivia, Colombia, Cuba, Guatemala, Nicaragua, Panamá, Perú, República Dominicana y Venezuela. La Noche de las Estrellas, programa que la amc coordina desde 2011, continúa ampliándose e incre-
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mentando sus actividades y sedes. Este programa incluye la colaboración con un gran número de instituciones y ha despertado el entusiasmo e interés de los voluntarios y asistentes. A fines de noviembre de 2014 se realizó la sexta edición de la Noche de las Estrellas, y en el marco del Año Internacional de la Cristalografía, la temática elegida fue “El Universo según el cristal con que se mira”, con una amplia participación y la realización conjunta del evento en Beijing, China. De reciente creación, el Programa de la amc de fomento a la lectura y acceso al conocimiento para las comunidades de adolescentes en conflicto con la Ley en el D.F., ha logrado una fructífera colaboración con la Dirección General de Tratamiento para Adolescentes en el D.F. y a la fecha se han remodelado y equipado las bibliotecas de las Comunidades Quiroz Cuarón, San Fernando y la de Mujeres. Asimismo, se han impartido talleres de ciencia dirigidos a los adolescentes de las tres comunidades y, a través del programa de la amc “Domingos en la Ciencia”, se han impartido diversas conferencias en la Comunidad de Mujeres a las adolescentes y sus familias. En enero y noviembre de 2014 se realizaron los Encuentros “Ciencia y Humanismo” en Juriquilla, Querétaro, y Morelia, Michoacán, organizados por la Sección Regional Centro. Los Encuentros contaron con amplios programas multidisciplinarios y una numerosa participación de académicos y de miembros de la amc. Los programas de publicaciones, y de prensa y comunicación continuaron con sus actividades, incluyendo la puntual publicación trimestral de la revista Ciencia. En el área de Comunicación, los boletines de prensa así como la publicación electrónica del Boletín informaron puntualmente a la membresía y al público en general de las actividades y temas
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más relevantes de ciencia, tecnología e innovación. Aprovechamos para extender una atenta invitación a los miembros y lectores interesados para consultarlos. En el año se ampliaron las acciones de colaboración con el poder legislativo, la Suprema Corte de Justicia de la Nación, la Coordinación de Ciencia, Tecnología e Innovación de la Oficina de la Presidencia de la República, el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, la Secretaría de Educación Pública, el Foro Consultivo Científico y Tecnológico y el Consejo Consultivo de Ciencias de la Presidencia. Entre las actividades se realizaron varios eventos con las comisiones de Ciencia y Tecnología del Senado y Cámara de Diputados; entre ellas, en abril se realizó el Foro sobre Cambio Climático: Riesgos, Adaptación y Mitigación en el Senado de la República. En noviembre se llevó a cabo el encuentro del nuevo programa de Cátedras del conacyt, dirigido a la incorporación de jóvenes investigadores en las diferentes instituciones de educación superior e investigación en el país. En el contexto internacional la amc es la sede para la Red de Academias de Ciencias de las Américas (ianas) y la Oficina Regional para América Latina y el Caribe del Consejo Internacional de Ciencias icsu-rolac, y tiene una intensa colaboración con academias y organizaciones internacionales. Entre ellas con el Panel Inter-Academias (iap), establecido en 1993, que constituye la Red Global de Academias de Ciencias y agrupa 107 academias que representan 97 países. La misión principal de iap es servir como un órgano independiente y calificado sobre la investigación científica, educación y comunicación de la ciencia en un contexto internacional a través de las academias de iap. La Academia Mexicana de Ciencias es miembro del Comité Ejecutivo de iap, con una activa participación en los programas e iniciativas. Entre ellas, en 2014 destaca la creación del “Inter-Academy Partnership” que agrupa a las redes de academias de ciencias, medicina e ingenierías.
En junio de 2014 se realizó un primer evento conjunto de las Academias de Ciencias de Norteamérica: la Royal Society de Canadá, la National Academy of Sciences y la Academia Mexicana de Ciencias. El Simposio “Nuevos Horizontes en Ciencias” reunió un conjunto de investigadores jóvenes y consolidados de los tres países, con sesiones temáticas sobre astrofísica, biotecnología, química verde, ciencias marinas y desastres y riesgos. Un segundo simposio está siendo planeado para 2015, dentro de los programas de colaboración entre las tres academias. En 2015, el Verano de la Investigación Científica celebra su 25 aniversario. El programa permite a los estudiantes participantes realizar estancias de siete semanas en los diferentes centros e instituciones de investigación y educación superior en el país. En el año por venir se planea un conjunto de actividades relacionadas con el aniversario del programa, en donde habrá una amplia participación de los coordinadores del Verano y los estudiantes y académicos participantes de las diferentes instituciones en el país. Este breve recuento representa sólo una muestra de las muchas actividades que la amc realiza, pues por restricciones de espacio es imposible mencionarlas todas. En próximas comunicaciones de nuestra revista Ciencia y en el Boletín electrónico continuaremos comentando sobre el amplio espectro de actividades y programas de la Academia. Deseamos a todos ustedes, apreciados lectores, un fructífero año 2015. Jaime Urrutia Fucugauchi Presidente
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ontinentes en movimiento, amenazas que se ciernen sobre la sustentabilidad de nuestro entorno social, prejuicios que se encubren en los llamados exámenes (tests) de “inteligencia”, ciencia básica versus ciencia aplicada, son sólo algunos ejemplos de los temas que en este número de Ciencia tenemos el gusto de ofrecer a nuestros lectores. Así, tras haber puesto en sus manos durante el año que ha concluido una serie de números que contienen espléndidas secciones temáticas, les ofrecemos ahora, a manera de regalo de Año Nuevo, este número que sin duda será de su agrado y en el que seguramente encontrarán sorpresas memorables, conceptos instructivos y relatos, a cual más agradables. Pero ya entrados en materia, permitamos que Mauricio Schoijet nos haga partícipes, con su amenidad característica, tanto de la personalidad como de las excentricidades y los afanes científicos de Alfred Wegener. Festejemos juntos el centenario de la publicación formal de su teoría en torno a la deriva de los continentes y conozcamos asimismo las causas que tristemente retrasaron su aceptación hasta la década de los sesenta del siglo pasado. Como complemento a esta lectura, o en forma independiente, no dejemos de leer el artículo de Blanca Alicia Delgado Coello, en el que nos hace ver por qué tantos jóvenes, a manera de alucinados, se aventuran por algunos de los caminos que la ciencia les ofrece y nos permite entender cuáles son las motivaciones que los guían para realizar su trabajo ya como científicos. Participemos también en la eterna discusión sobre si existe en realidad una ciencia básica y una aplicada. Por otro lado, la amenaza del calentamiento global que se cierne sobre nuestro compromiso de garantizar a nuestros descendientes un futuro promisorio, en lo ambiental, social y económico, y que tan brillantemente fuera discutida en la anterior sección temática “Ciudades sustentables” (Ciencia, octubre-diciembre, 2014), se enfatiza nuevamente en este número. Carlos Rolando Ríos Soberanis destaca, así, el reto que tanto la ciencia como la tecnología tienen para lograr un reciclado efectivo de materiales provenientes de la basura, susceptibles de producir energía, como una alternativa adicional para mitigar los efectos del calentamiento global en el futuro cercano. Dentro del mismo contexto, Juan Carlos Raya Pérez y sus colaboradores en su artículo nos hacen notar la influencia que el cambio climático está ejerciendo ya sobre diversos cultivos, así como las acciones que se están emprendiendo para mitigar en algunos casos sus efectos adversos. Los invitamos también a leer el trabajo de Marcela Avendaño González y colaboradores para tomar conciencia del peligro que para el cambio global en su conjunto representan
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• Desde el Comité Editorial
las especies exóticas de plantas y animales cuando son introducidas a un ecosistema al que no pertenecen. Peligros también importantes para los nichos ecológicos marinos resultan la quema de combustibles fósiles, junto con el derrame de fertilizantes y desechos industriales que a la fecha han producido numerosas zonas muertas en el mar y que, a decir de Jorge Ruiz-Vanoye y su coautora, amenazan con producir “verdaderos desiertos marinos”. En otro orden de ideas, ¿sabía usted que el concreto se deteriora por acciones biológicas? Cualquiera que sea el caso, permita que Luis Emilio Rendón nos explique bajo qué condiciones ocurre esto y cuáles son las consecuencias que acarrea a nuestros drenajes. Por otro lado, ¿quién de nosotros honestamente no quisiera tener una figura que al mismo tiempo fuera tanto escultural como atlética? Lea en el artículo de Daniel Saldívar Mariñelarena y Guadalupe Hernández Pacheco que, si esto es posible, el costo que tendríamos que asumir como consecuencia de las soberbias pretensiones de nuestro cuerpo es desmedido. Seguramente, saber qué tan inteligentes somos nos preocupa, o nos interesa conocer qué tan inteligentes son algunos grupos raciales. Lea, si esto es el caso, el excelente artículo de Luis Fernando Cuevas y entérese de qué tan poco objetivos han resultado los procedimientos diseñados para medir la “inteligencia” y cómo a lo largo de la historia sus resultados han afectado negativamente la vida de miles de personas. Descubra
además en el artículo de Daniel Balleza cómo canales mecanosensibles, presentes en la membrana de las bacterias, son capaces –al funcionar a manera de válvulas de seguridad– de protegerlas cuando éstas se encuentran en parajes con propiedades osmóticas capaces de hacerlas explotar. Estamos seguros de que la selección de artículos que ofrecemos en este número será de su agrado, pero además creemos que resultará en extremo interesante sopesar con objetividad los argumentos esgrimidos, tanto a favor como en contra, en torno al recrudecimiento del programa “Hoy No Circula”, decretado recientemente por las autoridades de la Secretaría del Medio Ambiente del Gobierno del Distrito Federal, y después de ello adquirir una opinión informada al respecto. Finalmente, invitamos como siempre a nuestros lectores a leer el Mensaje del Presidente de la amc, así como a enterarse de las noticias y los comentarios aparecidos en la revista, en torno tanto a diversos aspectos académicos, como a lo que sucede en el ámbito de nuestra querida Academia Mexicana de Ciencias. Queridos lectores, ¡salud! Es para mí un privilegio, antes de abandonar esta presentación, desearles a todos ustedes, a nombre del Comité Editorial de Ciencia, un año 2015 pletórico de realizaciones. Miguel Pérez de la Mora Director
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Mauricio Schoijet nnnnnnn
A cien años de la teoría de la deriva de los continentes La te o ría de We g e ne r en fren tó u n a resisten cia q u e h ab ría de d u rar me dio s ig lo de bido a q u e n o dab a u n a exp licación físicam en te ace pta ble de l me ca nis mo de la d eriva con tin en tal, p ero tam b ién a la pe rs is te nte influe ncia de la ideología d el fijismo y a formas demasiado re s trictivas de la filosofía de la cien cia, com o la de Karl Pop p er. Fue ha s ta la dé cada de 196 0 q u e dich a teoría se imp u so, con la formulació n de la de riva de los con tin en tes sob re u n a esp ecie de cin ta trans po rta do ra e n lo s le ch os m arin os, así com o el recon ocimien to d e la e xis te ncia de las pla cas q u e forman la corteza terrestre.
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o sabemos cuándo apareció la ideología del fijismo, es decir, la de la inmutabilidad y permanencia de las estructuras del mundo natural, tales como océanos, ríos, montañas, bosques, etcétera; pero sí sabemos que fue parte de varias religiones, incluyendo las monoteístas, y que representó uno de los más importantes obstáculos epistemológicos para el avance de la ciencia. Uno de los primeros avances de la ciencia que contribuyeron a minar el fijismo fue la teoría del astrónomo y matemático francés Pierre Simon Laplace y del filósofo alemán Emmanuel Kant sobre la formación del Sistema Solar. Ellos propusieron, en la segunda mitad del siglo xviii, que éste se formó a partir de una nebulosa de gases y partículas calientes en rotación; es decir que el Sistema Solar tenía una historia. Otro avance fue la aparición, en la misma época, de la geología como ciencia, con el hallazgo de diferentes estratos geológicos correspondientes a épocas sucesivas, cada una con una flora y fauna características. En 1837 el geólogo suizo Louis Agassiz fundó la paleoclimatología al proponer que Europa había experimentado una época de clima más cálido en el pasado. Y probablemente el mayor golpe al fijismo fue la aparición de la teoría de la evolución de las
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El científico británico Peter Medawar afirma que la teoría de Wegener es una de las hipótesis más audaces e imaginativas de la historia de la ciencia
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especies por selección natural, de los científicos británicos Charles Darwin y Alfred Russel Wallace en 1858. El alemán Alfred Wegener (1880-1930) puede ser considerado uno de los más grandes científicos del siglo xx; como otros científicos, fue mal visto por incursionar en diferentes temas. Obtuvo un doctorado en astronomía, pero posteriormente se interesó en meteorología y fue profesor de esta materia en la Universidad de Marburgo de 1908 a 1912. También publicó trabajos sobre dinámica y termodinámica de la atmósfera, fenómenos ópticos en la misma y en las nubes, ondas acústicas y diseño de instrumentos. Fue además un pionero en la historia de la aviación, y estableció en 1906 con su hermano Kurt un récord de 52 horas de vuelo ininterrumpido. Llevó a cabo cuatro expediciones científicas a Groenlandia, en una de las cuales fue el primero en medir la profundidad del hielo. Pereció en la última. El 6 de enero de 1912 presentó su teoría de la deriva de los continentes en una reunión de la Asociación Geológica Alemana en Frankfurt-am-Main. Sin embargo, ésta enfrentó gran resistencia durante medio siglo porque no definía un mecanismo para el movimiento de los continentes, y no podría haberlo hecho porque aún no se había desarrollado la teoría de la tectónica de placas. Ya en el siglo xvii, el filósofo inglés Francis Bacon había observado la complementariedad de las formas costeras de ambos lados del Atlántico Sur. Wegener imaginó un solo continente original, Pangea, e incluso sugirió una cronología para la separación de sus varias partes, que habría comenzado hace 200 millones de años; Groenlandia y la Península Escandinava se habrían separado hace 50 millones de años. De acuerdo con Wegener, las partes provenientes del continente original se fueron desplazando hasta ocupar sus posiciones actuales. En 1915 publicó un libro en el que exponía su tesis. Se apoyó en la evidencia paleontológica y geológica, incluyendo la similitud entre las formaciones montañosas sudafricanas y de la provincia de Buenos Aires. En ediciones posteriores acumuló evidencia paleoclimatológica, para lo cual le ayudó su conocimiento de la meteorología. El punto débil de la teoría de Wegener residía en que era incompleta; a pesar de tener correlaciones a su favor, no contaba con un mecanismo físico plausible
• A cien años de la teoría de la deriva de los continentes
que explicara el fenómeno de la deriva de los continentes. Sus adversarios recurrieron a la hipótesis de los puentes terrestres entre los continentes como causa de la similitud de sus faunas, que podría ser considerada como una hipótesis ad hoc, pero tampoco explicaba todos los hechos. Podía explicar el registro fósil, pero no la similitud entre formaciones montañosas (Bowler, 1993). Cabe preguntarse por qué los geólogos no admitieron que había dos teorías en pugna, sin que ninguna tuviera elementos decisivos a su favor. Se pueden conjeturar dos razones: la primera, el conservadurismo; y la segunda, una ideología de la omnipotencia de la ciencia. La admisión de la situación que realmente se estaba dando hubiera implicado un retroceso en las supuestas certidumbres previas y, por consiguiente, una pérdida de estatus de la geología como ciencia y de los geólogos como grupo profesional. Quizá una razón para el rechazo de la teoría de Wegener fue que él era un outsider, puesto que nunca tuvo un título de geólogo. No pudo conseguir una cátedra en Alemania, lo que se ha atribuido a sus controvertidos puntos de vista (Georgi, 1962). Y fue hasta 1924 que logró obtenerla en Austria. En 1929 Arthur Holmes planteó la posibilidad del ensanchamiento o extensión de los lechos marinos a partir de corrientes convectivas del magma bajo la corteza terrestre, debidas a su vez al calor generado por fenómenos radioactivos. Sugirió que la capa basáltica debajo de los continentes podía funcionar como una especie de cinta transportadora para éstos, idea que fue revivida por Harry Hess en 1962. En forma independiente, Robert Dietz (1961) y Hess plantearon la hipótesis de la extensión de los fondos marinos. Hess también propuso que el lecho marino viejo era consumido por la corteza en las zonas de subducción localizadas en las trincheras oceánicas; esto es, que se hunde bajo el lecho nuevo (Thagard, 1992, p. 158). En 1965, J. Tuzo Wilson propuso que la corteza terrestre estaba formada por placas y que había fallas de transformación (transform faults); es decir, fallas horizontales a lo largo de los bordes de éstas que producen su desplazamiento, deslizándose así una placa debajo de otra.
Laurasia
Gondwana
Mar de Tetis Pangea
América del Norte
Eurasia
Mar de Tetis
Gondwana
América del Norte
Eurasia Mar
África América del Sur
de T etis
India Australia Antártida
América del Norte América del Sur Océano Pacífico
Océano Atlántico
África
Océano de la deriva africana
California Asia Océano Pacífico
Océano Índico Australia
Antártida
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En 1968, W. Jason Morgan desarrolló el marco matemático de lo que ahora se conoce como tectónica de placas: la idea de que la corteza terrestre está compuesta por varias placas semirrígidas que se mueven unas respecto a otras, y que las zonas en que limitan se caracterizan por una actividad volcánica y sísmica. En 1963, Fred Vine y Drummond Matthews sugirieron una explicación para la existencia de franjas alternadas de magnetización opuesta en términos de extensión de los lechos marinos. Se encontró que el modelo de Vine-Matthews daba una coincidencia notable de las anomalías magnéticas a través de cordilleras separadas por miles de kilómetros, aun en océanos diferentes. Más aún, el patrón de las anomalías coincidía con la escala de tiempo derivada de rocas terrestres y ambos correspondían al patrón de reversiones del campo magnético encontrado en sedimentos marinos profundos. Ni el fijista más fanático podía imaginar algún modelo en el que la existencia de estas similitudes no fuera fantásticamente improbable, o aun físicamente imposible. Varios centenares de geólogos cambiaron de postura en algunas semanas o meses. Una explicación de por qué la teoría de Wegener no se impuso en la década de 1920 es la bastante obvia de que la de 1960 era una teoría más elaborada, que explicaba nuevos hechos que en 1920 no se conocían (Thagard, 1992, pp. 181-182). El científico británico Peter Medawar afirma que la teoría de Wegener es una de las hipótesis más audaces e imaginativas de la historia de la ciencia. Son cualidades que la recomiendan fuertemente para aquellos que comprenden que es a través de estas “excursiones de la mente” que la ciencia hace sus avances más rápidos, pero para muchos mortales menores estas mismas cualidades son un incentivo especial para el escepticismo y para desacreditar tales ideas. Tales hombres, “lo bastante pequeños para empezar”, y dedicados a actividades de menor cuantía, “se sienten aún más disminuidos por cualquier clase de brillo imaginativo. Su actitud nos dice más sobre la naturaleza de los científicos que sobre la naturaleza de la ciencia” (Medawar, 1984). Medawar plantea dos hipótesis para explicar la oposición a Wegener. Una es sobre los científicos, que estarían divididos en una minoría de imaginativos y
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• A cien años de la teoría de la deriva de los continentes
audaces que hacen grandes contribuciones al progreso de la ciencia, y una mayoría de rutinarios de menor cuantía que lo obstaculizan. La segunda, que esa oposición era producto de una influencia no explícita del fideísmo, misma que hasta la década de 1960 continuó la prolongada resistencia al darwinismo.
Mauricio Schoijet nació en 1932 en Bernasconi, provincia de La
B i bl i ogr afí a Bowler, P. (1993), The Norton History of the Environmental Sciences, New York, W. W. Norton & Company. Georgi, J. (1962), “Memories of Alfred Wegener”, en S. K. Runcor (comp.), Continental Drift, New York, Academic Press, pp. 309-324. Medawar, P. (1984), Aristotle to Zoos: A Philosophical Dictionary of Biology, London, Weidenfeld & Nicolson. Thagard, P. (1992), Conceptual Revolutions, Princeton, Princeton University Press.
Pampa, Argentina. Es ingeniero industrial por la Universidad de Buenos Aires (1959) y doctor en Metalurgia y Ciencia de Materiales por la Universidad de Pennsylvania (1969). Fue Profesor Titular del Departamento de Ingeniería Eléctrica del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (1969-1979) y del Departamento El Hombre y su Ambiente de la Universidad Autónoma Metropolitana-Xochimilco (1970-2013). También fue Profesor Visitante de la Universidad de Karlsruhe (1975-76) y Mellon Fellow del Programa de Ciencia, Tecnología y Sociedad del Instituto Tecnológico de Massachusetts (1983-1984). Es miembro de la Academia Mexicana de Ciencias desde el año 2000 y miembro del Sistema Nacional de Investigadores desde 2006. Ha publicado varios libros sobre temas de política y acerca del calentamiento global. schoijet@prodigy.net.mx
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Carlos Rolando Ríos Soberanis nnnnnnn
Efectos de los
trastornos ambientales La educación para el desarrollo sustentable es un esfuerzo constante que desafía a individuos, instituciones y sociedades a visualizar el mañana como un día que pertenece a todos, y en el cual cada uno de nosotros deberá contribuir a alcanzar el equilibrio ambiental. Por virtud de la ciencia y la tecnología es posible emprender acciones de control demográfico y crear una infraestructura para conservar la energía y facilitar el reciclado de materiales, todo ello con el objeto de establecer una armonía entre el ser humano y el planeta que pueda sustentar altos estándares de vida sin agotar los recursos naturales.
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Podremos los seres humanos continuar viviendo y trabajando como lo hemos estado haciendo hasta ahora? Y lo más importante: ¿podremos hacerlo sin alterar el equilibrio natural y manteniendo un ambiente limpio y saludable adecuado para las generaciones venideras? Desde hace algunos años en cada rincón de nuestro planeta han surgido situaciones alarmantes que nos hacen reflexionar acerca de los peligros que amenazan su futuro. El cambio climático provocado por el uso de combustibles derivados del petróleo, así como la deforestación, erosión de tierra y playas, contaminación, basura, sobrepoblación, sobreexplotación de recursos marinos, etcétera, son simplemente el resultado de la falta de planeación de las actividades humanas, en las que se ignora la capacidad de la biosfera terrestre para renovarse. La sociedad humana debe permanecer en comunión con la Tierra con la idea de lograr la coexistencia con sus recursos renovables. Para alcanzar este objetivo es necesaria la creación de una infraestructura sustentable que requiere del establecimiento de una buena relación entre sociedad y tecnología (Komiyama y Kraines, 2008).
Comunicaciones libres
Cal e n ta m ien t o g lo b a l Sólo hasta que el último árbol sea cortado. Sólo hasta que el último río haya sido envenenado. Sólo hasta que el último pez sea capturado. Sólo entonces sabrás que el dinero no puede comerse. Proverbio indio
Este antiguo proverbio indio y sus implicaciones resuenan hoy al hacerse obvias las acciones e interacciones del ser humano con el medio ambiente que afectan no sólo las condiciones de vida actuales, sino aquéllas de las generaciones por venir. Estas actividades están provocando un cambio radical en la atmósfera de una manera rápida y desordenada. Durante miles de años la atmósfera terrestre ha cambiado muy poco, pero hoy existen serias dificultades para mantener ese equilibrio. Erróneamente se cree que el problema del calentamiento global es insignificante debido a que “pocos grados de más no son dañinos y no pueden tener efectos secundarios”. Si bien en los últimos dos siglos se han encontrado pequeñas variaciones de temperatura año con año, ahora la tendencia general es un incremento que podría ser aún mayor (Figura 1). El calentamiento global, resultado del cambio climático, es algo más que un simple “bochorno”. Cuando los científicos advirtieron que la Tierra podría calentarse, la población esperaba que la temperatura se incrementara en 10 o 20 °C, pero como el aumento previsto es de 1 a 6 °C se ha cuestionado su relevancia. Aunque no parezca mucho, esta “pequeña” variación puede ser la causa del derretimiento de gruesas capas de hielo y tener un impacto tan grande en los ecosistemas que lleve a la extinción a diversas especies susceptibles (Casper, 2010). La Tierra es muy sensible a esos cambios de temperatura, por lo que es importante recordar que no po-
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demos evitar el calentamiento global y que el mismo ya está haciendo mella en los ecosistemas de la biosfera. No obstante, es preciso realizar acciones para impedir un impacto mayor. El calentamiento global puede tener consecuencias ambientales, económicas y sociales impredecibles. Una de las principales preocupaciones es que diversas especies y ecosistemas no podrán adaptarse con la suficiente rapidez a los efectos del cambio climático en el ambiente. Un ejemplo que ha cobrado gran notoriedad es el de los cambios en el ecosistema del oso polar, especie que está en peligro de extinción desde hace muchos años. Al respecto se ha difundido mucha información (Kluger, 2006): derretimiento de las capas polares, disminución de especies que son el alimento natural del oso polar, etcétera (Figura 2). De
Temperatura global promedio, 1880-2007 15.0 14.8 14.6 14.4
Grados Celsius
Los desarrollos globales actuales no son sustentables a largo plazo. Cada ecosistema se encuentra bajo amenaza, en diferentes espacios de tiempo, lo que tiene un impacto en el agua, la alimentación, la energía, la biodiversidad y los recursos minerales; todo esto es provocado por el crecimiento poblacional y el cambio climático.
14.2 14.0 13.8 13.6 13.4 13.2 13.0 1880
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Fuente: Infobase Publishing
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Figura 1. Variación de la temperatura global de 1880 a 2007.
Figura 2. Difusión del riesgo que enfrentan los osos polares por el calentamiento global.
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continuar esta situación, sólo tendremos el recuerdo de tan majestuosa especie. El protocolo de Kioto, que data de 1997, es una enmienda de la Convención de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático, un tratado internacional cuyo principal objetivo es la reducción, por parte de los países industrializados, de las emisiones de los gases de efecto invernadero causantes del incremento de la temperatura global. Éste fue, al parecer, un gran paso de dichos países para contrarrestar los efectos a largo plazo del cambio climático; sin embargo, algunos de ellos retiraron su apoyo al tratado proclamando que afectaría el “desarrollo de su economía interna”.
Ba su ra La basura puede ser identificada como una consecuencia indirecta de la era industrial que ha dado al ser humano una vida más confortable. De la misma manera, se considera que es el resultado de un sistema económico que produce artefactos baratos y exhorta a los consumidores a adquirir nuevos productos continuamente, así como a comprar alimentos y deshacerse de sus empaques. Nuestra sociedad se ha convertido en una sociedad del desecho, donde aproximadamente 80% de los productos se utilizan una sola vez y luego se tiran. Algunos economistas consideran a la basura como la “sangre” del capitalismo, ya que es el consumismo lo que mantiene el sistema económico en movimiento y por ello no puede ser eliminada fácilmente. La cantidad de basura generada por la población humana es enorme y sigue aumentando; contiene una mezcla de plásticos no biodegradables, sustancias tóxicas y metales, todos ellos difíciles de separar de los desperdicios orgánicos. Estos últimos contribuyen incluso al calentamiento global porque al descomponerse, la materia orgánica en los rellenos sanitarios produce metano y otros gases de efecto invernadero (Miller, 2010). El símbolo internacional del reciclado (Figura 3) se debe a Gary Dean Anderson, quien lo diseñó en 1970 cuando era un joven de 23 años que estudiaba en la Universidad del Sur de California; su diseño se basa en la banda de Moebius, una cinta geométrica que forma un círculo continuo que tiene un solo lado y una
sola orilla. El diseño participó en un concurso convocado por una compañía papelera, Container Corporation of America, que buscaba promover que sus productos se manufacturaban usando materiales que se podían reciclar. Desde entonces, este símbolo se usa para indicar no sólo la condición reciclable del material, sino también su naturaleza, por ejemplo, en los plásticos. Las tres R de la conservación ambiental son “reducir/reusar/reciclar”. Hacen referencia a reducir la cantidad de desperdicios; reusar aquellos materiales que puedan seguir cumpliendo la misma función, como empaques de líquidos, bolsas de supermercado, etcétera; y reciclar, que implica separar y modificar el material para obtener un producto nuevo. Sin embargo, una etapa esencial es la separación previa de los desechos (sólidos, sanitarios, electrónicos, orgánicos, entre otros). Es importante enfatizar que la gente debe adoptar esta separación como un acto moral y simbólico para el ambiente, ya que, como es bien sabido, la recolección de ciertos materiales como los plásticos no es redituable y por ello cientos de recolectores de basura optan por no separar estos materiales para su reciclaje posterior. Dependiendo de cómo se separan y recolectan, los desperdicios residenciales pueden ser un recurso o un problema. Tanto el papel como el plástico pueden usarse por separado como materia prima, pero no cuando están combinados. También es posible utilizar ambos materiales para producir energía por medio de la incineración. Sin embargo, si residuos orgánicos como restos de alimentos se encuentran en combinación con el papel
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Figura 3. Símbolo internacional del reciclado.
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y el plástico, esta mezcla ya no puede emplearse para recuperar energía, pues habría pérdida de calor por la evaporación del agua de los desperdicios alimenticios. Así, la separación tiene un papel muy importante en el reciclado.
E n e rgí a y so b rep o b la c ió n El acceso a las fuentes energéticas es una verdadera preocupación para todos. Sin energía, o con un consumo de la misma mucho menor al actual, la vida no sería la misma. Por ejemplo, antes de la Revolución Francesa en ese país la esperanza de vida era de alrededor de 30 años y en los Estados Unidos, de 34. Hoy en día es de 80 y 78 años, respectivamente. Esto se debe a que el avance tecnológico ha permitido el acceso a diferentes fuentes de energía y un mayor desarrollo de la agricultura, la industria y la medicina, lo que ha influido de manera significativa en las expectativas de vida. A su vez, desde 1789 la población mundial ha aumentado de poco menos de mil millones a cerca de 6 500 millones de personas. La energía promedio que estos habitantes requieren es mucho mayor que la
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de dos siglos atrás. Adicionalmente, los costos de los energéticos se han incrementado. Y esto ocurre desde la propia obtención de los mismos hasta lo que debe pagar el consumidor. Como consecuencia, la humanidad ya no es una pequeña perturbación en el planeta Tierra y cada día encaramos los efectos negativos de las actividades humanas contra el medio ambiente. Construir un futuro energético que asegure los suministros de energía para satisfacer nuestras necesidades debe ser una prioridad generalizada. La Figura 4(a) presenta el explosivo aumento poblacional registrado entre los siglos xix y xx. La Figura 4(b) muestra la variación de los requerimientos energéticos a través de la historia humana, los cuales seguirán aumentando con el incremento de la población. Finalmente, la gráfica 4(c) exhibe uno de los problemas que la ciencia y la tecnología afrontarán en un futuro muy cercano: la alimentación. La búsqueda de energías alternativas de carácter natural ha obligado al empleo de granos para la producción de biocombustibles, los cuales sin duda son amigables con el ambiente. Sin embargo, se estima que este proceso podría llevar a un desabasto de alimentos aún mayor al que ya existe, lo que ha desatado un debate sobre este tipo de energías. Sin lugar a dudas el futuro de la humanidad depende de las acciones que adopte la generación actual, misma que debe emprender aquéllas encaminadas a sustentar los recursos naturales del planeta en forma permanente. Una sociedad sustentable tiene que ser capaz de cubrir sus necesidades salvaguardando la diversidad de los sistemas ecológicos y la disponibilidad de recursos.
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Hombre tecnológico
Miles de millones de habitantes
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Alimento Vivienda y comercio Industria y agricultura Transporte
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Figura 4. (a) Aumento de la población global. (b) Estimación del consumo de energía. (c) Incremento anual en la producción de granos.
Carlos Rolando Ríos Soberanis obtuvo la maestría y el doctorado en Tecnología de Materiales Avanzados en la Universidad de Surrey, Inglaterra. Es investigador titular “B” del Centro de Investigación Científica de Yucatán ( cicy ). Sus líneas de investigación abarcan técnicas de caracterización de materiales, análisis de fracturas, materiales compuestos y reciclado. Realizó una estancia sabática en la Universidad Metropolitana de Tokio, Japón, en 2009. Ha publicado en las principales revistas del área de materiales compuestos. También ha participado en congresos en diversos países, entre ellos
R efer enci as Casper, J. K. (2010), Changing Ecosystems: Effects of Global Warming, New York, Infobase Publishing. Kluger, J. (2006), “Global Warming Heats Up”, en Time Magazine. Consultado en: <http://content.time.com/ time/magazine/article/0,9171,1176980,00.html>. Komiyama, H. y S. Kraines (2008), Vision 2050: Roadmap for a Sustainable Earth, Japan, Springer Publishing. Miller, D. A. (2010), Garbage and Recycling, United States, Lucent Books.
Inglaterra, Francia, España, Japón, India, Estados Unidos y México. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores, Nivel I. rolando@cicy.mx
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Juan Carlos Raya Pérez, Juan Gabriel Ramírez Pimentel, César L. Aguirre Mancilla y Jorge Covarrubias Prieto nnnnnnn
Consecuencias del cambio climático en la agricultura
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Lí n e a Lí n e a Lí n e a Lí n e a
L os dato s de dive rs a s fue ntes ap oyan la idea de q u e el camb io clim át i co y a e s un he cho . La tem p eratu ra m edia m u n dial h a au men tado y l a e s tratificació n de l mar se h a in ten sificad o. En la agricu ltu ra se h a c o mpro bado que las plantas como el m ijo h an acortad o su ciclo d e v ida para pro ducir s e milla en u n tiem p o más corto, con men os agu a y te mpe ra tura s ambie nta les mayores. Países com o Ch in a se p rep aran p ara ha ce r fre nte a e s te camb io, seleccion an do p lan tas resisten tes a l ca lo r y la s e quía. Se han id en tificado in clu so los gen es q u e les p erm ite n a la s planta s e s ta s adap tacion es. En algu n as zon as de África l a s e quía impide la co s e ch a d e Autor gran o, lo q u e ob liga a los h ab itan tes nnnnnnn a co me r planta s s ilve s tre s. En Sin aloa, México, los agricu ltores h an a de lanta do s us fe chas de siemb ra d e m aíz en in viern o p ara evitar e l lle nado de g ra no coin cida con las altas tem p eratu ras. O tras 1 d e la eqnue trada z o na s tambié n e s tá n re s intien do las con secu en cias del camb io clim á2 d e l a tentra damo la a gua cate ra de Mich oacán , q u e ah ora tien e u n a mayor i co , co i n cide ncia de g ra niz o . To do esto n os llama a la reflexión y a tomar 3 d e la e ntrada a ccio ne s que mitig ue n e l d añ o. 4 d e la e ntra da
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In troducción l cambio climático global es un fenómeno que ha suscitado interés tanto entre los científicos como en el público en general. La lista de fenómenos o sucesos asociados a este cambio es muy larga, si bien hay quienes piensan que el mismo no es necesariamente lo único que explica esos fenómenos. Sin embargo, se ha documentado la migración del centro de alta presión de las Azores, que se desplazó 1.12° latitud N y la zona de convergencia intertropical se movió a cerca de 800 km de su localización original (Taylor et al., 2012). Esta zona, situada entre el hemisferio norte y el sur, rodea al globo, un poco al norte del Ecuador; es de gran turbulencia, baja presión atmosférica, con ascenso de vientos húmedos y alta nubosidad. Se movió hacia el sur durante la llamada Pequeña Edad de Hielo, que inició en el siglo xiii y terminó a mediados del xix, caracterizada por la formación y el avance de glaciares e inviernos muy fríos. Cabe señalar que por el cambio climático, para México se han pronosticado sequías más severas (Magaña et al., 2000). En la zona aguacatera de Michoacán se reporta un incremento de 0.4 °C en la temperatura media y un cambio en el patrón de lluvias; ese incremento podría propiciar mayor cantidad de lluvia pero también de granizo (Tapia Vargas et al., 2012).
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De igual manera, una búsqueda minuciosa en el área de la ecología sin duda arrojaría una plétora de artículos científicos relacionados con el cambio climático. De 1996 a 2010 la temperatura de la superficie marina subió 1°C y se intensificó la estratificación del mar; esto es, hay una mayor diferencia de temperatura en estratos con agua fría o caliente, con un menor ascenso de nutrientes desde el fondo marino (Taylor et al., 2012). También disminuyó la cantidad de clorofila y la productividad primaria neta (Taylor et al., 2012). Tres tipos de organismos dieron paso a taxones más pequeños, y colapsaron la pesca de sardinas: las diatomeas, algas microscópicas que elaboran complicados “estuches” a base de silicio; los dinoflagelados, organismos microscópicos que son parte del plancton marino y suelen ser responsables de las mareas rojas; y los cocolitofóridos, fitoplancton muy importante para la productividad marina. Respecto a los agroecosistemas, se ha documentado poco su capacidad para responder a las variaciones ambientales; por ejemplo, la adopción de nuevas variedades o la adaptación de las ya existentes al cambio ambiental. De hecho, la actividad agrícola es responsable de la emisión de grandes cantidades de gases de efecto invernadero. El metano y el óxido nitroso (CH4 y N2O) son gases con 21 y 310 veces el potencial del
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dióxido de carbono (CO2) para calentar la atmósfera, respectivamente. Además, el óxido nitroso es el principal responsable de la destrucción de la capa de ozono en este siglo. Desde la era preindustrial la concentración de metano en la atmósfera se ha incrementado de 714 a 1770 ppb (partes por billón) y la del óxido nitroso de 270 a 314 ppb. El uso de fertilizantes nitrogenados ha aumentado 800% desde 1960, lo que ha agudizado los problemas de contaminación (Philippot y Hallin, 2011; Vigoroux et al., 2011).
E je mp l os d esd e la a g ric u lt u ra En una investigación encaminada a dilucidar los efectos del cambio climático en los cultivos, se estudiaron diferencias fenológicas y morfológicas de mijo colectado en 1976 y en 2003. El mijo de uno y otro año se sembró para comparar los resultados. Si bien no se detectaron cambios apreciables en las principales variedades cultivadas ni en su diversidad genética, sí se observó una deriva significativa en características adaptativas (Vigoroux et al., 2011). Comparadas con las de 1976, las muestras colectadas en 2003 presentaron un ciclo de vida más corto y reducción en el tamaño de la planta y la panoja. La frecuencia del alelo del locus phyc (un alelo es un gen que determina una característica) aumentó entre 1976 y 2003; este gen interviene en la floración temprana. La sequía recurrente que se ha presentado en el Sahel (zona de transición entre el desierto del Sahara y la sabana sudanesa) ha llevado a una selección, hasta cierto punto inconsciente, de plantas que florecen precozmente. Más que el remplazo de variedades, ha habido una selección de las ya presentes que permite a los agricultores obtener cosechas bajo las nuevas condiciones climáticas (Vigoroux et al., 2011). Al parecer, en el Sahel la difusión de variedades no es la principal estrategia en el corto plazo para enfrentar la variación climática. Por su parte, los chinos ya están experimentado con plantas y seleccionándolas para que se adapten y produzcan bajo estas condiciones. Entre otras características, seleccionan plantas que produzcan polen viable aun con altas temperaturas y escasa humedad (Larson, 2013). El polen es muy sensible a estas condiciones y es una de las razones por las que las plantas que sufren escasez de
agua producen poco o nada. En China, con una población muy numerosa, tratan de prevenir hambrunas futuras.
Cambi o a ni vel de genes A nivel molecular, otros genes que se han identificado por estar asociados a la floración temprana incluyen FRI (abreviatura de “frígida”) y FLC (locus C de floración), los cuales hacen que la planta produzca más con menos agua; VIP3 (gen independiente de vernalización), que reduce el tamaño total de la planta; TFL1 (flor terminal 1), que disminuye la producción de semilla; TFL2 (flor terminal 2), que produce enanismo y menor sensibilidad al fotoperiodo; y CRY1 y CRY2, (CRIPTOCROMO1 y CRIPTOCROMO2), que provocan que el fruto sea más pequeño, con menor número de óvulos y, por lo tanto, menor fertilidad. Además está el gen PHYA (FITOCROMO A), que causa deficiencia en la germinación. Como se puede observar, al parecer estos genes permiten a las plantas una mejor adaptación al ambiente más seco, aunque también esto
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tiene un costo en cuanto a la productividad. Se trata de plantas que logran producir, pero lo hacen en menor cantidad que plantas cuyo ciclo de vida es largo pero que requieren más agua (Roux et al., 2006). En Zimbabue, en los años recientes, se ha presentado un descenso en la producción de cereales como el sorgo y el maíz, debido a las sequías recurrentes; esto ha hecho que la gente recurra al consumo de plantas silvestres como Amaranthus hybridus, Brachiaria brizantha y Panicum máximum (Chitindingu et al., 2007). Sin duda, la adaptación de estas especies a las condiciones de sequía les ha permitido germinar y producir semilla, algo que aprovechan los habitantes de la región. En la naturaleza es posible observar cómo mientras se pierden cultivos, otras plantas silvestres, malezas o arvenses, pueden prosperar y completar su ciclo de vida.
Con se cu en c ia s en Méx ic o En México se siembra maíz con un ciclo de entre 90 y 120 días en regiones donde la precipitación es de 300 a 600 mm. El rendimiento de estos cultivos es muy bajo, con pérdidas de superficie sembrada superiores a 30% (Luna Flores et al., 2005). Los rendimientos en tres años distintos para el maíz sembrado en estas condiciones fueron de 1 439 kg/ha (año 1998), 1 126 kg/ha (1997) y 894 kg/ha (1999). Vale la pena recordar que con un buen aprovisionamiento de agua, al menos se pueden cosechar más de cinco toneladas por hectárea. Las variedades tardías de maíz, que son las que mayor rendimiento dan cuando hay buena precipitación, necesitan de cinco a siete días más para alcanzar la floración. La oportunidad de un periodo más largo de crecimiento vegetativo permite la acumulación y la translocación de más recursos a las semillas o granos. En ambientes desfavorables algunas variedades precoces dan mejor rendimiento que las tardías, lo que habla de su adaptación a estos ambientes donde tradicionalmente son sembradas (Luna Flores et al., 2005). En Sinaloa los agricultores han adelantado la siembra del ciclo otoño-invierno con respecto a la fecha óptima que habían indicado estudios previos. En un ensayo para determinar el mejor momento para sembrar el maíz, el rendimiento más alto se obtuvo en la fecha de siembra del 15 de noviembre, 32 días antes de
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lo recomendado para el ciclo 1990-1991. Este ensayo se llevó a cabo en el ciclo 2002-2003. Así, en forma empírica los agricultores adelantaron la fecha de siembra a fin de lograr una mejor cosecha (Ramírez Díaz et al., 2010). Si en el ciclo otoño-invierno se siembra demasiado pronto, las plantas sufren las temperaturas bajas del invierno en sus primeras etapas de desarrollo. Si la siembra es muy tardía, las plantas estarán expuestas a las altas temperaturas durante el periodo de llenado de grano, cuando se está formando la mazorca. Lo que ha ocurrido es que las altas temperaturas han provocado bajos rendimientos, ante lo cual los campesinos han adelantado las fechas de siembra. No obstante, en el año 2010 la siembra de maíz en Sinaloa se declaró siniestrada a causa de la sequía. El cambio climático está provocando sequías en algunas regiones y lluvia excesiva en otras. Y el clima se vuelve hasta cierto punto errático. En 2010, en Michoacán se perdió el 100% de la producción de aguacate en más de 10 000 hectáreas debido al granizo. En el Distrito Federal caen anualmente, en promedio, 743 litros de agua por metro cuadrado, pero en 2010 en tan sólo dos días, el 3 y 4 de febrero, cayeron 36 millones de metros cúbicos, lo que hundió a la ciudad en el caos. Pese a que algunos se resisten a creer que el cambio climático está en marcha, cada vez más evidencias indican que debemos prepararnos para hacer frente a las consecuencias de nuestro desarrollo. Y también a tratar de remediar esas consecuencias, en lo posible, con acciones que ayuden a contaminar menos o permitan capturar o eliminar los gases de efecto invernadero, principalmente CO2.
• Consecuencias del cambio climático en la agricultura
Juan Carlos Raya Pérez es biólogo por la Universidad Nacional Autónoma de México. Posee el grado de Doctor en Ciencias en Biotecnología de Plantas por el Cinvestav- IPN . Es profesor e investigador del Tecnológico Nacional de México en el Instituto Tecnológico de Roque. Es miembro del cuerpo de profesores de la maestría en Ciencias en Producción y Tecnología de Semillas y del doctorado en Ciencias en Producción Agroalimentaria. Es miembro fundador de la Sociedad Mexicana de Ciencia y Tecnología Agropecuaria. juancarlos.raya@gmail.com Juan Gabriel Ramírez Pimentel es ingeniero bioquímico por el Instituto Tecnológico de Celaya. Posee el grado de Doctor en Ciencias en Biotecnología de Plantas por el Cinvestav- IPN . Es profesor e investigador del Tecnológico Nacional de México en el Instituto Tecnológico de Roque. Es miembro del cuerpo de profesores de la maestría en Ciencias en Producción y Tecnología de Semillas y del doctorado en Ciencias en Producción Agroalimentaria. Es miembro fundador de la Sociedad Mexicana de Ciencia y Tecnología Agropecuaria. drjgrp2004@yahoo.com.mx César L. Aguirre Mancilla es ingeniero bioquímico por el Instituto Tecnológico de Colima. Posee el grado de Doctor en Ciencias en Biotecnología de Plantas por el Cinvestav- IPN . Es profesor e investigador del Tecnológico Nacional de México en el Instituto Tecnológico de Roque. Es miembro del cuerpo de profesores de la maestría en Ciencias en Producción y Tecnología de Semillas y del doctorado en Ciencias en Producción Agroalimentaria. Es miembro fundador de la Sociedad Mexicana de Ciencia y Tecnología Agropecuaria. cesar.aguirre.m@mail.com Jorge Covarrubias Prieto es ingeniero agrónomo por la Universidad Autónoma Chapingo y tiene el doctorado en Fitomejoramiento por la Universidad Estatal de Iowa, Estados Unidos. Es profesor e investigador del Tecnológico Nacional de México en el Instituto Tecnológico de Roque. Es miembro del cuerpo de profesores de la maestría en Ciencias en Producción y Tecnología de Semillas y del doctorado en Ciencias en Producción Agroalimentaria. Es miembro fundador de la Sociedad Mexicana de Ciencia y Tecnología Agropecuaria.
B i bl i ogr afí a Chitindingu, K., A. R. Ndhalala, C. Chapano, M. A. Benhura y M. Muchuweti (2007), “Phenolic compound contents, profiles and antioxidant activities of Amaranthus hybridus (pigweed), Brachiaria brizantha (upright brachiaria) and Panicum maximum (guinea grass)”, Journal of Food Biochemistry, 31:206-216. Larson, C. (2013), “Losing arable land, China faces stark choice: adapt or go hungry”, Science, 339:644-645. Luna Flores, M., J. R. Gutiérrez Sánchez, A. Peña Ramos, F. G. Echavarría Chairez y J. Martínez Gómez (2005), “Comportamiento de variedades precoces de maíz en la región semiárida y árida del centro norte de México”, Revista Fitotecnia Mexicana, 28:39-45. Magaña V., C. Conde, O. Sánchez y C. Gay (2000), “Evaluación de escenarios regionales de clima actual y de cambio climático futuro para México”, en V. Magaña (ed.) y C. Gay (comp), México: una visión hacia el siglo xxi. El cambio climático en México, México, Semarnap/ unam/uscsp, pp. 15–21. Philippot, L. y S. Hallin (2011), “Towards food, feed and energy crops mitigating climate change”, Trends in Plant Science, 16:476-480. Ramírez Díaz, J. L., J. J. Wong Pérez, J. A. Ruiz Corral y M. Chuela Bonaparte (2010), “Cambio de fecha de siembra del maíz en Culiacán, Sinaloa, México”, Revista Fitotecnia Mexicana, 33:61-68. Roux, F., P. Touzet, J. Cuguen y V. Le Corre (2006), “How to be early flowering: an evolutionary perspective”, Trends in Plant Science, 11:375-381. Tapia Vargas, M., M. E. Pedraza Santos, A. Larios Guzmán, I. Vidales Fernández, H. Guillén Andrade y V. L. Barradas Vázquez (2012), “Variabilidad espacial de la lluvia por efecto de un sistema antigranizo en la franja aguacatera de Michoacán”, Revista Fitotecnia Mexicana, 35:91-96. Taylor, G. T., F. E. Muller-Karger, R. C. Thunell, M. I. Scranton, Y. Astor, R. Varela, L. Troccoli-Ghinaglia, L. Lorenzoni, K. A. Fanning, S. Hameed y O. Doherty (2012), “Climate change and marine ecosystems”, Proceedings of the National Academy of Sciences, 109:19315-19320. Vigoroux, I., C. Mariac, S. de Mita, J. L. Pham, B. Gerard, I. Kapran, F. Sagnar, M. Deu, J. Chantereau, A. Ali, J. Ndjeunga, V. Luong, A. C. Thuillet, A. A. Saïdou y G. Bezancon (2011), “Selection for earlier flowering crop associated with climatic variations in the Sahel”, PLoS ONE 6(5):e19563.
jor_covarru-jrg@hotmail.com
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Carlos Rolando Ríos Soberanis nnnnnnn
Principios de una
sociedad sustentable
L a ci en ci a b á si ca d e l a r elación de caus a y efect o es conocida, p e ro con f recu en ci a n o l o s uficient e par a pr edecir los límit es de “ p u n tos si n re torn o” o inclus o par a ident ificar las afect aciones a l b i en esta r de l os se res humanos . La neces idad de avanzar hacia u n d e sa rrol l o su sten ta b le no podr ía s er más ur g ent e; es impor t an te a ctu a r hoy p a ra sa lvag uar dar nues t r a s uper vivencia y la de f utu ra s gen era ci one s.
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a primera vez que se celebró el Día del Planeta Tierra fue el 22 de abril de 1970, con el apoyo de individuos que entendían el daño infligido diariamente al medio ambiente y que los recursos naturales no durarán para siempre. Muchos años después, en octubre de 2007, Al Gore obtenía el premio Nobel por sus esfuerzos para alertar al mundo sobre el calentamiento global. En la ceremonia de la entrega del premio comentó: “La crisis climática no es un asunto político, es un reto moral y espiritual para toda la humanidad.” La influencia actual de los seres humanos en los ecosistemas difiere completamente de las interacciones de los asentamientos primitivos. La relación hombre-naturaleza se ha vuelto distante y las civilizaciones modernas tienden a afectar negativamente los ecosistemas existentes. Estas afectaciones son generalmente provocadas por el desmedido crecimiento poblacional e industrial. ¿Puede la población continuar con su estilo de vida sin dañar los ecosistemas? Tal parece que aquellos ecosistemas que se encuentran lejos de las grandes ciudades han sido los menos afectados por las actividades humanas, pero probablemente incluso éstos han resentido la contaminación del aire y la basura. En 1987, distintas naciones realizaron un informe socioeconómico para la Organización de las Naciones Unidas (onu) que se publicó en el libro titulado Nuestro futuro común (Our Common Future, Brundtland, 1987). También
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llamado Informe Brundtland, éste emplea por primera vez el término “desarrollo sostenible” (o desarrollo sustentable) definido como aquél que “satisface las necesidades del presente sin comprometer las necesidades de las futuras generaciones”. En resumen, en dicho informe se plantea que es necesario lo siguiente: ■■ ■■
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Satisfacer las necesidades humanas. Llevar a cabo dos tipos de restricciones: • Ecológicas, es decir, la conservación de nuestro planeta Tierra. • Morales: renunciar a los niveles de consumo a los que no todos los individuos puedan aspirar. Crecimiento económico en los lugares donde no se satisfacen las necesidades anteriores, es decir, en los países pobres. Control demográfico, referido principalmente a las tasas de natalidad. No poner en peligro los sistemas naturales que sostienen la vida en la Tierra. La conservación de los ecosistemas debe estar subordinada al bienestar humano, pues no todos los ecosistemas pueden ser conservados en su estado virgen. El uso de los recursos no renovables debe ser lo más eficiente posible.
El Informe Brundtland establece que el camino tomado por la sociedad global hasta entonces estaba destruyendo el ambiente y marginando cada vez más a un vasto sector de la población, dejándolo en la pobreza y la vulnerabilidad. Asimismo, exhibe la gran problemática que ha de encarar la humanidad si continúa con el crecimiento económico tradicional, y plantea la necesidad de implantar un nuevo estilo de desarrollo al que llamó sustentable. Éste debe ser más justo y equitativo, y permitir a la humanidad satisfacer sus necesidades sin comprometer la capacidad de las futuras generaciones de cubrir las suyas. “Sustentabilidad” se refiere a la capacidad de cualquier sistema de sobrevivir por un periodo determinado. En ciencia ambiental, ese sistema es la Tierra; o mejor dicho, la biosfera. La población parece olvidar un componente importante de la sustentabilidad: la duración de un periodo. A esto se debe la necesidad
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de renovación constante para mantener un equilibrio natural, misma que depende del compromiso de la población y la industria para reducir, reusar y reciclar. La arquitecta Priscilla Connolly en su artículo de 1999 “Mexico City: our common future?” (Ciudad de México: ¿nuestro futuro común?), publicado en la revista Environment and Urbanization, describe los problemas ambientales que enfrenta esta gran ciudad y cómo ha sido afectada por las políticas públicas y la carencia de estructuras demográficas que permitan un buen desarrollo urbano y poblacional. Asimismo, enfatiza la falta de una idiosincrasia que sea consciente de la problemática del crecimiento exponencial, en términos del volumen de recursos consumidos y de la contaminación producida, pues ambos nulifican la capacidad del ambiente para renovarse. Sin una forma más ordenada de hacer uso de los recursos naturales y que además los conserve, el estado de equilibrio de la Tierra se trastocará rápidamente y será difícil preservar la vida; esto se debe principalmente a que la población humana sobrepasa los límites de la capacidad del planeta para sustentarla. La sustentabilidad sólo podrá llevarse a buen término si la población y la industria comparten el mismo interés por alcanzarla, y si la legislación la salvaguarda. La sustentabilidad implica un esfuerzo complejo que va mucho más allá de simplemente reciclar botellas y reducir desperdicios. La conservación de los recursos requiere de una combinación de muchos factores y un equilibrio entre tecnología, valores sociales y liderazgo. La tecnología por sí sola no puede crear nuevos métodos que hagan sustentables los recursos naturales. Se requiere además que la sociedad cambie su manera de valorar los recursos naturales del planeta. Para alcanzar el éxito, los programas de sustentabilidad deben confrontar problemas graves, como la pobreza, la forma de operar de la industria en los últimos 100 años y el incontrolable crecimiento de la población humana. Una población sustentable es aquella que puede sobrevivir a largo plazo sin acabar con sus recursos ni dañando el medio ambiente. Esto significa que los individuos no deben generar más desperdicios de los que el proceso natural de asimilación pueda eliminar. Una
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población sustentable no debe crecer tanto que sobrepase los límites naturales. Es evidente que la actual población humana no es sustentable. Existe una ecuación bien definida que utilizan los expertos en analizar la sustentabilidad de la existencia humana sobre la Tierra. Esta ecuación establece que el impacto de los humanos sobre el planeta debe igualar la producción por medio de la prosperidad de la población, medida esta última por los productos y servicios consumidos por persona, y por el impacto sobre la Tierra al proveer estos productos y servicios. Con una población humana cada vez más grande y con el incremento en el promedio de consumo de alimentos y productos manufacturados por persona, en los últimos siglos el impacto de la especie humana en la biosfera también se ha elevado en varios órdenes de magnitud. La Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (unesco) ha definido los principios que debería tener una sociedad sustentable. En su programa Educating for a Sustainable Future (“Educar para un futuro sustentable”) presenta cuatro dimensiones de la sustentabilidad: social, ecológica, económica y política (Cloud, 2005). La social se vincula con los valores: principios de la paz y la equidad; la ecológica con la conservación; la económica con el desarrollo adecuado, y la política con la democracia. Lo anterior implica que una sociedad sustentable será aquella en la cual: ■■
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Exista una preocupación de la población por los demás y se valoren la justicia social y la paz. Exista una verdadera protección de los sistemas y recursos naturales al utilizarlos con sabiduría. Se valore el desarrollo adecuado y la satisfacción de las necesidades básicas para todo individuo. Las decisiones se tomen a través de medios justos y democráticos.
Cie ncia y t ec n o lo g ía Es innegable que la dupla ciencia y tecnología ha dado a los seres humanos la capacidad de destruirse a sí mismos. Pero si ambas se desarrollan sabiamente, es posible encauzarlas para crear un medio ambiente sus-
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tentable que propicie un estilo de vida confortable en un planeta limpio, y para que la Tierra pueda ser gozada por todo ser viviente durante generaciones. Es por lo tanto imprescindible tomar las decisiones correctas en relación con la tecnología; esto, con el objeto de que puedan ser implementadas sólo a través del consenso de la sociedad. Actualmente, más que nunca, la relación entre la tecnología y la sociedad debe tomarse con mayor seriedad por la importancia que reviste. Finalmente, tenemos que ser capaces de trabajar en armonía para intentar reducir los efectos de las tres catástrofes mundiales: el calentamiento global, la necesidad energética y la generación masiva de desperdicios. Estos problemas seguirán creciendo si no se toma una decisión drástica e inmediata que ayude al medio ambiente y por ende a nuestro planeta Tierra (Komiyama y Kraines, 2008). Este gran cambio no puede alcanzarse construyendo más plantas de tratamiento y reci-
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claje o artefactos para controlar la contaminación. Un cambio fundamental en el pensamiento, los valores y las acciones es crítico para la conservación y la supervivencia humana. Por lo tanto debe ser parte de la educación, la investigación y la interacción en la sociedad.
E n re su me n La problemática ambiental ha preocupado por largo tiempo a muchas naciones. Sin embargo, la toma de conciencia sobre la necesidad de resolverla alcanzó su cenit apenas hace unos cuantos años. Se han escrito diversas opiniones, así como dictado políticas, acuerdos y leyes que, en muchos casos, no llevan a nada en concreto. Esta información de vital importancia en numerosas ocasiones está fuera del alcance de los individuos; cabe preguntarse entonces si realmente la sociedad la conoce. ¿Cuántos acertarían si se les pre-
guntara qué significa la palabra “sustentable”? ¿Y si la conocen, practican soluciones? Considerar la extensión de esa problemática es mucho más que sólo hablar de preservación y cuidado del medio ambiente. Es trascendental que la población conozca las dificultades que habremos de enfrentar en el futuro si queremos fomentar una cultura de prevención en el presente.
Carlos Rolando Ríos Soberanis obtuvo la licenciatura en Química Industrial por la Facultad de Ingeniería Química Industrial de la Universidad Autónoma de Yucatán. Realizó la maestría y el doctorado en Tecnología de Materiales Avanzados en la Universidad de Surrey, Inglaterra. Ingresó al Centro de Investigación Científica de Yucatán en enero de 2002 como profesor-investigador en la Unidad de Materiales, donde su principal línea de investigación es la manufactura y caracterización física, química y mecánica de materiales compuestos reforzados con fibras sintéticas y naturales en forma de textiles con arquitectura definida. Mantiene proyectos en las áreas de reciclado y reutilización, como la recolección, separación y aprovechamiento de los desperdicios sólidos plásticos. Ha publicado en las principales revistas del área de materiales compuestos y participado en conferencias en países como Francia, España, Japón, Estados Unidos y México, entre otros. Es miembro de la Society of Polymers Engineering desde 2004. Realizó el año sabático en la Universidad Metropolitana de Tokio, en Japón (2009-2010) en el proyecto “Análisis de la degradación y el daño generados en materiales compuestos de matriz polimérica, cerámicos y biopolímeros, empleando la técnica de emisión acústica”. rolando@cicy.mx
R efer enci as Brundtland, G. H. (1987), Brundtland Report (Our Common Future), New York, United Nations World Commission on Environment and Development, UN. Cloud, A. (2005), Educating for a Sustainable Future. A National Environmental Education Statement for Australian Schools, Commonwealth of Australia, Curriculum Corporation Publishers. Connolly, P. (1999), “Mexico City: our common future?”, Environment and Urbanization, vol. 11, núm. 1, 53-78. Komiyama, H. y S. Kraines (2008), Vision 2050: Roadmap for a Sustainable Earth, Japan, Springer Publishing.
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invasiones biológicas en la era de la globalización
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A las e s pe cie s intro ducidas p or el ser h u m an o en n u evas region es b io ge o g rá ficas s e le s co noce com o esp ecies exóticas. En su mayoría es ta s e s pe cie s no lo g ra n sob revivir y rep rodu cirse p or sí solas. Pero l as que co ns igue n e s ta ble c erse sin la in terven ción h u m an a d irecta y expandir s us po blacio ne s m ás allá del sitio d e in trodu cción , p u eden p ro vo ca r e xtincio ne s de p lan tas y an imales, alterar la estru ctu ra de l as re de s tró ficas y lle gar a am en azar los servicios am b ien tales q u e p ro po rcio nan lo s e co s is tem as.
T
odas las especies se mueven en el espacio. Este movimiento se conoce como dispersión y es un proceso natural, importante para la persistencia de las especies y el mantenimiento de la biodiversidad en el planeta. La habilidad de las especies para alcanzar nuevos sitios se relaciona directamente con sus rasgos físicos. Por ejemplo, hay plantas como el diente de león (Taraxacum officinale) que presentan frutos con estructuras pilosas que les permiten dispersarse por acción del viento. También hay especies cuya dispersión depende de otros organismos, como sucede con los árboles tropicales que dan frutos atractivos para los animales; cuando los animales los consumen, movilizan las semillas lejos de la planta madre. Independientemente del agente dispersor, el movimiento de las especies está limitado por múltiples barreras físicas, como sistemas montañosos y océanos, que les impiden colonizar todos los sitios potencialmente disponibles para su desarrollo. Por este motivo, nuestro planeta presenta diferentes regiones biogeográficas que poseen floras y faunas únicas. Esta enorme biodiversidad, sin embargo, se halla hoy amenazada por la globalización; el creciente intercambio comercial entre diferentes regiones del planeta ha facilitado que se traspasen las barreras que limitan la dispersión de las especies. A estas especies introducidas por el ser humano en nuevas regiones biogeográficas se les conoce como especies exóticas. La mayoría de las especies exóticas que arriban a nuevos territorios no encuentran en ellos las condiciones necesarias para sobrevivir y reproducirse. Sin embargo, algunas logran establecerse sin intervención humana directa, usualmente ocupando áreas donde la biota nativa ha sido completa o parcialmente removida, como en sitios deforestados, campos de cultivos y orillas de caminos. Se considera entonces que las especies exóticas se han naturalizado en el sitio de introducción, pero si expanden sus poblaciones más allá de éste nos enfrentamos a una invasión biológica.
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Las invasiones biológicas han sido objeto de investigación por más de 50 años. Se han estudiado principalmente sus efectos sobre las especies nativas y en el funcionamiento de los ecosistemas. Hoy sabemos, por ejemplo, que las especies invasoras pueden competir con las nativas por los recursos disponibles en los sitios invadidos, y que esto puede causar extinciones locales de plantas y animales. Las especies invasoras también pueden alterar la estructura de las redes tróficas en los ecosistemas mediante la adición o eliminación de un depredador superior, desregulando así las dinámicas poblacionales de las especies nativas. En última instancia, esto afecta el flujo de materia y energía entre los compartimentos bióticos (por ejemplo, los organismos vivos) y abióticos (como el medio ambiente) de los ecosistemas, y llega a amenazar la disponibilidad y la calidad de los servicios ambientales que éstos nos prestan, como la provisión de alimentos, agua dulce y recursos energéticos. Las invasiones biológicas también pueden tener impactos importantes sobre la salud humana, como ocurre cuando vectores de enfermedades invaden una región. Es el caso del mosquito tigre africano (Aedes aegypti), que tras su arribo a nuestro continente se ha vuelto el principal vector del virus del dengue y ha causado serios problemas de salud pública en varios países. Por estos motivos, las especies invasoras son consideradas como uno de los principales factores que contribuyen al cambio ambiental global y sus impactos ecológicos
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son un grave problema que afecta el desarrollo económico y social de muchos países. Sin embargo, aun siendo conscientes de que los humanos somos los principales promotores de las invasiones biológicas, la sociedad es poco sensible a esta problemática. En el marco de la ética ambiental, cabe preguntarse entonces a qué se debe esta situación.
Los humanos y l as i nvasi ones bi o lóg i ca s El papel que desempeñamos los humanos en las invasiones biológicas se deriva de nuestra capacidad de modificar los ecosistemas. No obstante, no somos los únicos organismos con esta habilidad. Un ejemplo son los castores americanos (Castor canadensis), que construyen presas en los cauces de agua para regular la disponibilidad de recursos y las condiciones abióticas de su entorno. A los organismos capaces de modificar el medio ambiente, incluidos los seres humanos, se les denomina ingenieros ecosistémicos (Jones y cols., 1994). Sin embargo, a diferencia de otras especies, nuestro impacto sobre los ecosistemas es extremadamente profundo y complejo; genera cambios irreversibles, a gran velocidad y con consecuencias globales. Esto se halla ligado a nuestra percepción de la naturaleza, ya que somos la única especie capaz de modificar integralmente nuestro entorno para obtener alimentos, combustibles, refugio y otros beneficios. En este intento por perpetuar nuestra existencia, también movilizamos especies que nos permiten aprovisionarnos fácilmente de esos recursos. Sin embargo, la movilización intencional de estas especies se ha convertido en un gran riesgo para la biodiversidad en algunos sitios. Un ejemplo histórico es el movimiento de granos de cebada (Hordeum vulgare) desde Europa hacia América por más de cinco siglos con fines agrícolas. Actualmente, la cebada ha “escapado” de los campos de cultivo e invadido los ecosistemas naturales de nuestro continente, llegando incluso a competir con especies herbáceas nativas por recursos y espacio (Knops y cols., 1995). Además de plantas de cultivo, los humanos movilizamos varias especies de animales que se hallan estrechamente ligadas a nuestras cultu-
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ras, pero que también pueden tener profundos efectos sobre la biota nativa tras ser introducidas en nuevas regiones. Quizá, el ejemplo más recurrente y mejor documentado de esta situación es el de los gatos domésticos (Felis silvestris catus), que fueron movilizados desde Europa hacia Oceanía y América entre los siglos xv y xviii. En el caso particular de México, la introducción de gatos domésticos en las islas del Golfo de California ha llevado a la extinción de varias especies de aves y otros vertebrados nativos (Aguirre-Muñoz y Mendoza-Alfaro, 2009). Los ejemplos anteriores ilustran claramente que los seres humanos somos los principales responsables de las invasiones biológicas y que este fenómeno constituye un grave problema a escala global. Sin embargo, resulta muy difícil estimar cuál es la percepción real que tiene el hombre de las especies invasoras. Esto se debe en gran medida a la diversidad de valoraciones económicas y culturales que otorgan los diferentes grupos sociales, incluso dentro de un mismo país, a los bienes y servicios que les proporcionan las especies exóticas. Por ello, aunque las ciencias ecológicas pueden aportar información valiosa sobre los impactos de las invasiones biológicas, es necesario tener en cuenta que la prevención y erradicación de estas invasiones deben abordarse desde un punto de vista social.
L a pe rce pc ió n so c ia l d e la s esp ec i es in v a sora s En la percepción social de las especies invasoras hay un componente subjetivo importante en cuanto a la apreciación de sus consecuencias. Por ejemplo, una especie invasora puede ser considerada un agente benéfico por un sector de la sociedad que le otorga un elevado valor cultural, pero otros sectores pueden verla como un agente perjudicial si afecta sus fuentes de ingresos. Este es el caso de muchas plantas ornamentales que fueron introducidas en áreas urbanas, donde se perciben como un elemento que mejora la calidad de vida de los habitan-
tes. Sin embargo, la dispersión de estas especies a las áreas rurales puede causar pérdidas económicas sustanciales a los agricultores (Sharma y cols., 2005). Así, la valoración ética de las invasiones biológicas dependerá del contexto cultural en que esté inmerso cada actor social. La percepción social de las especies invasoras también se relaciona con el momento de introducción de las mismas. En estudios realizados con personas que tienen diferentes percepciones sobre la importancia de la biodiversidad como agente generador de servicios ambientales, se encontró que la sociedad percibe como una amenaza mayor a las especies exóticas introducidas recientemente, mientras que tiende a ignorar los impactos de las que fueron introducidas mucho tiempo atrás. Asimismo, las especies invasoras que fueron introducidas hace más de un siglo no parecen generar preocupación alguna en la población y, por lo tanto, los ciudadanos son indiferentes a su erradicación (García-Murillo, 2005). En este escenario, los tomadores de decisiones deben afrontar un problema complejo, pues hay que considerar múltiples factores antes de diseñar medidas de erradicación y control de especies invasoras. En un intento por unificar estos criterios se ha propuesto que la valoración económica de las invasiones biológicas puede ser una herramienta útil, ya que cuantifica lo que la sociedad pierde en términos monetarios por las especies invasoras y estima cuánto costaría minimizar sus
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impactos (Born y cols., 2005). Estos análisis, sin embargo, tienden a ignorar el valor cultural de las especies exóticas en el contexto social. Por ello, si una especie invasora es un elemento cultural relevante, la misma sociedad podría resistirse a su erradicación y control. Así, los planes de acción destinados a reducir los efectos negativos de las invasiones biológicas sobre los ecosistemas y el bienestar humano deben ser más incluyentes, tomando en cuenta el componente social del problema. En una primera instancia, esto implica desarrollar políticas públicas de sensibilización ambiental que sean efectivas y bien dirigidas hacia tres sectores de la sociedad: (1) el sector gubernamental, que toma las decisiones acerca de cuáles especies exóticas pueden introducirse en un país y bajo qué condiciones; (2) el sector productivo, que es el usuario potencial de estas especies y quien recibirá los principales beneficios económicos que puedan obtenerse de ellas; y (3) los habitantes de las zonas invadidas por especies provenientes de otras regiones, ya que ellos debieran ser los principales actores involucrados en el desarrollo de los planes de erradicación y control de las mismas. La implementación de estas políticas puede constituir un gran avance para alcanzar el desarrollo sustentable de un país pero, como veremos a continuación, usualmente existen problemas sociales que requieren ser atendidos antes de formular planes para la erradicación y control de las especies invasoras.
Cómo se v e el p ro b lem a d esd e M éxi co Más allá de la necesidad de sensibilizar a la sociedad sobre el problema que representan las invasiones biológicas, hay limitantes que los tomadores de decisiones deben afrontar antes de implementar cualquier plan para su erradicación y control. Hay que preguntarse hasta qué punto los países en vías de desarrollo pueden disminuir la velocidad de su crecimiento económico para reducir los impactos de especies invasoras. La respuesta a esta pregunta es crítica, especialmente cuando algunas de estas especies generan beneficios importantes para la sociedad. En Chile y Argentina, por
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ejemplo, extensas áreas de bosques nativos han sido reemplazadas por plantaciones de coníferas norteamericanas para generar productos maderables y pulpa de celulosa para la industria papelera. Desde el punto de vista social, esta actividad se percibe positivamente porque genera una cantidad sustancial de empleos y recursos económicos. Pero desde el punto de vista científico la percepción es otra: se ha documentado que algunas de estas especies han invadido ecosistemas nativos con consecuencias negativas sobre su biota (Simberloff y cols., 2002). También es relevante notar que tanto el número de especies invasoras como la magnitud de sus impactos se relacionan directamente con el desarrollo económico, donde los países más desarrollados tienden a tener más invasiones biológicas que los menos desarrollados (Leprieur y cols., 2008). Cabe pensar, entonces, que las invasiones biológicas son una consecuencia inminente del desarrollo económico en países que, como México, tienden a incrementar sus tasas de intercambio comercial con otras regiones del planeta para promover el bienestar de la sociedad. Ante este panorama, los tomadores de decisiones deben confrontar los beneficios del desarrollo económico con los riesgos potenciales que el mismo implica para la biodiversidad. México, en particular, alberga 10% de la diversidad de plantas y animales que existen en el planeta y por ello se le considera un país megadiverso. A esto se suma que nuestro país contiene la mayor diversidad de ecosistemas en el mundo, los cuales nos proporcionan un gran número de servicios ambientales y constituyen parte importante de nuestro patrimonio cultural. Así, aunque un aumento del intercambio comercial podría incrementar el bienestar económico de la sociedad mexicana, también puede perjudicarla si esto aumenta el arribo de especies exóticas con potencial para invadir nuestros ecosistemas y causar pérdidas de servicios ambientales. México cuenta ya con algunas iniciativas para hacer frente al problema de las invasiones biológicas, como el Sistema de Información sobre Especies Invasoras en México (Conabio, 2012) y la Estrategia Nacional sobre Especies Invasoras en México (Comi-
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té Asesor Nacional sobre Especies Invasoras, 2010). Indudablemente, ambos documentos representan un avance importante hacia la conciliación del desarrollo económico del país con la prevención y erradicación de las invasiones biológicas. Sin embargo, aún se desconocen muchas de las especies invasoras que hay en México y cuáles son sus efectos sobre nuestra biodiversidad. Esto representa un gran desafío, especialmente para el sector científico del país, ya que es necesario contar con mucha más información empírica sobre la extensión actual de las invasiones biológicas y sus efectos ecológicos. No obstante, generar esta información carecería de sentido a menos que llegue a manos de los tomadores de decisiones. En este contexto, la palabra sostenibilidad toma un nuevo significado al resaltar la necesidad de establecer un marco de diálogo abierto entre los sectores gubernamental, productivo y científico de la sociedad, lo cual permitiría promover nuestro bienestar económico sin perjudicar el derecho de las próximas generaciones de ciudadanos a disponer libremente de los servicios ambientales que proveen los ecosistemas.
Marcela Avendaño-González cursa la maestría en Ciencias Ambientales del Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, donde desarrolla investigaciones sobre el impacto de las invasiones biológicas en las especies nativas de México. marcela.avedano@ipicyt.edu.mx Beatriz E. Arreola-Martínez es estudiante doctoral de los Programas Multidisciplinarios de Posgrado en Ciencias Ambientales de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí. Ha enfocado su investigación en la modelación de la distribución de agentes vectores de enfermedades. beatrizarreola@hotmail.com Ernesto I. Badano es Profesor-Investigador Titular de la División
B i bl i ogr afí a Aguirre-Muñoz, A. y R. Mendoza-Alfaro (2009), “Especies exóticas invasoras: impactos sobre las poblaciones de flora y fauna, los procesos ecológicos y la economía”, en J. Sarukhán, R. Dirzo, R. González e I. J. March (comps.), Capital natural de México, vol. II, México, Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad. Born, W., F. Rauschmayer e I. Bräuer (2005), “Economic evaluation of biological invasions: a survey”, Ecological Economics, 55:321-336. Comité Asesor Nacional sobre Especies Invasoras (2010), “Estrategia nacional sobre especies invasoras en México, prevención, control y erradicación”, México, Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad/Comisión Nacional de Áreas Protegidas/ Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales. Disponible en: <http://www.conanp.gob.mx>. Consultado el 28 de mayo de 2013. Conabio (2012), “Sistema de información sobre especies invasoras en México”, México, Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad. Disponible en: <http://www.conabio.gob.mx/invasoras>. Consultado el 28 de mayo de 2013. García-Murillo, P. (2005), “Reconstrucción del paisaje del Abalario: un referente para la restauración ambiental en Doñana”, en C. Martín y F. García-Novo (eds.), Doñana: agua y biosfera, Madrid, Confederación Hidrográfica del Guadalquivir-Ministerio de Medio Ambiente. Jones, C. G., J. H. Lawton y M. Shachak (1994), “Organisms as ecosystem engineers”, Oikos, 69:373-386. Knops, J. M. H., J. R. Griffin y A. C. Royalty (1995), “Introduced and native plants of the Hastings Reservation, central coastal California: a comparison”, Biological Conservation, 71:115-123. Leprieur, F., O. Beauchard, S. Blanchet, T. Oberdorff y S. Brosse (2008), “Fish invasions in the world’s river systems: when natural processes are blurred by human activities”, PLoS Biology, 6:e28. Sharma, G. P., A. S. Raghubanshi y J. S. Singh (2005), “Lantana invasion: an overview”, Weed Biology and Management, 5:157-165. Simberloff, D., M. A. Relva y M. Núñez (2002), “Gringos en el bosque: introduced tree invasion in a native Nothofagus/Austrocedrus forest”, Biological Invasions, 4: 35-53.
de Ciencias Ambientales del Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica. Es especialista en ecología de comunidades y parte de sus investigaciones se centran en evaluar las relaciones entre biodiversidad e invasiones biológicas. ernesto.badano@ipicyt.edu.mx
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Daniel Balleza nnnnnnn
Nanoválvulas de seguridad en bacterias E l a gua e s funda me ntal p ara la vid a. A escala celu lar, la regu lación d el vo lume n de la cé lula median te el con trol del flu jo de agu a a través de la me mbra na e s vital. En b acterias, la ad ap tación an te los cam b ios s úbito s e n la pre s ió n o s mótica es u n o d e los factores m ás im p ortan te s para s u s upe rvive ncia. A la man era d e las válvu las de segu ridad dis e ña da s e n inge nie ría q u ímica p ara lib erar el exceso de p resión de un fluido , lo s cana le s mecan osen sib les en célu las p rocarion tes h an e vo lucio na do has ta s e r cap aces de regu lar la p resión celu lar inte rna que ge ne ra e l flu jo excesivo de agu a.
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E
l concepto válvula de seguridad comúnmente se asocia con los complejos sistemas de tuberías de las grandes plantas de procesamiento de compuestos químicos peligrosos; cuando la presión interna de estos sistemas supera ciertos límites, la simple operación de dichas válvulas supone la liberación del exceso de presión y se mantiene así el equilibrio y buen funcionamiento del equipo industrial. Difícilmente podríamos imaginar que en organismos tan pequeños como las bacterias han evolucionado proteínas encargadas de llevar a cabo esa misma función. Como las células de todo ser vivo, las bacterias están delimitadas por una membrana compuesta de una doble capa (bicapa) de moléculas anfipáticas (aquéllas que son afines al agua y a solventes orgánicos, como el aceite), llamadas también fosfolípidos. Su naturaleza anfipática se debe a que el grupo fosfato, que forma parte de la “cabeza” de la molécula, es soluble en solventes polares como el agua, mientras que los ácidos grasos que forman las “colas” son solubles en solventes orgánicos o apolares. Las bicapas lipídicas están formadas por dos monocapas compuestas y estructuradas, en esencia, de la misma forma. Cada monocapa es un conjunto de fosfolípidos empaquetados gracias a diversas interacciones moleculares que los mantienen adyacentes no covalentes (Figura 1A). Las membranas biológicas tienen así la importante tarea de favorecer o no el flujo de moléculas disueltas en el medio acuoso que las rodea. Cuentan para ello con una gran diversidad de las llamadas proteínas integrales de membrana que desempeñan diferentes funciones bioquímicas, entre las que destacan los canales iónicos. La activación de estos canales, que depende de ciertos estímulos tanto físicos como químicos, favorece el flujo de ciertos solutos (iones) a través de la membrana. De la gran diversidad de canales iónicos conocidos, aquéllos que son sensibles a estímulos mecánicos, los llamados canales mecanosensibles o ms, actúan como válvulas de seguridad en bacterias.
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A
Colina Fosfato Glicerol
Ácido graso
Cabeza hidrófila Cabeza Colas
Colas hidrófobas
C=C< Fosfolípido
Bicapa lipídica
B HM
HM
2Dc
2dc
u0
Compresión
Curvatura
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Figura 1. (A) El grupo polar y el fosfato integran la “cabeza” de los fosfolípidos, mientras que los ácidos grasos, las colas. Por la aposición de dos monocapas se forman las bicapas lipídicas. Las membranas biológicas poseen una gran diversidad de proteínas y son semipermeables. (B) Durante un incremento en la tensión lateral, el grosor hidrofóbico (2Dc) de una bicapa se reduce (u 0 ) debido a la compresión mecánica de los lípidos a nivel del acople hidrofóbico ( HM ) con la proteína, lo cual abre los canales MS .
Para su función, estas proteínas dependen de manera muy estrecha de las propiedades físicas que tienen los lípidos en los cuales se encuentran inmersas. Como todo material, esto es, cualquier conglomerado de materia, las membranas poseen un conjunto de propiedades “materiales” que incluyen: grosor, grado de compactación, curvatura intrínseca, elasticidad, viscosidad, rigidez, asimetría y carga (Andersen y Koeppe, 2007; Phillips y cols., 2009). Imaginemos un globo de hule; dadas las propiedades del polímero con el que esté fabricado, podemos curvarlo, estirarlo, expandirlo o contraerlo dentro de ciertos límites. Al llenarlo de agua tenderá a incrementar su volumen, tensando cada vez más su superficie hasta ceder y romperse por exceso de la tensión lateral generada. La única manera de liberar esa tensión es reducir de alguna manera el volumen interno del globo, por ejemplo pinchándolo cuidadosamente y liberando así un poco de agua. Este símil resulta particularmente útil para entender la función de los canales ms, ya que precisamente crean po-
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ros acuosos en las membranas bajo tensión y con ello liberan el exceso de presión interna. Ahora bien, las interacciones de los canales iónicos ms con su entorno lipídico no es exclusiva para esta clase de proteínas, ya que en menor o mayor grado toda proteína integral de membrana interactúa con las propiedades materiales de las membranas, lo que hace que este fenómeno sea universal. Las interacciones más importantes ocurren principalmente debido al acoplamiento entre la fase hidrofóbica de la bicapa respecto a los dominios hidrofóbicos de las proteínas interactuantes (véase dominio de contacto en la Figura 1B), pero también por la interacción de la superficie de la proteína con cada una de las dos fases acuosas.
El descubr i mi ento de l os canal es i óni cos mecanosensi bl es El hallazgo de estos canales iónicos fue posible por el perfeccionamiento de la técnica de registro electro-
• Nanoválvulas de seguridad en bacterias
MscS Compuestos anfipáticos
MscL Voltaje N-terminal TM1 TM2
Compuestos anfipáticos
Campos magnéticos
Temperatura
Lazo periplásmico Tensión alta
TM1 Tensión baja
Gd3+ Parabenos
TM3 Presión hidrostática C-terminal
TM2
N-terminal
Gd3+ Parabenos
pH
C-terminal
AA
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Figura 2. Estructuras de los canales MS bacterianos, mejor conocidos como canales de baja conductancia, activados a tensiones pequeñas, MscS, y de alta conductancia, activados a tensiones elevadas, MscL, con algunos de los principales reguladores de su actividad. AA: Ácido araquidónico.
fisiológico en microáreas de membrana conocida como patch-clamp, y por el descubrimiento de ciertos fármacos capaces de inhibir la septación en bacterias. Dicha técnica permite el registro de corrientes iónicas celulares en tiempo real. Por otra parte, el uso de la cefalexina, una cefalosporina capaz de inhibir la septación en bacterias (microorganismos de dimensiones entre 0.5 y 5 µm), permite la formación de esferoplastos gigantes, dando acceso al registro de canales iónicos bacterianos en su contexto celular, esto es, in vivo (Booth y cols., 2007). Así, durante la década de los años ochenta del siglo xx esta técnica se adaptó para el estudio de los primeros canales ms en Escherichia coli, lo cual abrió todo un campo de estudio en la biofísica de las proteínas de membrana. Ahora sabemos que los canales ms se hallan en las membranas celulares de los organismos que integran los tres dominios del árbol de la vida: los encontramos en bacterias gram-positivas y gram-negativas, en arqueobacterias y en células eucariontes. Para estas últimas se han reportado canales ms tanto en levaduras como en diversos protozoarios patógenos y también en los cloroplastos de las células vegetales. En plantas, los canales ms descubiertos a la fecha regulan el tamaño y la división de tales organelos e, incluso, participan en respuestas gravitrópicas y señalización por calcio intracelular (Haswell, 2007). Toda esta gama de respuestas celulares y la amplia distribución de los canales ms
en los seres vivos, sugiere la particular importancia de estas proteínas en la evolución celular. Pese a que algunas familias no comparten estrictamente homología a nivel de su secuencia de aminoácidos y dado que sus estructuras pueden ser muy diferentes (por ejemplo, al comparar las estructuras de los canales MscS y MscL, véase Figura 2), su respuesta a la tensión membranal es en general muy similar, tanto en procariontes como en eucariontes (Martinac, 2011). Por lo tanto, ahora creemos que los estímulos mecánicos pueden considerarse como uno de los más ancestrales y probablemente universales en todo ser vivo.
¿ Qué tan di ver sos son l os canal es MS ? Como apuntamos antes, los canales ms son aquéllos que se activan en respuesta a cierta clase de perturbaciones mecánicas, particularmente ante los incrementos en la tensión lateral de la bicapa lipídica. Sin embargo, existen otros canales que interactúan con proteínas filamentosas del citoesqueleto y también se consideran mecanosensibles. Como es habitual, los canales mejor estudiados son los de células procariontes. En E. coli se han descubierto, al menos, cuatro tipos diferentes de canales ms (Booth y Blount, 2012). De todos ellos, el que más se ha estudiado es el canal ms de alta conductancia, conocido como “MscL” por sus siglas en inglés (Mechanosensitive Channel of
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Las propiedades materiales de las membranas biológicas regulan la actividad de las proteínas de membrana, incluidos de manera importante los canales mecanosensibles ( MS )
Large Conductance) y de aproximadamente 3×10–9 S ó ~3 nS.1 Para darnos una idea de la magnitud de esta conductancia, digamos que tiene el potencial de desplazar, mediante difusión simple, de 10 a 20 veces más corriente iónica que un canal selectivo al ion potasio (K+). Por ejemplo, el canal KcsA de Streptomyces lividans posee una conductancia unitaria, dependiendo de la composición lipídica donde se encuentre, de entre 120×10–12 y 200×10–12 S; esto es, de 120 a 200 pS. Incluso en los llamados maxi-canales de K+ humanos (canales bk) la conductancia oscila entre 250 y 350 pS. La proteína MscL forma pentámeros y se ha demostrado que cada monómero está constituido por dos hélices alfa transmembranales, tm1 y tm2 (Figura 2). Estos canales sólo se han encontrado en Bacillus, Lactobacillus, Haemophillus, Pseudomonas, Rhizobium y Vibrio, en algunas arqueobacterias y posiblemente los haya en hongos microscópicos como Neurospora o Aspergillus. De los canales hasta ahora caracterizados, se sabe que poseen interesantes propiedades de activación y gating,2 dependientes de las diferentes composiciones lipídicas en cada organismo. De esta manera, se han agrupado La conductancia eléctrica (G) es la propiedad de transportar o desplazar carga eléctrica a través de un cuerpo; su unidad de medida en el Sistema Internacional de Unidades es el siemens, S, en honor al ingeniero alemán Werner von Siemens. El inverso de esta propiedad es la resistencia eléctrica (R), cuya unidad de medida en este mismo sistema es el ohm (W), nombre de su descubridor, el físico alemán Georg Simon Ohm. 2 En electrofisiología, el término en inglés gating (de gate: compuerta) se refiere a la apertura o activación y al cierre por desactivación o bien por inactivación de los canales iónicos. Es un término que remite a la actividad fisiológica de estas proteínas. Sin embargo, debe aclararse que el mecanismo de inactivación de los canales iónicos no implica el cierre del canal, ya que muchas veces la compuerta de activación y cierre es independiente, en términos moleculares, de la de inactivación. 1
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en una sola familia aquellas proteínas con elevada homología al canal MscL. La otra gran familia de canales ms en procariontes corresponde a los homólogos del canal de baja conductancia (ms channel of small conductance, MscS) de E. coli. Éstos se han hallado esencialmente en todos los organismos con paredes celulares, incluyendo bacterias, arqueobacterias, protistas, hongos y plantas, pero no en animales. A diferencia de la familia anterior, estos canales son proteínas más grandes y forman heptámeros (al menos en E. coli, Thermoanaerobacter y Helicobacter). Poseen tres segmentos tm, de los cuales el más interno (tm3) exhibe cierta homología con el fragmento interno tm1 del canal de alta conductancia MscL. En este caso las conductancias unitarias registradas para estos canales son del orden de 1 nS, menores que las del canal anterior, de ahí su nombre. A diferencia del mecanismo de activación de los canales MscL, que se detallará más adelante, el mecanismo de apertura de los canales MscS es más intrincado y sutil, probablemente debido a que, si bien la proteína misma es más grande, forma poros más pequeños y responde más finamente a los incrementos en la tensión membranal. Los canales de la familia MscS responden también a las diferencias de voltaje a través de la membrana, además de que algunos homólogos presentan un fenómeno conocido como inactivación. Aunque éste es poco común en esta familia, resulta interesante debido a su posible papel fisiológico, pues insensibiliza estos canales ante la tensión sostenida, lo cual puede prevenir el flujo excesivo de importantes moléculas intracelulares, osmóticamente activas (osmolitos). Este fenómeno contrasta con el mecanismo de inactivación presente en la mayoría de los canales activados por voltaje y selectivos a Na+, K+ o Ca2+ en células eucariontes. La principal diferencia radica en que, mientras estos canales se inactivan principalmente mientras se encuentran abiertos (regulando así la duración de los potenciales de acción, por ejemplo), la inactivación descrita para el canal MscS de E. coli sucede cuando el canal está cerrado y ya no responde al estímulo mecánico, lo cual insensibiliza la proteína al exceso de tensión membranal (Kamaraju y cols., 2011). Más adelante se comparará esta actividad con la actividad “todo o nada” del canal MscL.
• Nanoválvulas de seguridad en bacterias
A
B
Dominio MscS-Like
Dominio de unión a AMPc
MscL
MscS
MscK Escherichia coli
MscM/YbdG
MSC1
MSL10
Chlamydomonas reinhardtii
MSL3
Arabidopsis thaliana
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Figura 3. Familia de canales MS de pequeña conductancia “MscS-like”. (A) Posible estructura del canal bCNG, basada en la estructura del canal MscS. (B) Topologías de algunos de los canales MS , descritos en microorganismos y organelos vegetales.
Finalmente, dentro de la familia MscS existe un subgrupo de proteínas con homologías relativamente altas a nivel de los aminoácidos que componen la fracción transmembranal tm3 de las mismas. Se cree que en general estas proteínas cumplen funciones similares a las reportadas para el canal MscS de E. coli; esto es, que participan como válvulas de seguridad ante choques hipoosmóticos. Sin embargo, curiosamente algunos homólogos en otras células procariontes y organelos vegetales parecen tener funciones que se apartan casi por completo de este concepto. Son proteínas que se han estudiado poco y se les agrupa genéricamente como canales MscS-like. Por el momento, solamente se ha establecido que integran una superfamilia que comprende canales activados por diferentes estímulos, incluidos no sólo el incremento en la tensión lateral de las membranas, sino también su activación por nucleótidos cíclicos, su respuesta a los estados de óxido-reducción celulares e influjos de Ca2+ intracelular. Estos mecanismos a su vez participan en una gran variedad de vías de señalización celular y secreción de aminoácidos (Figura 3) (Malcolm y Maurer, 2012). Sin embargo, ahora contamos con información importante acerca de los canales ms presentes no sólo en células procariontes, sino también en eucariontes. Los canales de la familia trp (Transient Receptor Potential) del tipo Piezo (del griego πι′εση, presión), los canales de K+ de dos poros trek y los canales de la familia deg/ enac (degenerinas y canales de sodio epiteliales, sen-
sibles a amilorida)3 se han descrito también como mecanosensibles. Estas proteínas participan en procesos relacionados con la percepción mecánica, la sensación de dolor y la audición en organismos superiores. Pero, ¿responden tales canales de manera análoga a los canales de origen bacteriano ante los choques hipoosmóticos que activan a estos últimos? Aún no lo sabemos a detalle, pero empezamos a comprender que al menos en parte esto podría ser así. En bacterias y plantas, las células se encuentran rodeadas por una pared celular rígida compuesta de polisacáridos, lo que les permite mantener una alta presión osmótica (ΔΠ) del orden de decenas de atmósferas (1 atm = 760 mmHg). En contraste, las células animales mantienen su equilibrio osmótico con el microambiente de manera activa, dado que sus membranas son fácilmente distensibles y no son capaces de mantener altos valores de ΔΠ. Esto significa que el mantenimiento del volumen celular en animales requiere un gasto continuo de energía que se realiza principalmente por el funcionamiento de la bomba de Na/K, una atpasa4 tipo –P que bombea constantemente iones Na+ al medio externo y simultá3 La amilorida es un fármaco diurético que se administra en el tratamiento de la hipertensión y en la insuficiencia cardíaca congestiva. 4 Las atpasas son enzimas capaces de producir la hidrólisis del adenosín trifosfato (atp), transformándolo en adenosín difosfato (adp), liberando un ion fosfato (PO4–3). Esta reacción es exergónica, dado que libera energía y ésta puede ser utilizada para llevar a cabo otras reacciones químicas.
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Osmolaridad baja. Células en balance osmótico
Plasmólisis
Choque hiper-osmótico
Flujo de agua al interior celular por síntesis de osmolitos
Choque hipo-osmótico
Activación de canales MS y salida de osmolitos
Recuperación. Osmolaridad baja
Choque hipo-osmótico
Lisis por ausencia de canales MS
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Figura 4. Nanoválvulas en acción: papel fisiológico de los canales MS bacterianos en células sometidas a estrés osmótico.
neamente acumula iones K+ en el citosol, equilibrando así la diferencia de potencial a través de la membrana. Las bacterias también poseen tales bombas, pero al ser organismos más expuestos a los cambios drásticos de su entorno son los canales ms los que constituyen las válvulas de seguridad que se activan cuando la pared celular y las bombas iónicas no son suficientes para lidiar con cambios hipoosmóticos severos.
Na n ov á l vu la s en a c c ió n : c a n a les m s ba cte rian o s y el c o n t ro l o sm ó t ico ce l ul ar ¿Cómo funcionan entonces los canales ms? Las bacterias viven y prosperan en los ambientes más diversos de nuestro planeta. Muchas de ellas están continuamente expuestas a “choques” hipoosmóticos por la entrada súbita de grandes cantidades de agua al citosol. En estas condiciones liberan rápidamente iones hidratados y otros osmolitos gracias a la apertura de sus canales ms, equilibrando así el potencial osmótico original. Recordemos que la ósmosis puede entenderse a partir de la idea de que el flujo de agua a través de una membrana semipermeable favorece la disolución de osmolitos dentro o fuera de la célula. Así, mediante su difusión simple, el flujo de agua siempre dependerá de las
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concentraciones relativas de los osmolitos orgánicos e inorgánicos a través de la membrana. Por ejemplo, durante el crecimiento bacteriano en medios acuosos de baja osmolaridad las células acumulan metabólicamente una gran cantidad de iones K+, aminoácidos como el glutamato y moléculas como la glicina-betaína, que favorecen la generación de una presión de turgencia del orden de ~4 atm. De esta manera, la célula se encuentra en equilibrio con la resistencia que ofrece la pared celular y, en bacterias gram-negativas, con la membrana externa. En tales condiciones las células están en equilibrio osmótico con su ambiente y los canales ms permanecen cerrados. No obstante, cuando el microambiente es aún más bajo en osmolaridad, esto es, se torna hipoosmótico, se genera un gradiente de ΔΠ que facilita así la entrada de agua a la célula e incrementa la turgencia de la misma, lo cual a su vez aumenta la tensión membranal (recordemos la metáfora del globo). Este aumento en la tensión de la membrana es el estímulo que induce a los canales ms a cambiar su conformación hacia un estado abierto al expandirse también la proteína, evitando la muerte celular por lisis (Figuras 4 y 5) (Booth y cols., 2007). Resulta entonces evidente que, de nuevo en contraste con los canales iónicos más estudiados (aquéllos que son selectivos a K+ o Na+, por ejemplo), los canales
• Nanoválvulas de seguridad en bacterias
A
B
Lazo perimplásmico
Cerrado Periplasma
TM1
TM
TM2
2
S1
Inclinación Hélice citosólica
Abierto
u0 Citosol
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Figura 5. (A) Representación esquemática del acople hidrofóbico del fragmento TM 2 del canal MscL ante un incremento en la tensión lateral de la bicapa y su adelgazamiento resultante, abriendo el canal. Nótese un residuo cíclico (Tyr o Trp) en la parte externa de la membrana con la función de anclaje, mientras que el residuo en azul (Lys o Arg) se proyecta al citosol y permite un libre movimiento de la hélice alfa (snorkeling), adaptándose al adelgazamiento de la membrana bajo tensión mediante la interacción electrostática entre la carga positiva del residuo y la superficie interna de la membrana. (B) Modelos del canal MscL en su estado cerrado y abierto (Cortesía del Dr. S. Sukharev).
bacterianos no son selectivos en absoluto a ningún tipo de ión, al carecer de “filtros de selectividad” y formar grandes orificios regulables en las membranas. Las magnitudes de los diámetros internos de los poros de ~13 Å para el canal MscS y de 25 a 30 Å para el MscL en sus estados abiertos son la razón de su falta de selectividad, aunque también sabemos que los homólogos al canal MscS tienen cierta preferencia al flujo de aniones. Comparativamente, el diámetro del poro de un canal KcsA en estado abierto posee una geometría óptima para transportar un ion K+ no hidratado de 1.33 Å. Su estructura permite la estricta selectividad a este ión y así exhibe su característica conductancia del orden de picosiemens. Sin embargo, para inducir el estado abierto de los canales ms es necesario activarlos mediante la tensión lateral, fenómeno que no es preciso para los canales selectivos: en el caso de los canales homólogos al MscS se requiere aplicar una tensión de ~5 dyn/cm,5 mientras que para los canales de alta conductancia MscL la tensión que debe aplicarse es de ms
~12 dyn/cm. Esta última es muy cercana a la tensión requerida para provocar lisis celular (15 dyn/cm), por lo que la actividad del canal MscL es “todo o nada”, ganar (abrir) o morir (lisis), mientras que el canal tipo MscS está más finamente regulado y participa en otros procesos celulares.
Gracias a dos tipos de interacciones moleculares, lípido-proteína e hidrofóbicas-hidrofílicas, los canales MS regulan su actividad de apertura de manera coordinada con la fisiología celular
5 En física, la dina (del griego δυ′ναμις; dynamis, fuerza) es una unidad de fuerza equivalente a 10 µN (microNewtons). Se define como la fuerza necesaria para acelerar una masa de 1 g a una velocidad de 1 cm/s2.
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E l f u tu ro : a c t iv a c ió n d e c a n a les MS ba cte ria n o s y su p o t en c ia l uso te rap é ut ic o Dada su simplicidad estructural, el canal de alta conductancia MscL ha sido el modelo arquetípico para el estudio de los canales ms en general, donde sólo los cambios en las propiedades mecánicas de la membrana están relacionados directamente con su actividad, sin que estén implicados otros elementos celulares asociados. Como hemos detallado antes, este canal se encuentra en estado cerrado cuando la membrana no está bajo estrés mecánico, con una tensión lateral cercana a 1 dyn/cm. Sin embargo, cuando se incrementa experimentalmente la tensión de la bicapa, ésta se adelgaza dependiendo de sus propiedades materiales, específicamente de su composición, la fluidez de su fase hidrofóbica y su grado de compactación o compresibilidad. Como consecuencia, la conformación de la proteína se reajusta y se forma un poro acuoso mediante la inclinación y expansión acoplada de sus segmentos tm (Figura 5). En el laboratorio, ahora somos capaces de regular la apertura de estos canales mediante otros estímulos. Podemos, por ejemplo, modificar la composición de la bicapa con la inserción de lisolípidos “cónicos” con una sola cola hidrófoba, agregar anestésicos locales como los parabenos —derivados del ácido hydroxibenzoico— y agregar ácidos grasos poli-insaturados como el ácido araquidónico y lantánidos como el La3+ y el Gd3+. Todos estos tratamientos provocan alguna clase de modificación del gating de estos canales iónicos, aun en ausencia de tensión membranal, sólo mediante la modificación de las propiedades mecánicas de la membrana en sí misma (Perozo y cols., 2002). Otros parámetros físicos como la temperatura, los campos magnéticos estáticos (smf) y los cambios en la presión hidrostática (hhp) también pueden regular la apertura de estos canales, con el mismo principio básico de perturbación de las propiedades mecánicas de la bicapa (Martinac, 2011). Además, los canales de la familia MscL se han estudiado de manera intensiva utilizando ingeniería genética con el objetivo de diseñar nanoválvulas específicas incorporadas a liposomas para usarlas, por ejemplo, como vías de liberación de fármacos específicos mediante el uso de luz uv o cambios en el pH celular.
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Dada la gran importancia de los canales ms en la fisiología celular, éstos son candidatos interesantes para el control de patógenos que provocan ciertas enfermedades. Muchos canales MscS-like y Piezo se han encontrado en los genomas de protozoos patógenos; al no existir homólogos conocidos en el genoma humano, se abre la posibilidad de diseñar fármacos capaces de inhibir la actividad de estos canales como un posible tratamiento terapéutico. Finalmente, resulta muy interesante –y estimulante para su investigación– el hecho de que estos canales sean capaces de disipar gradientes de concentración de forma estable. También es interesante saber que ciertos péptidos antimicrobianos, como la melitina y algunos péptidos sintéticos, aún más sencillos, son también capaces de responder de manera análoga a como lo hacen los canales ms; esto es, formando poros en las membranas y funcionando también como nanoválvulas de seguridad en liposomas artificiales bajo condiciones de estrés osmótico (Balleza, 2012). Se pueden establecer entonces paralelos entre dichos péptidos y los canales ms bacterianos (particularmente en homólogos de la familia MscL) si se consideran los segmentos tm por separado. Podemos anticipar que el estudio de los mecanismos de formación de poros inducidos con péptidos, ya sean naturales o sintéticos, podrá ofrecer interesantes elementos de discusión para establecer las bases de la evolución protocelular desde el contexto de la respuesta de las primeras células ante los cambios ambientales más elementales. Pensemos por ejemplo en el diseño e incorporación de péptidos formadores de poros en vesículas protocelulares modelo y, simulando algunas de las condiciones de la Tierra primitiva, en someter estos sistemas a cambios osmóticos controlados. Imaginemos ahora que dentro de estas vesículas se pudieran llevar a cabo “sencillas” reacciones químicas, como la copia de un ácido nucleico o la polimerización de alguna biomolécula. Si la presencia de estos “proto-canales” ms fuera fundamental para que dichas vesículas permanezcan estables ante dichos desafíos ambientales, entonces comprenderíamos un poco mejor cómo han evolucionado las primeras células al establecer como requisito indispensable la estabilidad osmótica de estos sistemas precelulares.
• Nanoválvulas de seguridad en bacterias
E p í l ogo En conclusión, la membrana celular es algo más que un simple elemento de separación entre dos fases acuosas en la célula con funciones de condensador de carga. Ahora empezamos a entender que hablamos además de un complejo entramado molecular, el cual tiene importantes propiedades materiales que repercuten directa o indirectamente en las funciones celulares a través de las proteínas integrales de membrana que responden directamente ante estos atributos. Los canales ms bacterianos son quizá el ejemplo más claro de ello. Contamos ya con un marco conceptual más amplio para entender la fisiología celular en términos de las respuestas de los organismos al enfrentar los problemas osmóticos a los que están sujetos día con día. Este conocimiento puede ser de gran utilidad para el diseño de nanoválvulas y biosensores específicos, así como para comprender un poco mejor cómo evolucionó la vida en nuestro planeta.
Agra de cim ien t o El autor reconoce las interesantes discusiones con el Quím. Guillermo Krötzsch, del Instituto de Ciencias Físicas de la unam, para la elaboración de este manuscrito.
Daniel Balleza nació en el Distrito Federal en 1972. Estudió la carrera de Biología en la UNAM y obtuvo su doctorado en el Instituto de Biotecnología de la misma universidad. Ha realizado estancias posdoctorales en la Universidad de Wisconsin y en el Instituto de Nanociencias de la Universidad de Módena. Su interés se centra
B i bl i ogr afí a Andersen, O. S. y R. E. Koeppe 2nd (2007), “Bilayer thickness and membrane protein function: An energetic perspective”, Annual Review of Biophysics and Biomolecular Structure, 36:107-130. Balleza, D. (2012), “Mechanical properties of lipid bilayers and regulation of mechanosensitive function: From biological to biomimetic channels”, Channels, 6:220-233. Booth, I. R., M. D. Edwards, S. Black, U. Schumann y S. Miller (2007), “Mechanosensitive channels in bacteria: signs of closure?”, Nature Reviews Microbiology, 5: 431-440. Booth, I. R. y P. Blount (2012), “Microbial emergency release valves: The MscS and MscL families of mechanosensitive channels”, Journal of Bacteriology, 194:48024809. Haswell, E. S. (2007), “MscS-like proteins in plants”, en O. P. Hamill (ed.), Mechanosensitive ion channels, Part A, San Diego, Academic Press. Haswell, E. S., R. Phillips y D. C. Rees (2011), “Mechanosensitive channels: What can they do and how do they do it?”, Structure, 19:1356-1369. Kamaraju, K., V. Belyy, I. Rowe, A. Anishkin y S. Sukharev (2011), “The pathway and spatial scale for MscS inactivation”, Journal of General Physiology, 138:49-57. Malcolm, H. R. y J. A. Maurer (2012), “The mechanosensitive channel of small conductance (MscS) superfamily: Not just mechanosensitive channels anymore”, ChemBioChem, 13:2037-2043. Martinac, B. (2011), “Bacterial mechanosensitive channels as a paradigm for mechanosensory transduction”, Cellular Physiology and Biochemistry, 28:1051-1060. Perozo, E., A. Kloda, D. M. Cortés y B. Martinac (2002), “Physical principles underlying the transduction of bilayer deformation forces during mechanosensitive channel gating”, Nature Structural Biology, 9:696-703. Phillips, R., T. Ursell, P. Wiggins y P. Sens (2009), “Emerging roles for lipids in shaping membrane-protein function”, Nature, 459:379-385.
en el estudio de canales mecanosensibles en bacterias y las propiedades biofísicas de los fosfolípidos formadores de membranas biológicas. dballeza@uwisc@gmail.com
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Luis Emilio Rendón Díaz Mirón nnnnnnn
¿Qué es el biodeterioro del concreto ? En l a act ual i d ad no s e con oce material algu n o qu e perman ezca co m pl e t am e nt e i ne r t e an te los cambios qu ímicos o bioq u ímicos, y que s e a i nm une al d e t e rioro físico. El con creto n o es la excepción , pe r o baj o l o que pue den con siderarse con dicion es n ormales de t r abaj o t i e ne una l ar g a vida; el con creto h ech o por los roman os ant i g uo s a par t i r d e ce men tan tes n atu rales sigu e h oy en excelen t e s co nd i ci o ne s. L a m ay oría de los cemen tos modern os n o resisten e l bi o d e t e r i o r o , que e s u n a con secu en cia del proceso por el cu al se r e ut i l i za e l azuf r e e n la n atu raleza a través de ciertas b acterias.
M
i buen amigo el Dr. Lorenzo Martínez Gómez, en un artículo que publicó en el periódico La Crónica de Hoy, describe así el proceso del deterioro del drenaje: “El agua de drenaje suele contener sustancias ácidas, salinas o muy corrosivas que penetran en las grietas o microgrietas que suelen darse en el concreto. Al penetrar la humedad acidificada y hacer contacto con el acero se reduce la alcalinidad del concreto, dejando al acero desprotegido y se inicia la oxidación. Al oxidarse el hierro se expande porque los óxidos de hierro son mucho más voluminosos que el hierro. Las fuerzas expansivas de los óxidos de hierro aumentan notablemente el tamaño de las grietas en el concreto, y en consecuencia la penetración del agua de drenaje se facilita más. Se produce entonces un proceso muy grave que lleva al desmoronamiento del concreto reforzado con acero. Se ha encontrado que la parte superior del entubado es la zona más vulnerable del drenaje profundo, debido a que muchos de los agentes ácidos del drenaje tienden a evaporarse y condensarse en la parte interna superior del entubado. Las evidencias reportadas del daño estructural del drenaje profundo son los trozos de concreto desprendidos por el efecto expansivo de la corrosión de las barras de refuerzo, principalmente en la parte superior del drenaje profundo. Las barras de refuerzo que quedan expuestas al agua se van disolviendo y acaban con la integridad de la estructura.”
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¿ Es el deter i or o del concr eto un a ta q u e quí mi co di r ecto? ¿Hay en el agua del drenaje sustancias ácidas, salinas o muy corrosivas, suficientes para provocar un ataque químico directo? Esta pregunta nos lleva a otra explicación muy popular del deterioro del concreto. Las industrias descargan ácidos y sustancias corrosivas en grandes cantidades, las cuales corroen directamente la superficie del concreto. Como señala Lorenzo Martínez en su artículo, los “agentes ácidos en el agua del drenaje tienden a evaporarse y condensarse en la parte interna superior del entubado”, lo que deteriora la corona interior de los tubos. No obstante, por alarmante que sea, esta situación no es muy común, o al menos no tan común como el deterioro de los sistemas de drenaje de concreto, por lo que hay que buscar otra explicación.
Esta explicación tendría que ser más amplia, pues no dice qué sucede cuando el concreto no está reforzado con varillas de fierro. Por mucho tiempo el biodeterioro del concreto en los sistemas de drenaje se explicó como una reacción química del concreto con los sulfatos. Los expertos en cemento y concreto hablan del cemento resistente a los sulfatos. Existe una gran variedad de sulfatos en las aguas residuales; uno que está siempre presente en ellas es el sulfato de calcio, que es parcialmente soluble. La reacción de este sulfato con el aluminato de calcio hidratado del cemento forma ettringita, un sulfo-aluminato de calcio que se expande al hidratarse, provocando el desmoronamiento del concreto. Pero se requiere una gran cantidad de sulfatos solubles para producir este efecto, lo cual no es muy frecuente. Además, en el proceso de deterioro del concreto en los drenajes hay desprendimiento de sulfuro de hidrógeno y presencia de azufre elemental, de manera que se necesita algo más que una reacción entre el aluminato de calcio hidratado y los sulfatos para explicar el deterioro de los sistemas de drenaje de concreto; se trata entonces de un fenómeno que es más complejo.
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Deter i or o mi cr obi ol ógi camente i nduci do La Agencia para la Protección Ambiental de Estados Unidos (epa, por sus siglas en inglés) ha reconocido un fenómeno que denominó corrosión microbiológicamente inducida del concreto. Esto significa que existen bacterias que disuelven el concreto de la infraestructura hidráulica para agua residual. Son bacterias que generalmente forman una película gelatinosa que se pega en la parte seca de los tubos de drenaje, la llamada corona interior, y generan ácido sulfúrico que disuelve el concreto. Para que esto ocurra se necesita una porción seca del tubo, de manera que las reacciones bioquímicas de generación de ácido sulfúrico se lleven a cabo de una manera protegida y así no se lave ni disuelva el ácido sulfúrico biogenerado.
El mecani smo del bi odeter i or o En el fondo de los tubos de drenaje, donde se encuentran residuos sólidos (azolve) sumergidos en un agua residual con una mínima cantidad de oxígeno disuelto, es posible encontrar sulfatos. En este ambiente anaerobio las bacterias reductoras de sulfatos (brs), como la del género Desulfovibrio, reducen estas sustancias y producen sulfuros (sulfuro de hidrógeno, Figura 1). Los sulfuros generados se disuelven parcialmente en el to-
• ¿Qué es el biodeterioro del concreto?
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Figura 1. Ilustración del mecanismo del biodeterioro. (1) Tubo de concreto; (2) torrente de agua residual; (3) biopelícula con bacterias anaerobias reductoras de sulfatos; (4) atmósfera interna saturada de H 2 S que se desprende del torrente; y (5) biopelícula con bacterias oxidantes de azufre ( boa ).
rrente y se desprenden de éste por la turbulencia; entonces se difunden en la atmósfera interior del tubo de albañal, donde parte de ellos son oxidados a azufre elemental que se deposita en la superficie del tubo y en los respiraderos del drenaje (Figura 2). En la atmósfera interior del tubo el sulfuro de hidrógeno en forma de gas, así como parte del azufre elemental suspendido como polvo muy fino, penetran la biopelícula de las bacterias oxidantes de azufre (boa) en la corona del tubo, en donde son oxidados a ácido sulfúrico; con este ácido biogenerado, las bacterias disuelven el concreto y extraen una nueva cantidad de sulfatos y minerales de azufre. El concreto que se desprende, rico en minerales de azufre y sulfatos, cae al fondo del tubo (Figura 3), con lo que provee a las bacterias reductoras de sulfatos (brs) de nueva materia prima rica en sulfatos para producir más sulfuros. Es necesario mencionar que el adelgazamiento de la corona del tubo también provoca un debilitamiento estructural. La Figura 4 muestra la imagen de un video tomado en el interior de un drenaje. En ella puede corroborarse que el biodeterioro afecta principalmente a la corona interior del tubo.
¿Azufre pa ra t iem p o s d e esc a sez? En los pozos de visita de los drenajes es común encontrar azufre elemental depositado (Figura 2). Pareciera que los microorganismos guardaran azufre para
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Figura 2. Pared del pozo de visita cubierta con azufre elemental.
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Figura 3. Corrosión de la corona del tubo, (6) derribos de tubo de concreto que caen al fondo del tubo y enriquecen los azolves con sulfatos.
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Figura 4. Apariencia de los tubos de concreto cuando son afectados por el biodeterioro.
tiempos de escasez. Este fenómeno, que se origina por la oxidación del sulfuro de hidrógeno a azufre elemental, puede muy bien ser un tipo de simbiosis de bacterias como la Beggiatoa, la Chromatium o la Chlorobium para que toda bacteria que necesite azufre lo use, mostrando así su preferencia por las reservas de azufre sólido insoluble.
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Son tres los criterios que normalmente se siguen para diagnosticar el biodeterioro en los drenajes: a)
b)
c)
La medición de un pH ácido en las paredes de los pozos de visita. La detección de bacterias neutrófilas del azufre en los tubos. La presencia de depósitos de azufre elemental en las paredes de los pozos de visita de los drenajes.
La epa se ha dedicado con ahínco a tratar de determinar cómo se desarrolla este fenómeno, al caracterizar mediante técnicas genéticas los consorcios bacterianos responsables de la corrosión del concreto, y dilucidando los mecanismos que lo hacen posible. Sin embargo, dado que el concreto es un producto manufacturado, la respuesta a esta problemática debe enfocarse en el porqué; así, las preguntas obvias son: ¿por qué se corroe el concreto?; y, ¿qué debemos hacer para mitigar este biodeterioro?
La respuesta a la primera pregunta es que el concreto se corroe porque contiene una importante cantidad de compuestos de azufre. Estos compuestos y los sulfatos se consideran esenciales en la composición del concreto y pueden clasificarse como sulfato de calcio añadido como coadyuvante del fraguado, y minerales de azufre que naturalmente se hallan presentes en las materias primas utilizadas para fabricar el cemento Portland, como arcanita (sulfato de potasio), aftitalita (sulfato doble de potasio y sodio), singenita, langbeinita, thenardita y un sinnúmero de minerales que contienen sulfatos. En consecuencia, la respuesta a la segunda pregunta –¿qué debemos hacer para mitigar el biodeterioro?– es eliminar toda traza de azufre de la composición del concreto. Sin embargo, corregir la composición del cemento Portland y la del concreto no es trivial, sino algo muy complicado por dos razones: la primera, que el fabricante de cemento está convencido de que el azufre es benéfico para el cemento; y, la segunda, que retirar todo compuesto de azufre de la materia prima puede ser difícil y costoso.
¿ Exi ste un concr eto r esi stente al bi odeter i or o? Hasta ahora no se conoce material alguno que permanezca completamente inerte ante los cambios químicos o bioquímicos, y que sea inmune al deterioro físico. El concreto (mezcla de un cemento y agregados pétreos) no es la excepción; bajo lo que pueden considerarse condiciones normales de trabajo, el concreto tiene una larga vida. Hay concreto hecho por los antiguos romanos a partir de cementantes naturales que sigue en excelentes condiciones. Los principales factores que influyen en la durabilidad del concreto son: su resistencia a la compresión, densidad, absorción, contenido y tipo de cemento (composición del cemento), características de los agregados, alcalinidad total, espesor de la cubierta de concreto sobre el refuerzo y los aditivos. Para lograr el mejor desempeño del cemento Portland, cuando se anticipa la exposición del concreto al deterioro característico de las aguas residuales, usualmente se recomienda utilizar cemento tipo rs; esto es, resistente al ataque
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• ¿Qué es el biodeterioro del concreto?
de los sulfatos. El concepto de “resistente al ataque de los sulfatos”, referido en la norma oficial NMX-C-414ONNCCE-1999, especifica: “Se consideran cementos resistentes al ataque de los sulfatos, aquéllos que por su comportamiento cumplan con el requisito de expansión limitada de acuerdo con el método de prueba establecido”. Sin embargo, como este cemento también contiene sulfato de calcio y compuestos de azufre, no resiste el biodeterioro. Motivados por la gran problemática que representa el mantenimiento de los túneles del sistema de drenaje del Distrito Federal, nos abocamos a obtener un cemento y un concreto resistentes al biodeterioro. Para ello, se formularon varios cementos sin sulfatos ni compuestos de azufre; después de varios años de investigación, el resultado fue una patente ya otorgada con el título # 282541, que puede consultarse en este enlace: <http://www.pymetec.gob.mx/patentex. php?pn_num=MX0008444&pn_clasi=A&pn_fecha= 2002-03-12>. Esta patente y otra más (WO 2013191524 A1), ampliada y corregida (http://www.google.com/patents/ WO2013191524A1?cl=es), que se encuentran en proceso de producción y explotación comercial, especifican claramente que para proteger el concreto de un ataque microbiológico, éste se debe formular totalmente sin azufre.
Se re comien d a rev isa r la n o rm a La Norma Mexicana NMX-C-414-ONNCCE (2004) para la fabricación del cemento tipo Portland, no toma en consideración alguna la variable del biodeterioro ni el mecanismo por el que actúa. Además, recomienda utilizar indistintamente cemento ordinario, cemento puzolánico y cemento compuesto (que la misma norma considera similares en su resistencia al deterioro en aguas residuales), sin tomar en cuenta que el cemento compuesto contiene grandes cantidades de calcita altamente reactiva al ataque del ácido biogénico, por lo que es fácilmente disuelta. Es interesante notar que cuando la contaminación del agua residual llega al extremo de impedir la proliferación bacteriana, difícilmente hay biodeterioro del concreto. Por el contrario, cuando el agua residual es
rica en materia orgánica y además permite la proliferación de consorcios bacterianos, el biodeterioro se presenta en todo su esplendor y parece ser que es el concreto su proveedor y fuente de energía.
Luis Emilio Rendón Díaz Mirón estudió en la Universidad de Texas en Austin. Es miembro de la Academia Mexicana de Ciencias, miembro del Sistema Nacional de Investigadores, docente, empresario, científico, consultor e investigador. Actualmente desempeña funciones de investigación, innovación tecnológica y desarrollo tecnológico en ciencia de materiales y prevención del biodeterioro a la infraestructura para agua residual, en el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. lerendon@tlaloc.imta.mx
B i bl i ogr afí a Lara-Magaña, M. E., X. Li-Liu y L. E Rendón-Díaz Mirón (2009), “La importancia de la composición del cemento Portland en la mitigación del biodeterioro en la infraestructura hidráulica de concreto”, Ingeniería hidráulica en México, XXIV(2): 139-146. Disponible en: <http:// repositorio.imta.mx:8080/cenca-repositorio/bitstream/ 123456789/46/1/216150.pdf>. Consultado el 28 de noviembre de 2014. Martínez, Lorenzo (2007), “Drenaje profundo… el factor corrosión”, Crónica, México, 25 de julio. Disponible en: <http://www.cronica.com.mx/nota.php?id_nota=313847>. Consultado el 28 de noviembre de 2014. Norma Mexicana NMX-C-414-ONNCCE-2004, Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y Edificación, S. C. (2004), Diario Oficial de la Federación, 27 de julio de 2004. Rendón, L. E., M. E. Lara y M. Rendón (2012), “The Importance of Portland Cement Composition to Mitigate Sewage Collection Systems Damage”, MRS Proceedings, 1488. Disponible en: <http://dx.doi.org/10.1557/ opl.2012.1547>.
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Daniel Saldívar-Mariñelarena y Guadalupe Hernández-Pacheco nnnnnnn
¿La droga de los campeones ? Abuso en el consumo de la hormona del crecimiento
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P o r c u es t i o n es cultura le s y da do que son esp ecialm en te in flu en ciab l e s p o r la p u blicidad, lo s a do le s ce ntes y ad u ltos jóven es d an gran im p or t a n c i a a la image n co rpo ra l. E l f ácil acceso a com p lem en tos a l i m en t i c i o s q ue co ntie ne n ho rmo na de l crecimien to, au n ad o a los b ene f i c i os fi c t i c i o s que la publicida d le s otorga, h a in cremen tado el co n s u m o d e es to s pro ducto s co nvirtién d olo en u n p rob lema de sal ud . P á g i n a s d e Inte rne t y re vis tas lo s p rom u even como p rodu ctos m i l a g r o , a fi r m a ndo que no e xis te ningú n riesgo en su con su m o. La r ea l i d a d es q u e s u inge s ta pue de o cas ion ar u n crecim ien to an orm al d e l os h u es o s , do lo r e n articula cio ne s , resisten cia a la in su lin a y riesg o d e d es a r r ollar e nfe rme da de s cardio vascu lares y en dócrin as.
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n los últimos años el afán por conseguir una imagen escultural ha contribuido al incremento en el consumo de productos que actúan como anabólicos. Este consumo se ha convertido en un problema de salud pública, en buena medida por los beneficios ficticios que la publicidad les otorga. El número de individuos afectados va en aumento y la distribución de esos productos en poblaciones de riesgo –como la de personas jóvenes, en su mayoría deportistas– continúa extendiéndose en una sociedad consumista sin que haya suficiente información, en particular sobre la hormona del crecimiento. Ésta es una proteína producida por el cuerpo humano en la glándula pituitaria, cuya función principal es desarrollar el crecimiento de los tejidos desde la infancia hasta la vida adulta. Páginas de Internet y revistas de productos nutricionales son vías de fácil acceso a sustancias que contengan esta hormona, ya que los promueven como complemento alimenticio y por ello no se requiere receta médica para adquirirlos. La información al consumidor señala que no existe ningún riesgo en su consumo y que pueden obtenerse infinidad de beneficios; en letras pequeñas está la leyenda que exime de responsabilidad a los fabricantes: “Este producto no es un medicamento y es responsabilidad de quien lo usa y quien lo recomienda.”
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Este artículo tiene la finalidad de dar a conocer a los lectores los riesgos que entraña el consumo no médico de la hormona del crecimiento como sustancia anabolizante. Por su desmedido uso como anabólico, a la hormona del crecimiento (hgh, por las siglas en inglés de Human Growth Hormone) se le ha llamado “la droga de los campeones” en algunos medios deportivos. A partir de 1986 su consumo se incrementó, debido a que fue lanzada al mercado como una variante farmacológica sintética creada a partir de ácido desoxirribonucleico (adn) recombinante. En 1988 se sospechó que algunos deportistas famosos se dopaban con hgh porque mostraban un aumento considerable en el tamaño de la mandíbula, mismo que los obligó a utilizar aparatos de ortodoncia.
¿Q u é e s la h o rm o n a d el c rec im i ento? La hormona del crecimiento humana o somatotropa humana es una proteína producida por la glándula pituitaria y secretada al organismo de forma pulsátil, que actúa de manera directa en tejidos no endocrinos como músculos, huesos y tejido adiposo, promoviendo el crecimiento de la masa muscular magra y de estructuras óseas. Esta hormona regula el metabolismo de lípidos y carbohidratos, al reducir su absorción y favorecer su anabolismo. También potencia el crecimiento y función de riñones, páncreas, piel y corazón, entre otros órganos, ya que funge como mediador de varias reacciones a nivel molecular –como la creación de nuevas proteínas y adn– y en el incremento en el número y tamaño de las células. Los niveles séricos normales de la hgh en la infancia oscilan entre 5 y 15 ng/ml, alcanzan su máximo nivel en la pubertad con valores de hasta 20 ng/ml y disminuyen en la edad adulta (de 3 a 5 ng/ml). La hgh se regula por dos mecanismos de retroalimentación: el primero es por vía excitatoria mediante la acción de la hormona liberadora de hormona del crecimiento (ghrh, del inglés Growth Hormone Releasing Hormone), que se produce en un área del cerebro llamada hipotálamo y regula directamente la producción de hgh; el segundo mecanismo se presenta por vía inhibitoria a través de la somatostatina (srif, del inglés
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Somatotropin Release Inhibiting Factor), una hormona producida en el páncreas como respuesta a los productos finales de la degradación de la hgh, los llamados factores de crecimiento similares a insulina (igf-1, del inglés Insulin-like Growth Factor 1). Las actividades cotidianas estimulan de manera natural la producción y secreción de la hgh día a día de manera cíclica, estimulación que puede tener efectos tanto positivos como negativos para la salud. Una de las actividades con efecto positivo es el ejercicio físico; la estimulación se observa cuando se alcanza entre 75 y 90% del consumo máximo de oxígeno. Dormir también tiene un efecto positivo, pues en el sueño profundo la estimulación se presenta en pequeños episodios durante los primeros 60 a 90 minutos. Algunos de los efectos negativos de la hgh se pueden observar en situaciones de estrés mental; por ejemplo, al estudiar o en respuesta a la carga laboral y en el ayuno prolongado.
Efectos adver sos del uso de l a HG H Dada su popularidad, la “droga de los campeones” es la hormona anabólica por excelencia y se le considera un agente ergogénico ideal, esto es, que aumenta la potencia muscular en todos los aspectos. Lamentablemente, los efectos secundarios por la ingesta de la hgh con fines estéticos no tienen la misma notoriedad. En el Cuadro 1 se enlistan algunos de ellos. Crecimiento anormal de los huesos. La hgh actúa de manera directa sobre la superficie de los huesos a través de los igf-1, estimulando la expansión y maduración de las células no diferenciadas con las que se forma nuevo tejido óseo. Es por ello que su administración en altas dosis, sin supervisión médica, puede ocasionar el aumento excesivo del tamaño de los huesos, y en consecuencia llevar a la deformación de áreas específicas del cuerpo como el rostro o las extremidades. Dolor en articulaciones y músculos. En el desarrollo muscular la hgh promueve el aumento de proteínas como actina, miosina y tropomiosina en la unión entre músculos y tendones, formando así más fibras musculares; éstas a su vez estimulan la producción de un mayor número de proteínas. Consumir más hgh que la dosis prescrita produce un aumento en el número de fibras
• ¿La droga de los campeones? Abuso en el consumo de la hormona del crecimiento
Cu a d r o 1. A l g u n os e f e c t o s s e c u n d a r i o s a d v e r s o s p or la i ng esta de h o rm o na d e l c r e c i m i e nt o Retención de sodio y líquidos • Inflamación de miembros • Adormecimiento de miembros • Síndrome del Túnel Carpal • Rigidez de articulaciones • Hipertensión Dolor en articulaciones y músculos Resistencia a la insulina • Intolerancia a los carbohidratos • Diabetes Mellitus Ginecomastia Crecimiento anormal de extremidades y órganos • Remodelación de huesos • Artritis • Espolones óseos • Prominencia frontal • Maloclusión dental • Desfiguración • Disfunción cardiaca
dad (hdl, del inglés High Density Lipoprotein), así como el riesgo de formación de anticuerpos que destruyan por completo la propia hormona del crecimiento. La disponibilidad de la hgh en suplementos alimenticios y la publicidad han favorecido su uso no terapéutico y el abuso en su consumo con fines estéticos. Recordemos que la publicidad no tiene como objetivo promover la salud y una figura escultural. Para obtenerlas es necesario seguir al menos cinco pasos: hacer ejercicio de manera regular; eliminar el estrés; alimentarse sanamente; no comer carbohidratos antes de acostarse, y dormir lo suficiente. Como tratamiento médico de algunas enfermedades la hgh ha tenido éxito, pero no es recomendable su uso como sustancia anabólica; como hemos visto, produce más daños que beneficios.
Daniel Saldívar-Mariñelarena es médico interno de pregrado del Hospital CIMA, en Chihuahua, y pasante de médico cirujano de la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez. cobain_cac@hotmail.com Guadalupe Hernández-Pacheco es química bacterióloga parasitóloga por la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas del Instituto Politécnico Nacional. Es investigadora en Ciencias Médicas “C” en
musculares en las uniones musculotendinosas. No se incrementa la fuerza muscular, sólo el tamaño, y esto hace a dichas uniones más rígidas y les resta movilidad; entonces se presenta dolor como respuesta a la falta de elasticidad. Resistencia a la insulina. La hgh actúa como hormona contrainsular. Esto significa que induce resistencia a la insulina, provocando la incapacidad de los tejidos para responder de manera adecuada a la captación de glucosa para su utilización en la obtención de energía. Así, la hormona del crecimiento predispone al organismo a presentar diabetes tipo 2 por el aumento excesivo de la concentración de glucosa en la sangre. La resistencia a la insulina también aumenta los niveles sanguíneos de esta sustancia, por lo que se dañan las células del hígado. El consumo de hgh conlleva un riesgo elevado de desarrollar enfermedades cardiovasculares debido a la disminución en los niveles de colesterol de alta densi-
el Departamento de Fisiología en el Instituto Nacional de Cardiología Ignacio Chávez y alumna de doctorado en Ciencias Biológicas UAM-Iztapalapa. mghp60@yahoo.com
B i bl i ogr afí a Baumann, G. P. (2012), “Growth Hormone Doping in Sports: A Critical Review of Use and Detection Strategies”, Endocrine Reviews, 33(2):155-186. Brennan, B. P., G. Kanayama, J. Hudson y H. Pope (2011), “Human Growth Hormone Abuse in Male Weightlifters”, The American Journal of Addictions, 20(1):9-13. Rennie, M. J. (2003), “Claims for the anabolic effects of growth hormone: a case of the Emperor’s new clothes?”, British Journal of Sports Med, 37:100-105. Tahtamouni, L., N. Mustafa, A. Alfaouri et al. (2008), “Prevalence and risk factors for anabolic-androgenic steroid abuse among Jordanian collegiate students and athletes”, European Journal of Public Health,18(6):661-665.
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Luis Fernando Cuevas Remigio nnnnnnn
¿Qué tan inteligente ha sido la medición de la inteligencia?
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L a me dició n de la inte lig e ncia de las p erson as h a sido desd e h ace m u c ho tie mpo un te ma muy p olém ico. Algu n os d e los p rim eros in vestiga do re s inte re s a do s e n e ll o con siderab an q u e u n a man era certera de de te rminar la inte lig e ncia era m idien do el tam añ o d el cereb ro. O tros es ta ba n co nve ncido s de la existen cia de “razas h u man as” con mayor i n te lig e ncia. D e la mis ma m an era, se con siderab a q u e la in teligen cia p o día he re dars e de ta l fo rma q u e p adres in teligen tes n ecesariam en te de bía n te ne r hijo s inte ligen tes. Estas ideas tu vieron u n gran imp acto n e g a tivo s o bre la vida de mu ch as p erson as; si b ien se h an id o d esm in t i e ndo , to davía ho y pre va lecen algu n as con cep cion es errón eas sob re l a inte lig e ncia y s u me dición .
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n una interesante investigación llevada a cabo en la década de 1980, en Brasil, con niños pobres que tenían que vender en las calles, se encontró que podían resolver problemas elementales de aritmética del tipo: ¿cuánto cuestan 5 limones a 35 cruzeiros la pieza? Sin embargo, cuando se les planteaban los mismos problemas de manera más formal (5 × 35 = ?) eran incapaces de dar la respuesta correcta. Desde luego, estos niños no eran tontos y mucho menos carecían de inteligencia. Pero en otra época hubieran sido diagnosticados como “débiles mentales”, cuya única utilidad era la servidumbre en tareas sencillas y monótonas. La historia de la medición de la inteligencia está repleta de malas interpretaciones y acciones que afectaron la vida de miles de personas. Las primeras “investigaciones científicas” sobre la inteligencia humana estuvieron motivadas por prejuicios raciales, de género y hacia grupos desfavorecidos, y muchas de ellas tenían el objetivo de justificar acciones como la esclavitud o el colonialismo. Si bien gran parte de esas primeras motivaciones han ido desapareciendo gradualmente, todavía prevalecen una serie de concepciones erróneas de origen sobre la inteligencia y su medición.
Dif e re n c ia s a rt ific ia les Una de las primeras investigaciones sobre la diferencia en la inteligencia entre distintos grupos humanos fue realizada por el médico estadounidense George Morton a principios del siglo xix. Morton era muy bien conocido en su época por tener una de las colecciones más importantes del mundo de cráneos humanos
pertenecientes a diferentes grupos, principalmente indígenas del continente americano. Él creía que las diferencias en la inteligencia entre las razas humanas se debían al tamaño del cerebro y que entre más grande fuera éste, mayor inteligencia se poseía. Morton estaba seguro que los hombres del grupo racial caucásico, es decir, de piel blanca del norte de Europa, eran los que tenían el cerebro más grande. Para probarlo, rellenó los cráneos de su colección con perdigones (pequeñas esferas de plomo) a fin de determinar el volumen cerebral que pudieron haber albergado. Sus resultados mostraron, entre otras cosas, que los alemanes e ingleses pertenecientes al grupo caucásico tenían en promedio un volumen cerebral de 1 508 cm3; el de los chinos, del grupo asiático, de 1 344 cm3; el de los mexicanos, del grupo de indígenas americanos, de 1 295 cm3; y en último lugar, y por lo tanto, según Morton, los menos inteligentes, los negros de Botswana, del grupo negros de África, con 1 229 cm3. Estas investigaciones fueron muy reconocidas en Estados Unidos porque concordaban con la opinión racista de que las “naciones negras” no habían producido nada importante para la civilización humana; y que los negros, dada su pobre inteligencia, no podían gobernarse a sí mismos, por lo cual necesitaban de un “amo” que guiara sus destinos. Muchos años después, durante el siglo xx, algunos científicos revisaron las investigaciones de Morton y descubrieron errores muy graves. Por ejemplo, se encontró que incluyó muchos más cráneos de volumen pequeño del grupo de indígenas americanos y excluyó muchos cráneos pequeños del grupo caucásico, generando así artificialmente las diferencias de volumen cerebral.
• ¿Qué tan inteligente ha sido la medición de la inteligencia?
Los ce re br o s d e Bro c a Pierre Paul Broca fue un eminente médico francés de mediados del siglo xix. Entre sus investigaciones más famosas se encuentra la descripción de una alteración del lenguaje como resultado de una lesión en una región particular del cerebro, región que actualmente se conoce como área de Broca. Dada la influencia que ejercieron los estudios de Morton en Europa, Broca llevó a cabo su propia investigación sobre la inteligencia y lo hizo pesando los cerebros de personas eminentes y comparándolos con los de grupos considerados “inferiores”, como negros, delincuentes y mujeres. Al igual que Morton, Broca consideraba que el tamaño y por lo tanto el peso del cerebro, estaban relacionados con la inteligencia de las personas. Broca y sus colegas lograron convencer a diferentes personas eminentes en sus campos de estudio de donar sus cerebros después de su muerte para la ciencia. Entre sus “ejemplares” más célebres destaca el cerebro del naturalista francés George Cuvier, que pesaba 1 830 gramos cuando se consideraba que el promedio del cerebro de los europeos estaba entre 1 300 y 1 400 gramos. El cerebro del novelista ruso Iván Turguénev rompió todos los récords con un peso de 2 000 gramos. Pronto surgieron serias inconsistencias en los estudios del grupo de Broca. Encontraron, por ejemplo, que algunos grupos considerados inferiores como los malayos, esquimales o lapones tenían pesos cerebrales mayores a los de los europeos caucásicos. Además, el peso de los cerebros de algunas personas consideradas eminentes era muy parecido al que se había adjudicado al cerebro de los negros, como el del escritor estadounidense Walt Whitman que pesó apenas 1 282 gramos. Sin embargo, Broca y sus colegas desestimaron estos resultados argumentando que después de todo, esas personas no eran tan eminentes como se pensaba. Algunos historiadores de la ciencia actuales han mencionado los errores metodológicos en los que pudieron incurrir Broca y sus colaboradores. Por ejemplo, no tomaron en cuenta la causa de la muerte de los donantes; una muerte súbita o después de una prolongada enfermedad puede afectar el peso del cerebro. También desestimaron la relación entre la estatura y el tamaño del cerebro. Y además carecían de un procedimiento uniforme para extraer, conservar y pesar el cerebro, factores todos que podían influir en su medición.
¿ La i ntel i genci a se her eda? A finales del siglo xix y principios del xx, la teoría de la evolución de Charles Darwin y los primeros estudios sobre genética de Gregor Mendel causaron un enorme interés entre los científicos de diferentes disciplinas. Los interesados en el estudio de la inteligencia humana vieron en la evolución y la herencia una base sólida en la cual apoyarse para sus investigaciones. Uno de ellos fue el antropólogo inglés Francis Galton, primo de Darwin, quien consideraba que la inteligencia, al igual que ciertos rasgos físicos de las personas, era una facultad que se podía heredar de padres a hijos. En su libro Genialidad hereditaria rechazó el “cuento de hadas” de que todas las personas nacen con iguales capacidades mentales y sugirió que la naturaleza determina en gran medida la inteligencia de las personas. Para apoyar sus ideas, Galton recopiló información de más de 200 familias eminentes, las cuales, según él, mostraban claramente la transmisión hereditaria de la genialidad. El ejemplo favorito de este tipo de suposiciones son los Bach, célebre familia de músicos alemanes que durante casi 200 años hizo contribuciones de gran importancia a la historia de la música. Otros interesados en las diferencias individuales supusieron que ciertos rasgos indeseables de las personas, como la criminalidad o la debilidad mental, también podían heredarse genéticamente. El médico italiano Cesare Lombroso aseguraba en su influyente libro El hombre criminal que los asesinos, asaltantes, prostitutas y demás “escoria social” podían ser fácilmente identificados por sus rasgos físicos, ya que éstos presentaban atavismos o características similares a las de especies “inferiores” como simios, gorilas o incluso ranas o peces. Estas ideas hereditaristas sobre la inteligencia, como se las conoce, y los rasgos indeseables fueron tan influyentes en Europa y Estados Unidos que muchos científicos y políticos comenzaron a sugerir medidas preventivas, como la esterilización de personas débiles mentales y la selección de parejas con los “mejores rasgos” físicos y psicológicos.
N acen l as pr uebas de i ntel i genci a En 1903 el Ministerio de Instrucción Pública francés formó una comisión para atender el problema de
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los niños que presentaban problemas de “retraso” en el aprendizaje. El psicólogo Alfred Binet, quien formaba parte de esa comisión, desarrolló lo que sería considerado el primer test psicológico para evaluar la inteligencia. El objetivo principal de Binet era desarrollar un procedimiento de diagnóstico rápido y sencillo para identificar a los niños que presentaban problemas en la escuela, y proporcionarles ayuda con clases especiales y asesoramiento individual. Además, el propio Binet insistía que su método era una forma burda y tosca de evaluar la inteligencia y que en ningún momento se debía estigmatizar a los niños como “retrasados” o poco inteligentes. En su test de inteligencia, Binet introdujo una serie de pruebas que evaluaban la habilidad verbal del niño; por ejemplo, su nivel de vocabulario, o su capacidad para desarrollar un tema por escrito. También incluía pruebas para evaluar su capacidad de describir objetos o dibujos, su razonamiento moral y otras de memoria y atención. Además, introdujo el concepto de nivel mental (más tarde conocido como edad mental) que ubicaba a cada niño, de acuerdo con el número de pruebas que había realizado correctamente, en un nivel de inteligencia por encima o por debajo de su
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edad cronológica. Es decir, si un niño podía contestar correctamente un número de pruebas equivalente al que la mayoría de niños de su edad podía contestar, se consideraba entonces que su inteligencia era promedio; si contestaba menos pruebas, se consideraba que su inteligencia era inferior al promedio. En las diferentes revisiones de sus tests de inteligencia, Binet insistía en que este procedimiento era un método práctico para dar un índice que pudiera ayudar a detectar a los niños con problemas de aprendizaje, pero que de ninguna manera era una medida definitiva de su inteligencia. La muerte prematura de Binet impidió que advirtiera sobre el mal uso que se hizo posteriormente de su método. En Estados Unidos, el psicólogo Henry Goddard fue el responsable de introducir por primera vez los tests de inteligencia de Binet durante la primera década del siglo xx. Goddard también es conocido por llevar a cabo una muy cuestionable investigación sobre la herencia de la deficiencia mental en una familia a la que llamó los Kallikak. Según Goddard, Martin Kallikak, un soldado de buena familia que participó en la Guerra de Independencia de Estados Unidos, tuvo una “intimidad casual” con una camarera débil mental, que pro-
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dujo el nacimiento de un niño, Martin Kallikak hijo. Después de la guerra, Martin Kallikak padre se casó con una joven de buena familia con la cual tuvo siete hijos y además se volvió un ciudadano rico y respetable. Martin Kallikak hijo también se casó y tuvo diez hijos. Según las investigaciones de Goddard, la rama familiar de Martín Kallikak hijo estaba formada en su gran mayoría por descendientes con debilidad mental, mientras que los descendientes de Martin Kallikak padre con su esposa de buena familia eran personas de bien, como abogados, doctores, jueces y comerciantes. Pero lo que marcó definitivamente la carrera de Goddard fue su investigación sobre la inteligencia de los inmigrantes que llegaban a Estados Unidos procedentes de diversas partes del mundo. Llevó a cabo sus estudios en la Isla Ellis, una pequeña isla situada en el puerto de Nueva York, a la que llegaban los barcos de inmigrantes para una inspección aduanal y permitirles el acceso a Estados Unidos o en su caso deportarlos. Goddard realizó una serie de ajustes al test de inteligencia de Binet para aplicárselos a diferentes grupos de inmigrantes que llegaban a la isla. Según sus resultados, la mayoría de los inmigrantes procedentes del sur y del este de Eu-
ropa eran débiles mentales. En la isla se les daba preferencia de acceso a inmigrantes del norte de Europa (a los cuales ni siquiera se les sometía a evaluación). Estos resultados, junto con sus investigaciones de la herencia de la debilidad mental, llevaron a Goddard a promover la idea de que Estados Unidos corría un serio peligro de degeneración racial si continuaban ingresando hordas de inmigrantes que él consideraba débiles mentales. Las presiones ejercidas por Goddard, junto con las de grupos ultraconservadores, llevaron a algunos estados como Pensilvania e Indiana, en 1907, a la aprobación de leyes que permitían la esterilización forzosa de personas “débiles mentales” o con algún tipo de patología psiquiátrica, e incluso personas con epilepsia o pobres. Además, el gobierno promulgó en 1924 el Acta de Inmigración, la cual restringía el acceso a inmigrantes del sur y del este de Europa debido a su “debilidad mental”. Muchos historiadores de la psicología señalan que la evaluación de la inteligencia de los inmigrantes que hizo Goddard tenía graves fallas metodológicas. La más importante fue un sesgo cultural; muchos de sus tests incluían preguntas sobre la cultura y costumbres de Estados Unidos, como nombres de actores o deportistas
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famosos. Desde luego, un inmigrante pobre de Polonia no tenía la menor idea de este tipo de cosas y en muchos casos desconocía el idioma inglés o apenas lo hablaba.
L a s con c ep c io n es “ m o d ern a s” de l a inte l ige n c ia Cuando Estados Unidos entró en la Primera Guerra Mundial (1914-1918), muchos psicólogos se movilizaron para ayudar al ejército a seleccionar, a través de sus pruebas de inteligencia, a los soldados con mayores capacidades y asignarlos a los puestos de mayor responsabilidad. El encargado directo de esta operación fue el psicólogo Robert Yerkes, quien junto con sus colaboradores elaboró dos pruebas de inteligencia: la Alfa Army, destinada a los reclutas que sabían leer y escribir; y la Beta Army, para los analfabetas. Evaluaron a un total de 1 millón 700 mil reclutas. A pesar de las declaraciones grandilocuentes de Yerkes de que gracias a esas evaluaciones Estados Unidos pudo ganar la guerra, lo cierto es, como lo señalan muchos historiadores de la psicología, que el ejército no dio realmente importancia a esta clase de estudios y los suspendió al término de la guerra. Pero para lo que sí sirvieron fue para darle una gran promoción a los tests de inteligencia. Pronto se comenzaron a emplear de manera masiva en la selección de candidatos para puestos de trabajo, hospitales y escuelas, desde las de educación básica hasta las universidades. Se hicieron algunas “mejoras” de los tests, como intentar reducir el sesgo cultural, y se introdujo el concepto de Cociente de Inteligencia (ci) como el resultado de la división entre la edad mental de una persona y su edad cronológica. Así se estableció que la inteligencia promedio debía ajustarse a una puntuación de 100 con desviaciones de 15 puntos por encima o por debajo para señalar una inteligencia superior o inferior al promedio, respectivamente. Dos figuras son de particular importancia en esta etapa, los psicólogos y matemáticos británicos Charles Spearman y Cyril Burt. Ambos diseñaron y mejoraron un análisis estadístico muy robusto y complejo para analizar los resultados de diferentes tests de inteligencia que serían la base teórica de la interpretación actual de la inteligencia. Este procedimiento estadístico, llamado análisis factorial, podía “resumir” una gran cantidad de datos
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provenientes de diferentes tests de inteligencia (que se usaban para evaluar la habilidad verbal, numérica o espacial) y producir un “factor general” que explicara sus resultados. Según Spearman y Burt este factor general (o “factor g”, como lo denominaron) era la esencia o la base de la inteligencia de las personas. Además, ellos compartían la creencia de la inteligencia y aseguraron que el factor g tenía una base genética y era inmutable; es decir, que cada persona nace con un “nivel o cantidad determinada” de ese factor g. Para explicar por qué hay personas, por ejemplo, que tienen una mayor habilidad para el cálculo numérico que para la composición literaria y viceversa, estos psicólogos propusieron la existencia de factores específicos (como la habilidad verbal o numérica) que podían tener mayor o menor “carga” del factor g y de esa manera generar tales diferencias. El problema con esta interpretación de la inteligencia, como lo señala el famoso paleontólogo y divulgador de la ciencia Stephen Jay Gould en su libro La falsa medida del hombre, es que Spearman y Burt “cosificaron” la inteligencia o estaban convencidos de que una entidad matemática como el factor g, derivado del análisis factorial, podía tener una realidad psicológica. El mismo Spearman consideraba que la neurología encontraría un área o “energía cerebral” que explicaría el factor g. Por su parte, Burt llevó a cabo una investigación con gemelos criados en hogares distintos en un afán de aportar “evidencia científica” de cómo la
• ¿Qué tan inteligente ha sido la medición de la inteligencia?
inteligencia era un factor genético inmutable. Según sus resultados no importaban lo dispares que podían ser los ambientes donde habían crecido los gemelos, su cociente de inteligencia era prácticamente idéntico. Años después de la muerte de Burt, el psicólogo Leon Kamin, de la Universidad de Princeton, analizó sus resultados y concluyó que eran tan poco probables estadísticamente que rayaban en lo imposible. Además, la búsqueda de una colaboradora de Burt, que se suponía había aplicado los tests y entrevistado a los gemelos, reveló que ésta nunca existió. Se consideró entonces que Burt había falsificado sus resultados.
Re fl e xión f in a l Muchos de los estudiosos aquí mencionados no eran un “grupo de chiflados” a los que nadie hacía caso. La mayoría tenían una carrera académica sobresaliente y fuera del tema de la inteligencia hicieron aportaciones científicas sumamente valiosas que hasta la fecha perduran. Sin embargo, esta misma reputación les sirvió en su momento para influir en ciertas reformas sociales. Por ejemplo, Burt convenció al gobierno británico de aplicar la prueba 11+, que era una evaluación para estudiantes de once años y que supuestamente determinaba si eran aptos para estudiar una carrera universitaria o había que dirigirlos hacia estudios técnicos. La aplicación de esta prueba duró de 1944 a 1971. Sin embargo, un problema aún más serio y que pareciera que persiste todavía es la idea de que la inteligencia es una característica que se hereda genéticamente. En un año no tan lejano como 1994, apareció publicado en Estados Unidos un polémico libro titulado The bell curve (La curva de campana). En ella, Richard Herrnstein y Charles Murray reavivaron la tesis hereditarista de la inteligencia señalando que ésta depende hasta en un 80% de la genética. Además, según ellos sus investigaciones demuestran que el nivel socioeconómico de los estadounidenses se relaciona directamente con el ci, de tal manera que las personas con un alto ci
tienen mayores logros académicos, mejores empleos y menor propensión a la delincuencia. Y, como siempre, suponen que las personas afroamericanas son las “inferiores”. Este tipo de interpretaciones tan a la ligera son peligrosas y antidemocráticas. Más recientemente y para combatirlas se han propuesto nuevos enfoques sobre la inteligencia. Por ejemplo, Howard Gardner, de la Universidad de Harvard, ha propuesto la existencia de inteligencias múltiples que irían desde habilidades corporales (como las de un atleta) hasta las musicales o estéticas. Por su parte, Daniel Goleman, también de la Universidad de Harvard, ha propuesto la existencia de una inteligencia emocional como una capacidad para reconocer las emociones propias y ajenas, y la habilidad para manejarlas. El problema no es que existan tantas inteligencias como personas hay, sino que se pretenda cuantificarlas y a partir de ahí determinar lo que una persona es capaz de hacer o llegar a ser. Aún falta mucho por resolver en este tema.
Luis Fernando Cuevas Remigio es licenciado en Psicología por la Facultad de Psicología de la unam y tiene una maestría en Ciencias Cognitivas por la Universidad Autónoma del Estado de Morelos. Sus intereses de investigación se han dirigido principalmente al estudio de la memoria humana, en particular al fenómeno de recuperación de información aparentemente olvidada, conocido como hipermnesia. Ha publicado en revistas indexadas diferentes artículos sobre este tema. Otro de sus intereses es la divulgación científica de la psicología. luisfernandocuevas@hotmail.com
B i bl i ogr afí a Gould, S. J. (2007), La falsa medida del hombre, Barcelona, Drakontos Bolsillo. Hothershall, D. (1997), Historia de la psicología, México, MacGraw-Hill. Schlingler, H. D. (2003), “The myth of intelligence”, The Psychological Record, 5:15-32.
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Blanca Alicia Delgado Coello nnnnnnn
Propósitos y alcances de la
investigación básica
Si l o s ci e nt í f i co s d i e r an a con ocer con frecu en cia su s avan ces, l a s o ci e d ad co m e nzar í a a ser sen sible al tema, a su relevan cia, y pr o babl e m e nt e hast a pe diría cu en tas. En otras palab ras, deb emos cont r i bui r a s e m br ar l a s emilla, regarla y expan dirla tan to cu an to s e a po si bl e par a d ar l e a la cien cia b ásica u n sen tido terren al. Y tam bi é n d ar pr o m o ci ó n a las ideas y b u scar los apoyos n o sólo gube r nam e nt al e s, si no t a mbién de las empresas privadas.
¿
Para qué sirve la investigación básica? Esta incógnita, tal vez por “básica”, se suele pasar por alto, pero quienes nos dedicamos a la investigación nos la hemos debido plantear en diversos momentos. Primero, cuando hubo “algo” que nos llamó a dedicarnos a la tarea extraordinaria de investigar. Segundo, cuando inmersos en una sociedad en ocasiones sobreprotectora, debíamos explicar a la familia por qué y sobre todo para qué pasábamos como estudiantes –sin paga, o con una muy magra– tanto tiempo en el laboratorio incluyendo sábados, domingos y para colmo, días festivos y vacaciones. El ser humano es por naturaleza curioso, el límite cada quien se lo impone y concuerdo con la afirmación de Estupinyá (2011) de que “toda persona con un mínimo de curiosidad siente un gran interés por la ciencia”. Históricamente, es esta curiosidad la que ha llevado al Homo sapiens a intentar entender todo lo que le rodea. Sin embargo, es más difícil hacer comprender a la sociedad en general la relevancia de la tarea del científico. Y es ahí donde la comunidad científica debe preocuparse por divulgar, por hacer comprensibles conceptos científicos y llevarlos a todos los estratos de la sociedad. Probablemente para ello se requiere un cambio de estructura mental. ¿Por qué no aprovechar la curiosidad infantil innata para llevarla más allá, fomentarla, en lugar de coartarla? Sin duda son de gran valor esfuerzos como los del Museo Universum de la Universidad Nacional Autónoma de México (unam), en Ciudad Universitaria, que convoca a científicos de distintas áreas a dar pláticas para los papás que con sus hijos pasean los domingos en el
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lugar. O los del gobierno de la Ciudad de México, que promueve pláticas de divulgación para públicos plurales como los que cotidianamente visitan el centro de nuestra ciudad. Así como hay científicos que pueden explicar en términos comprensibles los experimentos y observaciones del día a día y sobre todo, los resultados de éstos, debiéramos involucrar a quienes nos gobiernan en la relevancia de entender nuestra tarea y el impacto potencial para la sociedad. En el contexto de cómo se evalúa la tarea científica en general, la divulgación pareciera ser un mérito secundario, cuando en definitiva no lo es. Si el científico diera a conocer con frecuencia sus avances, la sociedad comenzaría a ser sensible al tema, a su relevancia, y probablemente hasta pediría cuentas. En otras palabras, debemos contribuir a sembrar la semilla, regarla y expandirla tanto cuanto sea posible para darle a la ciencia básica un sentido terrenal. Y también dar promoción a las ideas y buscar los apoyos no sólo gubernamentales, sino también de las empresas privadas. De gran ayuda para explicar al ciudadano común las bondades de hacer ciencia básica son los ejemplos de hallazgos, en ocasiones por mera serendipia, que han tenido un gran impacto en la historia de la humanidad. Entre otros, el descubrimiento casual de varios de los edulcorantes, desde la sacarina hasta el aspartame; de los rayos X o Röntgen (Gratzer, 2004); o los hoy en día imprescindibles –o al menos populares– hornos de microondas y el Viagra. Una anécdota interesante cuenta la respuesta que Michael Faraday dio al Ministro de Finanzas británico, William Gladstone, a la pregunta
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Experimento de inducción electromagnética de Faraday.
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sobre su descubrimiento, ¿para qué sirve la inducción electromagnética? “No lo sé, pero un día, señor, usted podrá cobrar impuestos por ello” (Gratzer, 2004). En la historia personal de los que nos dedicamos a la ciencia básica, también hay ejemplos en los que nuestras contribuciones adquieren alguna utilidad con el devenir de los años. En mi grupo de trabajo, hace una década, en una estancia en el extranjero, Jaime Mas-Oliva descubrió y purificó una proteína aislada de plaquetas de plasma humano (Mas-Oliva et al., 1994). Varios años después, esta proteína se catalogó como un precursor de la proteína β-amiloide, que tanta relevancia ha cobrado por su papel en la génesis de la enfermedad de Alzheimer (Santiago-García et al., 2001). Es decir, es claro que los beneficios sociales de la investigación no pueden visualizarse a priori. En relación con la pregunta de la motivación para hacer ciencia, un artículo reciente aborda el tema de una manera ingeniosa a través de entrevistas “virtuales” con científicos que han ganado el Nobel (Contreras, 2011). Por ejemplo, Marie Curie afirmó en una conferencia en 1921: “el trabajo científico no debe considerarse desde el punto de vista de su utilidad directa. Debe realizarse por sí mismo, por la belleza de la ciencia, y siempre existe la posibilidad de que un descubrimiento científico pueda llegar a ser, como el radio, un beneficio para la humanidad.” Si bien Kary Mullis sospechó que obtendría el Premio Nobel de Química por su idea de hacer copias múltiples de segmentos específicos de adn in vitro, mismo que obtuvo en 1993 por la invención de la reacción en cadena de la polimerasa, o rcp, es difícil que calculara los beneficios no sólo económicos, sino científicos que ésta traería consigo (Mullis, 1998). Como dato curioso, Mullis ha comentado lo difícil que fue explicarle a su madre la razón de su premio, ella le correspondía enviándole todo lo que leía sobre el adn en el Reader’s Digest. En aquel entonces, Cetus, la empresa en que Mullis trabajaba, obtuvo alrededor de 300 millones de dólares por la patente de la rcp. Ahora sabemos que esta técnica tiene aplicaciones en la medicina forense, como herramienta de diagnóstico de enfermedades como el sida y como una metodología común para la amplificación de secuencias de adn de interés en los laboratorios de ciencia básica.
• Los propósitos y alcances de la investigación básica
¿Ha cia dón d e d eb en d irig irse l os ap oyos : a la c ien c ia b á sic a o a l a cie n c ia a p lic a d a ? Cabe preguntarse en primera instancia si en realidad existe un límite que marque una barrera entre lo que entendemos por ciencia básica y por ciencia aplicada. O acaso, como lo planteara Walter Gilbert (Nobel de Química, 1980): “aunque suene contradictorio, el objetivo final de la ciencia en sí es siempre que sirva para algo; siempre es aplicado. La ciencia básica no existe, sólo es una primera fase metodológica, una convención institucional de detener el proceso justo cuando más provechoso empieza a resultar” (Estupinyá, 2011). Los ejemplos de cómo se aborda y se apoya la ciencia en diferentes lugares ilustran cuál es la mejor ruta a seguir. En el Instituto Tecnológico de Massachusetts (mit, por sus siglas en inglés) es vigente una política de una estrecha vinculación con las empresas privadas, la industria en particular, además de una gestión óptima de patentes y los apoyos necesarios para su consolidación. En el mit se promueve la participación de las nuevas generaciones en la planeación e incubación de empresas. El planteamiento de las futuras empresas y el producto que ofrecerán es llevado a inversionistas dispuestos a poner en riesgo su capital, que en un 10% de los casos tarde o temprano generará grandes beneficios. El mit invirtió más de 17 millones de dólares en patentes, y de regalías y ganancias recibió cerca de 70 y 85 millones de dólares, respectivamente, según datos del año fiscal 2011 de la oficina de transferencia de tecnología del propio mit, y de 147 y 54 millones de dólares para el año 2012, respectivamente. Los datos hablan por sí solos. Si en principio las ciencias o sus enfoques no son excluyentes entre sí, ¿por qué habría de serlo la distribución de los recursos? Como es sabido, la respuesta a un fenómeno no es algo necesariamente focalizado, puede ser parte de eventos más amplios, que en algún momento pueden llegar a conectarse y demostrar que son interdependientes. Este es el caso de los ejemplos citados previamente, en los que queda claro que entender un proceso puede conducir en el mediano o largo plazos a una aplicación directa, con impacto por ejemplo en la clínica.
El ar te de hacer ci enci a Las artes y las ciencias son avatares de la creatividad humana. Mae Jemison
Mi primera reflexión acerca del tema es si la emoción que un escultor o un pintor imprimen a sus obras será similar a la que mueve a un científico para buscar explicación a un fenómeno, muchas veces al grado de quitarnos el sueño o evadirnos mentalmente en medio de una plática cotidiana. En ambos casos, la motivación o las ideas caen en el campo de la abstracción y llegan a concretarse en una obra. Es en el resultado final donde me parece que radican las diferencias. La obra de arte podrá mantenerse de manera invariable, pero una obra científica puede ser remplazada por otra que pruebe o se acerque más a demostrar un fenómeno. Es decir, la ciencia por definición es perfectible, es sensible a ser rebatida por nuevas evidencias y es por ello que evoluciona con el tiempo para obtener más y mayor conocimiento. La declaración de Carlo Rubia, premio Nobel de Física en 1984, me parece de lo más elocuente: “Para mí la ciencia es muy cercana al arte. El descubrimiento científico es un acto irracional. Es un acto de intuición que resulta, al final, ser la realidad y no veo la diferencia entre un científico que desarrolla un descubrimiento maravilloso y un artista que hace pintura” (Contreras, 2011). La reflexión que plantea la Dra. Guillermina Yankelevich a la dicotomía forzada entre las ciencias naturales y las sociales es asimismo importante: “Si queremos construir la ciencia del hombre, acerca de él, hay que poner estos dos campos. Porque el hombre es biológico y social. Todo lo que ocurre en las ciencias sociales el hombre biológico lo produjo: literatura, música, artes…, que son causa y consecuencia, porque éstas se re-revierten a él y modifican su biología. Estos dos campos de la ciencia no pueden estar divorciados” (La Crónica de Hoy, octubre de 2012). En el marco de la reunión “Ciencia y Humanismo de la Academia Mexicana de Ciencias”, celebrada en enero de 2012, quedó en evidencia la necesidad imperativa de promover y fortalecer la presencia de la ciencia, la tecnología y la innovación desde una pers-
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pectiva integral que unifique las ciencias exactas y las humanidades (Ciencia, 2012). Un dato importante es que sólo el 4% de la tecnología que se produce en nuestro país se vende, lo cual es señal de una vinculación débil entre la academia y las empresas.
¿De be ap o y a rse a la c ien c ia , a u n en tie mpos d e c risis? Antes que nada debe quedar claro que el contar con una sociedad mejor preparada redunda necesariamente en una sociedad más productiva. Más aún, si los esfuerzos se dirigen hacia la investigación, la sociedad será potencialmente más competitiva, innovadora y poseedora de más desarrollos útiles a la sociedad misma. Las sociedades escandinavas que cultivan a sus niños con educación de calidad, a través de maestros con preparación de alto nivel, son muestra de ello. El ejemplo más tangible y reciente en un contexto similar al de México, como país Latinoamericano de grandes contrastes, es el caso de Brasil. En el área de las ciencias, Brasil se ha posicionado en una situación que sobrepasa el nivel que México tuviera anteriormente. ¿La razón? Brasil invierte casi tres veces más del pib en comparación con México en el rubro de investigación y desarrollo. La ciencia y la tecnología de un país pueden validarse por la evolución de indicadores estrechamente relacionados, como la tasa de autosuficiencia y la tasa de dependencia. En México la autosuficiencia muestra una tendencia a la baja en tanto que la de dependencia claramente tiende a elevarse. ¿Qué indican estos parámetros de ciencia y tecnología?
CIENCIA
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En palabras simples, indican que bajo las circunstancias actuales nuestro país no es capaz de producir tecnología suficiente ni de generar patentes, lo que extiende la dependencia económica a una dependencia de orden científico. Por lo tanto debe apoyarse a la ciencia en todo momento, aun en tiempos de crisis. En 2010 las universidades de China solicitaron el registro de 35 000 patentes, en Estados Unidos se solicitó el de 5 000 y en México el de 70, lográndose sólo el 50% de éstas últimas. Así, en México el promedio de patentes que registra anualmente la unam es de 14; la Universidad Autónoma Metropolitana, de ocho; y el Instituto Politécnico Nacional, de siete. De acuerdo con datos del Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (impi), nuestro país ingresó poco más de 1 000 solicitudes de patentes en 2011 y más de 1 200 en 2012 (951 en 2010), en contraste con más de 6 000 solicitudes provenientes de los Estados Unidos. ¿Es esto suficiente para un país de más de 112 millones de habitantes (Censo Nacional, 2010) con grandes necesidades y problemas de orden local por resolver? ¿Acaso no existe talento endógeno? Claro que lo hay, a pesar de que según datos del Centro de Investigaciones sobre América del Norte (cisan) de la unam, seamos el cuarto lugar en exportación de cerebros. Por fortuna, un ejemplo reciente ilustra la relevancia del cambio de paradigmas cuando se realiza investigación con fines claramente prácticos. Un grupo mexicano ha logrado el diseño del primer corazón artificial –probado exitosamente en pacientes mexicanos desde agosto de 2012–, para lo cual se formó un consorcio de diez centros de investigación con 65 científicos participantes
• Los propósitos y alcances de la investigación básica
y con apoyos públicos y privados. El Dr. Emilio Sacristán Rock, líder del grupo, señala que de esta forma el proyecto pudo realizarse en sólo siete años y el dispositivo tiene un costo significativamente menor a otros de origen extranjero (Cruz, 2013).
Concl u sione s En resumen, para dar solución a los problemas planteados lo que se requiere es atacar todas las carencias y deficiencias desde la base de la educación a todos los niveles, fomentar las ciencias y sus desarrollos, y su vinculación con las empresas privadas y gubernamentales. Por lo tanto, es necesario alentar la generación de patentes coadyuvando con apoyos no sólo económicos, sino también de simplificación administrativa a corto plazo. De esta forma se logrará un capital humano para el desarrollo de ciencia básica y eventualmente aplicada, en beneficio de la sociedad. Por supuesto que este desarrollo no excluye a las humanidades, que son también parte medular de nuestra esencia como especie. La ciencia y sus beneficios no pueden esperar.
Blanca A. Delgado-Coello es bióloga y M. en C. (biología celular) por la Facultad de Ciencias de la
unam
y diplomada en Ciencias
Genómicas por la Universidad Autónoma de la Ciudad de México ( uacm ). Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores (Nivel I). Es colaboradora del Dr. Jaime Mas en el Instituto de Fisiología Celular de la
unam ,
B i bl i ogr afí a Contreras, J. C. (2011), “Preguntas nobles: ¿Por qué hacemos ciencia?”, Ciencia (enero-marzo). Cruz, A. (2013), “Transfieren a la industria corazón artificial mexicano”, Investigación y Desarrollo, 28 de febrero de 2013. Estupinyá, P. (2011), El ladrón de cerebros, Barcelona, Debate. Gratzer, W. (2004), Eurekas y euforias. Cómo entender la ciencia a través de sus anécdotas, España, Crítica, S.L. Mas-Oliva, J., K. S. Arnold, W. D. Wagner, et al. (1994), “Isolation and characterization of a platelet-derived macrophage-binding proteoglycan”, Journal of Biological Chemistry, 269:10177-10183. “MIT TLO Statistics for Fiscal Year 2013”. Consultado en: <mit.edu/tlo/www/about/office_statistics.html>. Mullis, K. (1998), Dancing naked in the mind field, USA, First Vintage Books Edition. Noticias de la Academia Mexicana de Ciencias (2012), en Ciencia, abril-junio. Santiago-García, J., J. Mas-Oliva, T. L. Innerarity y R. E. Pitas (2001), “Secreted forms of the amyloid-beta precursor protein are ligands for the class A scavenger receptor”, Journal of Biological Chemistry, 276:3065530661. Torres Ruiz, I. (2012), “Las ciencias naturales y sociales son una misma, la del hombre”, entrevista a la Dra. Guillermina Yankelevich, La Crónica de Hoy, 8 de octubre de 2012.
Si ti os W eb <http://www.impi.gob.mx/wb/IMPI/impi_en_cifras2>. Consultado el 5 de junio de 2012 y el 13 de marzo de 2013.
donde estudia la expresión y regulación de ATPasas de
Ca de la membrana plasmática, en particular de hígado. 2+
bdelgado@ifc.unam.mx
INDUSTRIA
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Jorge A. Ruiz-Vanoye y Ocotlán Díaz-Parra nnnnnnn
de
CÚMULOS
zonas muertas en el mar
L a s zona s m u erta s en el mar r epr es ent an un pr oblema mundial porq u e p rov oca n l a d i sminución de la vida mar ina en el ár ea a fe cta d a . S on ge n era d a s por fenómenos nat ur ales , el der r ame f l u v i a l de f erti l i za n te s, l a quema de combus t ibles fós iles , los desechos orgá n i cos i ndu striales y la dis minución de oxíg eno dis uelt o en e l m a r.
L
as zonas muertas en el mar son áreas donde existe exceso de nutrientes químicos (eutroficación) o falta de oxígeno (hipoxia), que evitan que la vida marina se mantenga; se crean por fenómenos naturales geoquímicos y por la acción directa del hombre. La falta de vida marina provoca la escasez de alimentos marinos o el encarecimiento de los precios de los productos marinos, ya que los pescadores tienen que viajar mayores distancias para obtener las especies marinas que venden. Si el número de zonas muertas en el mar sigue creciendo, es posible que se extingan algunas especies marinas. Las zonas muertas se generan también en lagos y ríos.
Ex c eso d e n u t rien t es quí mi cos (eutr ofi caci ón) El principal fenómeno natural que produce zonas muertas en el mar es el enriquecimiento de las aguas por nutrientes (fosfatos y nitratos), fenómeno conocido como eutroficación. Este exceso de nutrientes genera la proliferación de algas en la superficie marina, las cuales absorben el oxígeno del agua y no permiten que la luz solar llegue a las algas del fondo marino, produciendo su descomposición. Otra causa natural que provoca zonas muertas es la lluvia excesiva, que arrastra los pesticidas y fertilizantes aplicados al suelo. Los factores que afectan el grado de eutroficación son: los climas cálidos, el calentamiento global, los cuerpos de agua poco profundos o de bajo caudal, las precipitaciones abundantes que arrastran nutrientes de los suelos a los ríos, los suelos arcillosos que drenan pobremente el agua de las lluvias, y algunas bacterias en el agua que al no contar con oxígeno generan ácido sulfídrico, lo que produce una aceleración de la muerte de los organismos marinos cercanos. La mayoría de las zonas muertas naturales aparecen cada año en verano, debido al calentamiento natural del agua en esa estación.
F a lt a d e o x íg en o ( h ipoxi a) El fenómeno de la hipoxia se produce cuando la concentración de oxígeno disuelto en el agua de mar no sobrepasa los 2 ml de oxígeno por litro. Es decir, si la concentración de oxígeno es entre 0.1 y 2 ml de oxígeno por litro es posible que en esa zona existan desiertos marinos. Por otro lado, si la concentración de oxígeno es
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de 6 ml de oxígeno por litro, en esa zona pueden existir muchos animales marinos. Las zonas muertas que los humanos producen se deben principalmente al derrame fluvial de fertilizantes, a la quema de combustibles fósiles, a los desechos orgánicos de las industrias (petroquímica, cañera, papelera, las metálicas básicas, la de fertilizantes, alimentaria, textil, ganadera y acuícola de salmones, entre otras) arrojados a los ríos y a los mares, y a la disminución de oxígeno disuelto. En este artículo mostramos dónde se encuentran el mayor número de zonas muertas en el mar (Figura 1), las cuales se han extendido desde hace muchos años. Estas zonas han afectado una superficie total de 245 000 kilómetros cuadrados y los ecosistemas marinos (Díaz y Rosenberg, 2008). La superficie total mundial marina afectada es pequeña si la comparamos con los 3 149 920 kilómetros cuadrados de mar con los que cuenta México, pero es necesario estar en alerta del crecimiento de las zonas muertas en el mar.
Zona s mu ert a s en el m u n d o La aparición de zonas muertas en los mares mexicanos se está dando paulatinamente y obedece a las
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descargas de fertilizantes, a la quema de combustibles fósiles, a los desechos orgánicos industriales sin tratamiento adecuado provenientes de las empresas que se encuentran alrededor de los ríos, así como a las descargas de drenajes de diversos ríos del norte del Golfo de México. Afortunadamente en nuestro país las zonas muertas sólo se presentan durante la temporada de lluvias, pero provocan pequeñas áreas con falta de oxígeno. Otro aspecto importante es que los mares mexicanos registran diversas concentraciones de oxígeno que están dentro de los niveles más altos, con lo cual es posible tener una producción pesquera importante. La zona hipóxica del norte del Golfo de México es la tercera del mundo por su tamaño, y a mitad del verano cubre un área del fondo del océano de 3 000 a 4 000 millas cuadradas. Además, en el sureste mexicano aparecen en ciertas temporadas zonas muertas en el mar que es necesario monitorear: una está ubicada en la Sonda de Campeche (latitud 18.67, longitud –92.91) con un área aproximada de 55 km2, y la segunda en la Bahía de Chetumal (latitud 18.333, longitud –88.083). En las costas de Luisiana y Texas (Estados Unidos de América) se encuentra una de las regiones con mayores casos de hipoxia del Golfo de México y del mundo. La hipoxia en estas regiones (Figura 2) es causada
Figura 1. Mapa general de zonas muertas (WRI, 2014). Los puntos rojos indican la ubicación de la zona muerta.
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• Cúmulos de zonas muertas en el mar
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Figura 2. Mapa de zonas muertas (WRI, 2014). Los puntos rojos indican la ubicación de la zona muerta.
por factores naturales y humanos. Los bajos niveles de oxígeno (1.4 ml de oxígeno por litro) sofocan a langostinos, cangrejos, caracoles, almejas, estrellas de mar, gusanos y camarones. En la cuenca del río Mississippi se drenan 3 200 000 kilómetros cuadrados de agua dulce, desechos orgánicos industriales, sedimentos y nutrientes. La descarga de este río crea una disposición horizontal de las capas por el depósito de sedimentos o materiales (estratificación) de la columna del agua (el agua flota sobre el agua más densa y salada del golfo). La estratificación y los altos niveles de nitrógeno, fósforo, silicio y fertilizantes de tierras de cultivo provocan la disminución del oxígeno en el mar. Los fertilizantes contenidos en la estratificación permiten el crecimiento de plantas microscópicas o algas (fitoplancton) que al morir se descomponen en aguas profundas del golfo, lo que hace disminuir el oxígeno que pudiera haber en esa zona. La cantidad de nitrógeno transportada por la cuenca del Mississippi se ha triplicado en los últimos años. En Estados Unidos, en la Bahía de Chesapeake (en la que desaguan más de 150 ríos), en el Canal de Long Island y en el Canal de Albemarle-Pamlico, las algas producen en la actualidad más dióxido de carbono del que producían históricamente y las condiciones de agotamiento de oxígeno han empeorado. En el mar Caribe, en la zona entre las islas Cubagua y Margarita perteneciente a la plataforma continental del Oriente de Venezuela (fosa de Cariaco), existe otra concentración de zonas muertas.
Otras zonas muertas se encuentran en mares como los fiordos noruegos y el Mar Negro, donde la concentración de oxígeno puede oscilar entre 0.1 y 2 ml de oxígeno por litro; en otras palabras, son desiertos marinos. En los mares Negro, Báltico y Adriático existe actualmente un crecimiento del número de algas, lo que ha provocado la disminución de las concentraciones de oxígeno (Figura 3). Japón es uno de los países líderes en captura y producción pesquera debido a que en sus mares pueden encontrarse concentraciones de 6 ml de oxígeno por litro. En 2013, cerca de Japón, aumentó la probabilidad de creación de nuevas zonas muertas en el mar por el desastre de la planta nuclear de Fukushima; actualmente se realizan experimentos para saber si estas zonas ya han aparecido. El Ministerio de Economía, Comercio e Industria de Japón ha señalado que diariamente se arrojan al subsuelo 1 000 toneladas de agua, 300 de las cuales contienen sustancias altamente radiactivas que llegan al océano Pacífico (Figura 4).
Concl usi ones El crecimiento de zonas muertas en el mar tiene consecuencias sobre los recursos marinos necesarios
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Figura 3. Mapa de zonas muertas (WRI, 2014). Los puntos rojos indican la ubicación de las zonas muertas.
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Figura 4. Mapa de zonas muertas (WRI, 2014). Los puntos rojos indican la ubicación de las zonas muertas.
para la supervivencia del ser humano. Por ello, es necesario realizar modificaciones efectivas en las políticas de los países en materia de derrame de contaminantes al mar, quema de combustibles fósiles, desechos orgánicos industriales, y la disminución de oxígeno disuelto en el mar. Se requiere también cambiar los hábitos de comportamiento con el fin de evitar que se extingan
diversas especies marinas y el consecuente desequilibrio que esto podría provocar en el planeta. Además, hay que mejorar la purificación del agua residual e industrial que se vierte a los ríos, lagos y mares; proteger más el agua potable y aumentar la oxigenación de aguas profundas (bombeo de agua oxigenada al mar), entre otros aspectos. En México no existen aún tantas zonas muertas como en otras regiones, pero es necesario ir pensando en actividades preventivas como la creación o modificación de los procedimientos actuales de una institución que se encargue efectivamente de monitorear los recursos naturales marítimos con que cuenta el país, y realizar acciones correctivas para evitar este tipo de problemas.
Jorge A. Ruiz-Vanoye obtuvo el grado de doctor en Ciencias Computacionales en 2008 por el Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico ( cenidet ). Ha trabajado en el Instituto de Investigaciones Eléctricas y en otras instituciones y compañías. Ha dado clases en diversas universidades mexicanas desde 1996. Actualmente es profesor investigador en la Universidad Autónoma del Carmen ( unacar ) y es miembro del Sistema Nacional de Investigadores, nivel I (2013-2015). www.ruizvanoye.com. Ocotlán Díaz-Parra obtuvo el grado de doctora en Ciencias Aplicadas en 2008 por el Centro de Investigación en Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad Autónoma del Estado de Morelos. Ha trabajado en
pemex
y en otras compañías. Ha dado clases
en diversas universidades mexicanas de reconocido prestigio. Actualmente es profesora investigadora en la Universidad Autónoma del Carmen ( unacar ) y pertenece al Sistema Nacional de Investigadores, nivel I (2014-2016). www.diazparra.net.
B i bl i ogr afí a Diaz, R. J. y R. Rosenberg (2008), “Spreading Dead Zones and Consequences for Marine Ecosystems”, Science, 321(5891):926-929. World Resources Institute, Mapa Interactivo Eutrophication & Hypoxia. Disponible en: <www.wri.org/project/ eutrophication/map>. Consultado el 13 de febrero de 2014.
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D EB A T E
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Endurecimiento del
Hoy No Circula Dr. Héctor G. Riveros Instituto de Física, UNAM nnnnnnn
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ice la Secretaría del Medio Ambiente (sma) del gdf que las nuevas disposiciones del Hoy No Circula son para proteger la salud de la población. Calcula en 11% la reducción anual en emisión de contaminantes, pero las medidas de la contaminación del aire la desmienten. La salud no puede mejorar si no se disminuyen los valores medidos en el aire. Los valores medidos en promedio horario por semana (domingo a sábado) de las estaciones Tlalnepantla, Xalostoc, Merced, Iztapalapa y Pedregal en el mes de junio son prácticamente iguales a las del mes de julio de 2014. O sea, el promedio horario de los cuatro sábados de junio, es menor que el de los cuatro sábados de julio cuando ya se aplicó el nuevo hnc, lo que implica que no bajó la contaminación. La gráfica de los datos, tomados de las medidas de concentración de ozono, demuestra lo que se les predijo que iba a pasar (Riveros, 2009-2010). Ningún hnc
ha cambiado la contaminación medida en el aire antes y después de su aplicación, como lo demuestran los datos de 1989 cuando se aplicó por primera vez, y los de 2008 cuando se inventó el Hoy No Circula sabatino. Los datos de domingo a viernes sirven como control y para medir los cambios estadísticos de la concentración. El promedio de los cuatro sábados de julio es mayor o igual que los cuatro sábados de junio cuando podíamos circular. No se puede decir que bajó la concentración de ozono. Aunque ningún Hoy No Circula ha bajado la contaminación, a pesar de que las reducciones calculadas son mayores a 10%, las autoridades se niegan a aceptar que todo hnc es un fracaso. La sma dice: “De no existir el programa hnc en la actualidad, las emisiones de los automóviles particulares incrementarían en un 70%”. Si el Hoy No Circula no baja la contaminación debe derogarse. Es falso que si se elimina se incrementará la
100 Sábado
Lunes
Miércoles
Viernes
Ozono ppb
80 60 40 20 0
0
12
24
36
48
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120
132
144
156
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Horas Antes
■■
Después
Figura 1. Promedio horario de los datos de 37 estaciones de la RAMA del sábado 7 de junio al viernes 4 de julio (Antes), y del sábado 5 de julio al viernes 1 de agosto (Después).
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B i bl i ogr afí a Riveros, H. (2009), “Análisis del programa Hoy no circula”, Ciencia, 60(1):76-83. Riveros (2010), “Hoy no circula sabatino: contrarréplica”, Ciencia, 61(3):88-95. Secretaría del Medio Ambiente (2014), Inventario de Emisiones 2012. Disponible en: <www.sedema.df.gob.mx>. Secretaría del Medio Ambiente (2014), Tríptico sobre el Hoy no Circula. Disponible en: <www.sedema.df.gob.mx>.
0.18 0.16 0.14
O 3 ppb
0.12 0.1 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0
24
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Horas Antes HNC
■■
Después HNC
O 3 ppb
Figura 2. Datos medidos en cinco estaciones en 1989, tres semanas antes y tres semanas después de la aplicación del Hoy No Circula. Nótese lo alto de los valores medidos. Datos de lunes a domingo; el sábado comienza a las 120 horas. Excepto el lunes, de martes a viernes no cambia la concentración.
0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0
0
24
48
72
96
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Horas
■■
<O 3 > Junio
<O 3 Julio>
Figura 3. Datos promedio de cinco estaciones, cuatro semanas antes y cuatro semanas después de la aplicación del hnc sabatino. El sábado está entre las 120 y 144 horas. Los otros días de la semana indican la repetitividad de los datos. El cambio del sábado está dentro de la repetitividad de los otros días.
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millones el número de usuarios del transporte público. Se les molesta sin ninguna necesidad, pues las concentraciones de ozono medidas en el aire no cambian.
contaminación; si no la disminuye al aplicarse no la puede incrementar al derogarse. El error de la Secretaría del Medio Ambiente del gdf consiste en despreciar el incremento en la contaminación emitida por el transporte público cuando tiene que transportar los cientos de miles de pasajeros que se quedaron sin coche y que se niegan a quedarse en su casa. De los datos del Inventario de Emisiones 2012 se encuentra que 4.77 millones de la flota vehicular tienen de 9 a 15 años =1.52 Millones y tienen más de 15 años =1.57 Millones. Suponiendo que todos los vehículos de 9 a 15 años alcanzan holograma 1, que les permite circular dos sábados, se sacan de circulación los sábados 2.36 millones de vehículos. Con un factor de ocupación de 1.7 pasajeros/vehículo, se incrementa en cuatro
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Comentarios al documento Endurecimiento del Hoy No Circula Isabel G. González Merino, Antonio Mediavilla Sahagún, Armando Retama Hernández nnnnnnn
E
l deterioro de la calidad del aire es un problema que enfrenta la ciudad de México desde hace varias décadas. Las tendencias históricas indican una reducción significativa en los niveles de los principales contaminantes del aire. Si bien en el caso de los contaminantes criterio se han conseguido reducciones superiores al 70% a partir de la década de 1990, en el caso de los contaminantes secundarios la reducción es menor. Sin embargo, se mantiene una clara tendencia descendente. Esta reducción se ha conseguido a través de políticas ambientales de corto, mediano y largo plazos, que incluyen la mejora de combustibles, la adopción de mejores tecnologías de control y la renovación del parque vehicular, entre otras. El conjunto de las acciones requiere de la participación de todos los sectores de la sociedad y principalmente de la participación ciudadana. En los últimos 25 años, la ciudad de México ha mantenido un desarrollo constante, con un aumento en la población, en la actividad productiva y en el número de vehículos. A pesar de su crecimiento, los niveles de contaminación del aire mantienen aún una tendencia decreciente. Esto se puede atribuir a las políticas de gestión implementadas por la ciudad. Molina y Molina (2002) presentan un análisis exhaustivo del problema de contaminación atmosférica en la ciudad de México, los beneficios de la mejora de la calidad del aire y los retos para los siguientes años. El Programa Hoy No Circula inició en 1987, como un esfuerzo de los ciudadanos para contribuir a nivel personal a la reducción de la contaminación. Esto, a consecuencia de los graves episodios que se registraban
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a finales de la década de 1980 con concentraciones que superaban hasta cinco veces los niveles de contaminación actuales. Este esfuerzo ciudadano fue reconocido por el gobierno federal, adoptándolo oficialmente en 1989. Desde su creación, el programa ha sido polémico en término de los beneficios ambientales; más aún porque tiene un impacto directo en la población. Sin embargo, no se puede negar su contribución a la reducción de la contaminación, además de que ha favorecido la renovación continua de la flota vehicular. El Distrito Federal es la ciudad con el parque vehicular más moderno y con menores niveles de emisiones del país. El deterioro de la calidad del aire en la ciudad de México es el resultado de la combinación de factores meteorológicos, fisiográficos y antropogénicos, de los cuales sólo en los últimos se pueden aplicar acciones de manera inmediata y a un costo razonable. Sin embargo, los resultados de los estudios realizados en la Zona Metropolitana revelan la complejidad de los procesos químicos responsables de la formación de contaminantes de origen secundario, como el ozono y las partículas secundarias, que ocurren diariamente en la atmósfera de la ciudad (Molina et al., 2007; Molina et al., 2010). La atmósfera de la ciudad es fuertemente oxidativa (Volkamer et al., 2010), favoreciendo la formación del esmog fotoquímico. Los mecanismos de producción de los componentes del esmog del ozono y partículas involucran cientos de reacciones químicas en las que los compuestos originados por los vehículos desempeñan un papel primordial. La producción de ozono responde tanto a las condiciones meteorológicas, como a las variaciones en las emisiones de los precursores (Song et
de las emisiones provenientes del escape de los vehículos, las emisiones producto de la evaporación de la gasolina en el vehículo son una fuente de emisiones que en el pasado se había subestimado. De acuerdo con dicho estudio, las emisiones evaporativas de los vehículos ligeros contribuyen con el 39% del total anual de los hidrocarburos emitidos a la atmósfera. De éstos, los vehículos anteriores a 1992 (que corresponden al 16% de la flota vehicular) son responsables del 43% de las emisiones provenientes del escape y 31% de las emisiones por evaporación. De acuerdo con el análisis histórico de los datos del monitoreo atmosférico, se ha observado que los fines de semana la concentración de contaminantes de origen fotoquímico, como el ozono, puede ser igual o mayor que los niveles reportados en los días de la semana; esto, a pesar de que existe una reducción en sus precursores. Este efecto se explica a partir de la sensibilidad de los procesos de formación de ozono a la concentración cov y NOX, y las variaciones en las proporciones de ambos contaminantes. Este fenómeno se ha observado en otras ciudades y se conoce como “efecto de fin de semana” (Altshuler et al., 1995; Murphy et al., 2007). Stephens et al. (2008) estudiaron el efecto de fin de semana en la producción de ozono en la ciudad de México, analizando los datos horarios de 22 años en 39 sitios de monitoreo en la ciudad. En sus conclusiones afirman que en el caso de la ciudad de México, una reducción en las emisiones de cov tendría un efecto en la disminución de la producción local de ozono. Este efecto sería mayor que si la reducción se realizara en las emisiones de NOx. Debido a que los vehículos son la principal fuente de emisión de cov durante los fines de semana, se espera que la reducción en el número de vehículos en circulación y el aumento en la velocidad de desplazamiento contribuya a la disminución en la emisión de cov. Durante el segundo semestre de 2014, la Secretaría del Medio Ambiente del Distrito Federal instrumentó un conjunto de medidas que incluyeron: el reforzamiento de la vigilancia en los verificentros del Distrito Federal, un programa para el reemplazo de convertidores catalíticos, la adopción del holograma de verificación 1 y la restricción adicional a la circulación de los vehículos más contaminantes el día sábado. En este
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al., 2010). Es por eso que la reducción en la concentración de ozono y partículas representa un reto, mismo que se incrementa por las dimensiones y complejidad de la ciudad y las fuentes de contaminación. El principal efecto de la contaminación es en la salud humana. Existe una relación directa entre el incremento en la concentración de ozono y partículas con el aumento de enfermedades respiratorias y cardiovasculares, principalmente en niños, adultos mayores y personas con problemas respiratorios o cardiovasculares preexistentes. En el caso de las partículas se ha encontrado una asociación directa con casos de mortalidad. En 2014 la oms reconoció a la contaminación por partículas como un factor importante en el desarrollo de cáncer. La contaminación es responsable también del deterioro en la visibilidad. El ozono se forma de la reacción entre los óxidos de nitrógeno y los compuestos orgánicos volátiles en presencia de luz solar. En la ciudad de México las fuentes móviles son el principal origen de estos precursores. Cada año los vehículos emiten a la atmósfera 200 000 toneladas de compuestos orgánicos volátiles y 210 000 toneladas de óxidos de nitrógeno, provenientes de los gases de escape. Por otra parte, en un estudio realizado por Schifter et al. (2014) se concluyó que además
DEBATE contexto, la restricción vehicular sabatina tiene la intención de asegurar una disminución efectiva en los niveles de cov y con ello impactar de manera directa en la reducción de las concentraciones máximas de ozono; esto, con un efecto también en el día domingo, ya que una fracción importante de los contaminantes generados el sábado permanece dentro de una capa residual en la atmósfera y tiene una participación importante en los niveles de contaminación del día siguiente. Se sabe que la medida no tendrá el efecto suficiente para eliminar el ozono (para ello habría que reducir la concentración de cov en la atmósfera en más del 75%), pero se espera que atenúe significativamente las concentraciones máximas del contaminante, que son las detonadoras de problemas de irritación ocular y respiratoria, activaciones de asma y disminución de la función pulmonar en niños y adultos mayores. Esto es importante ya que los días sábado y domingo son aprovechados por las familias para realizar actividades al aire libre.
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Debido a la complejidad en los procesos atmosféricos (físicos y químicos), involucrados en la formación del esmog fotoquímico, la evaluación de la eficacia de una medida o acción implementada para mejorar la calidad del aire, requiere de tomar en cuenta la mayor cantidad de variables disponibles para identificar el impacto real en los niveles de contaminación del aire. Para ello es fundamental analizar, a través de métodos estadísticos adecuados, la influencia de factores que pudieran inducir interferencias en la evaluación, además de eliminar la influencia estacional por la variabilidad temporal de la meteorología. Por ejemplo, la presencia de lluvia en sábado puede inducir una mejora en la calidad del aire por el lavado atmosférico. Por otra parte, no es posible realizar el análisis objetivo –desde el punto de vista científico– de un proceso tan complejo, utilizando un número pequeño de observaciones y sin tomar en cuenta algunas de las principales variables que influyen en el fenómeno. Cualquiera de los resultados que se pudieran obtener de un análisis
Sin descalificar la evaluación que se realiza en el documento “Endurecimiento del Hoy No Circula”, el investigador se limita a comparar de manera cualitativa los datos de los meses de junio y julio de 2014. El escaso número de datos no permite aportar evidencia estadística sobre el impacto de la medida. También, los meses utilizados en la comparación corresponden a la temporada de lluvia. Por lo tanto, es de esperarse un sesgo por la influencia del lavado atmosférico en los niveles de contaminación, lo que podría dificultar la separación del efecto de la lluvia en la remoción de los contaminantes del impacto de la reducción de los vehículos. Cabe mencionar que este aspecto no se discute en el documento. La falta de una evaluación basada en argumentos científicos sólidos podría reflejar un juicio subjetivo que no aporta elementos para una discusión científica sobre el problema.
Bibl iogra fí a Altshuler, S. L., T. D. Arcado y D. R. Lawson (1995), “Weekday versus weekend ambient ozone concentrations: Discussion and hypotheses with focus on Northern California”, J. Air &Waste Manage. Assoc., 45:967-972. Molina, L. T., C. E. Kolb, B. De Foy et al. (2007), “Air quality in North America’s most populous city–overview of the mcama-2003 campaign”, Atmos. Chem. Phys., 7:2447-2473. Molina, L. T., S. Madronich, J. S. Gaffney et al. (2010), “An overview of the milagro 2006 Campaign: Mexico City emissions and their transport and transformation”, Atmos. Chem. Phys., 10:8697-8760. Molina, L. T. y M. J. Molina (eds.) (2002), Air quality in the Mexico megacity: an integrated assessment, vol. 15, Londres: Kluwer Academic Publishers. Murphy, J. G., D. A. Day, P. A. Cleary et al. (2007), “The weekend effect within and downwind of Sacramento– Part 1: Observations of ozone, nitrogen oxides, and voc reactivity”, Atmos. Chem. Phys., 7:5327-5339.
Schifter, I., L. Díaz, R. Rodríguez, C. González-Macías (2014), “The contribution of evaporative emissions from gasoline vehicles to the volatile organic compound inventory in Mexico City”. Environmental monitoring and assessment, 186(6):3969-3983. Song, J., W. Lei, N. Bei et al. (2010) “Ozone response to emission changes: a modeling study during the MCMA2006/MILAGRO Campaign”, Atmos. Chem. Phys., 10:3827-3846. Stephens, S., S. Madronich, F. Wu, F. et al. (2008), “Weekly patterns of México City’s surface concentrations of CO, NOX, PM10 and O3 during 1986–2007”, Atmos. Chem. Phys., 8:5313-5325. Volkamer, R., P. Sheehy, L. T. Molina, sM. J. Molina (2010), “Oxidative capacity of the Mexico City atmosphere– Part 1: A radical source perspective”, Atmos. Chem. Phys., 10:6969-6991.
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de este tipo, corre el riesgo de carecer de validez estadística. La falta de rigor científico en la evaluación de un fenómeno puede llevar a conclusiones erróneas. Con el propósito de evaluar de manera objetiva el impacto de la medida y analizar su efecto a nivel espacial y temporal, la Secretaría del Medio Ambiente colecta datos de la concentración de los contaminantes y las principales variables meteorológicas. Se pretende obtener datos durante al menos un año para contar con una muestra estadísticamente representativa que permita caracterizar la distribución espacial y considerar los diferentes escenarios meteorológicos que se presentan durante ese lapso, lo que permitirá aislar el efecto de las modulaciones de corto y mediano plazos, inducidas por los cambios de humedad y temperatura. Se pretende que los resultados permitan estimar el impacto real de la medida en el efecto de fin de semana y en la reducción de los niveles de ozono.
CO R R E SPO N D E NC IA
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os tres requisitos básicos para establecer si un pesticida es exitoso son: que sea eficiente en disminuir los daños económicos, evite rebrotes de y no sea tóxico en organismos no blanco (incluido el humano) o con el ambiente. Tomando en cuenta estas características, las variedades transgénicas en el mercado actual no pueden considerarse exitosas, puesto que evidencia científica reciente muestra que no se cumplen ninguno de estos criterios. A mediano y largo plazos, el gen o genes insertados que codifica para la(s) variantes de la proteína Cry de la bacteria del suelo Bacillus thuringensis, implica una presión de selección constante que eventualmente da pie a la evolución de plagas resistentes. Por otro lado, hay estudios que muestran que el maíz transgénico que expresa esta proteína insecticida puede ocasionar alteraciones en la división celular, disminución de glóbulos blancos y en el caso de roedores se han mostrado cambios metabólicos en
riñón. También hay evidencia de que la proteína Cry puede producir o exacerbar alergias en humanos, dado que algunas variedades de esta proteína comparten propiedades moleculares con proteínas que se sabe son alergenos. Finalmente, en términos ambientales representan un gran riesgo para países que son centro de origen y diversificación, porque puede haber flujo génico entre variedades transgénicas y variedades nativas, dando pie a la acumulación de los transgenes en las últimas y con ello abre incertidumbres y riesgos que ni siquiera podemos enumerar. Por todos estos argumentos y riesgos implicados creemos que es un error considerar a los transgénicos actuales como una alternativa para el manejo sustentable de plagas.
Revista Ciencia, julio-septiembre 2014, temático de Guillermo Haro, artículo: “El control de plagas agrícolas”, de las autoras: Carolina Ureta, Adriana Elisa Espinosa y Elizabeth Ureta.
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COR R E S P OND E NCI A
Nota a cl a ra to ria a l a rt íc u lo “ El c o n tr ol de plaga s agrí cola s” p o r su s a u t o ra s
COR R E S P OND E NCI A
Sobre e l art íc u lo “ Arro y o s c o m u n i tar i os” Estimado Director:
M
e sorprendí al leer el artículo “Arroyos comunitarios” en el vol. 65(3) de la revista Ciencia. Hacer un trabajo de campo en una zona campesina/indígena de la Chinantla y reportarlo siempre es interesante. Es significativo que los lugareños están sufriendo enormes estragos sociales, y que esto se debe en parte a una creciente contaminación de sus arroyos, pero seguramente los miembros de la comunidad tienen sus propias explicaciones para los problemas; sin embargo, parece que la exploración de su diagnóstico no fue tema de la investigación. Al centrarse en la contaminación, los investigadores aparentemente están descubriendo “el hilo negro”, ya que la incapacidad política y administrativa de las autoridades ha permitido que se extienda este problema a lo largo y ancho del país, no sólo en los cauces y cuerpos superficiales sino en los subterráneos. “Culpar a las víctimas”, como lo hace indirectamente el artículo mencionado, me parece inadecuado y hasta reprobable. La zona de la cual hablan los investigadores está repleta de comunidades que han asumido un papel importante para promover un desarrollo equilibrado e incluyente con atención a la conservación de los recursos naturales. Estas comunidades están construyendo estructuras institucionales y estrategias productivas, forjando caminos para elevar sus niveles de bienestar. Aunque es encomiable que los autores del artículo señalan el potencial que tienen los niños por su conciencia de la contaminación, considero que no es realista sugerir que el problema podría o debería subsanarse con un enfoque de individualismo metodológico ambientalista centrado en ellos. La idea de los investigadores es que debemos “alejarnos de los problemas burocráticos”, lo que implica aceptar la idea de que nuestra sociedad no tiene alternativas para remediar nuestros problemas frente a la incapacidad institucional. Considerando la experiencia acumulada en la región, es de suponer que ésta también existe en San José Chiltepec. Habrá que indagar si es cierto que los padres de familia no tienen concien-
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cia del grado de contaminación que enfrentan y a la que contribuyen, y determinar si ellos mismos podrían movilizarse para enfrentar el problema. Lamento que los autores no buscaran identificar los obstáculos que impiden que esta comunidad no esté en condiciones de tomar en sus propias manos la gestión de sus recursos hídricos (y otros), tal como lo están haciendo tantas otras en esta misma zona de influencia y con sus mismas raíces culturales. Asimismo, no dudo que el citado artículo fue sometido a un riguroso arbitraje, como es común en la revista Ciencia. Esto plantea el problema de la naturaleza del mismo proceso: seguramente los árbitros consideraron la seriedad de la investigación de campo y el análisis de los datos recabados. Sin embargo, así como los autores, es probable que los evaluadores no conozcan las muy importantes experiencias en proceso en esta región, que parten de ontologías diferentes a las dominantes en las ciencias sociales o de la educación. Estas experiencias incorporan investigadores de los grupos chinantecos, en colaboración con investigadores del Instituto de Ecología en Xalapa y mexicanos independientes con apoyo internacional, muchos de los cuales son participantes en la Red de Conacyt de Etnoecología y Patrimonio Biocultural.1 Aprovecho la oportunidad para felicitarte por la creciente influencia de la revista Ciencia, y me pongo a tus órdenes para apoyar tus encomiables esfuerzos. David Barkin, Investigador Emérito, Sistema Nacional de Investigadores barkin@correo.xoc.uam.mx
Para materiales que enfatizan la creación de áreas de conservación voluntaria en la Chinantla, véanse, por ejemplo: Martin, G. et al. (2011), “Indigenous and community conserved areas in Oaxaca”, Management of Environmental Quality, 2(2):250-266; y Porter-Bolland, L. et al. (eds.) (2013), Community Action for Conservation: Mexican Experiences, Cham, CH: Springer. 1
NO TI C I A S D E LA A CA D EM I A
Noticias de la
Academia Mexicana de Ciencias nnnnnnn
Tres miembros de la AMC distinguidos con el Doctorado Honoris Causa
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l Colegio de Postgraduados (colpos) otorgó la distinción de Doctorado Honoris Causa a Alfonso Larqué Saavedra, Francisco Gonzalo Bolívar Zapata y Leonardo Hernández Aragón, todos ellos miembros de la Academia Mexicana de Ciencias (amc). La ceremonia tuvo lugar el 19 de noviembre de 2014 en el Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo, ubicado en Texcoco, Estado de México. El acto estuvo presidido por el Dr. Jesús Moncada de la Fuente, director general del colpos, acompañado de Luis Fernando Flores Lui, director general del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias, y del director general del Centro de Investigación Científica de Yucatán, Felipe Sánchez Teyer. Asimismo, por parte de la sagarpa acudieron Raúl del Bosque Dávila, director general de Tecnologías de la Información y Comunicaciones, y Belisario Domínguez Méndez, director general de Productividad y Desarrollo Tecnológico. El Dr. Alfonso Larqué Saavedra, investigador del Centro de Investigación Científica de Yucatán (cicy), fue distinguido con el doctorado Honoris Causa del colpos por su destacada aportación en estudios e investigaciones para el desarrollo del sector agroalimentario. Su área de especialidad en las ciencias agrícolas es la fisiología vegetal y ha estudiado el control hormonal en plantas. Es pionero a nivel mundial del estudio de la aspirina en plantas. Sus aportaciones del uso de salicilatos en el sector agrícola son reconocidas internacionalmente. Entre los premios más importantes que ha recibido se encuentran el Premio Nacional de Ciencias y Artes, el Premio Nacional al Mérito en Ciencia y Tecnología de Alimentos; el Premio Nacional de Investigación en Alimentos y el Premio en Ciencias Agrícolas otorgado por la Academia Mundial de Ciencias (twas). Es Investigador Emérito del Sistema Nacional de Investigadores, es coordinador de la Sección de Agrociencias
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y fue presidente de la Sección Sureste de la amc. Fue director durante dos periodos del Centro de Botánica del colpos y director del cicy de 1998 a 2008. Ha impulsado incansablemente el establecimiento del Parque Científico Tecnológico de Yucatán y coordina el Banco de Germoplasma ubicado en dicho Parque. El Dr. Francisco G. Bolívar Zapata es investigador emérito del Instituto de Biotecnología de la unam, miembro de El Colegio Nacional y actual Coordinador de Ciencia, Tecnología e Innovación de la Oficina de la Presidencia de la República. El colpos lo distinguió con el doctorado Honoris Causa por su trabajo pionero a nivel mundial en el área de la biología molecular y la biotecnología, en particular en el aislamiento, caracterización y manipulación de genes en microorganismos. Bolívar Zapata fue miembro de un grupo de investigadores que en San Francisco, eua, lograron por primera vez en 1977, a nivel mundial, la producción por técnicas de ingeniería genética de proteínas humanas en bacterias. Además, su trabajo en el área de la ingeniería de vías metabólicas en microorganismos es también pionero en el propósito de la modificación genética y de la fisiología bacteriana, para el diseño y la optimización de microorganismos productores de metabolitos y proteínas de interés social y comercial. El Dr. Bolívar fue director fundador (1982) del Centro de Investigación sobre Ingeniería Genética y Biotecnología de la unam. En 1991, la unam transformó a este Centro en el Instituto de Biotecnología y Bolívar fue nombrado su primer director, cargo que ocupó hasta 1997. Ese año fue designado Coordinador de la Investigación Científica de la unam, puesto que ocupó por tres años. Fue presidente de la Academia Mexicana de Ciencias en el periodo 1998-1999. Ha recibido varias distinciones y premios, entre los que destacan: en 1982, el Premio de Investigación de la amc; en 1998, el Premio Manuel No-
gros obtenidos en sus trabajos de investigación en el cultivo del arroz. Entre algunas de sus valiosas aportaciones se encuentran la liberación de la primera variedad de riego de arroz en el Continente Americano –Sinaloa A-68– con características de paja corta, así como otras variedades: Navolato A71; Culiacán A82; Campeche A-80; Cárdenas A-80 y Chetumal A-86. En el año 2010 colaboró en la liberación de “El Silverio”, nueva variedad de arroz para áreas de temporal en el trópico mexicano. El M. en C. Hernández Aragón ha sido reconocido con el Premio de Ciencia y Tecnología del Estado de Sinaloa; el Premio Banamex en materia agropecuaria; el reconocimiento “Logo de Cristal” del Instituto Internacional de Investigaciones Arroceras de Filipinas en su categoría de “Arrocero Latinoamericano Destacado”; y el reconocimiento “Hoz de Plata” que otorga la Red Internacional para la Evaluación del Arroz con sede en Colombia. El M. en C. Hernández es miembro del Sistema Nacional de Investigadores (Nivel III) y desde 2002 es miembro de la amc. ©
Con toga azul, de izquierda a derecha: Leonardo Hernández Aragón, Alfonso Larqué Saavedra y Francisco G. Bolívar Zapata. Entre A. Larqué y F. Bolívar, el director general del colpos, Jesús Moncada de la Fuente.
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NOTICIAS AMC
riega que otorga la oea; en 1990, el Premio Universidad Nacional. En 1991, el Premio Príncipe de Asturias en Investigación Científica y Técnica, que otorga en España la Fundación Príncipe de Asturias. En 1992, el Premio Nacional de Ciencias y Artes, que otorga el gobierno de la República. En 1997, el Premio twas en el área de la Biología que otorga, en Italia, la Academia Mundial de Ciencias (twas). La Universidad de Lieja, Bélgica, y la Universidad Autónoma Metropolitana le han otorgado doctorados Honoris Causa. Es investigador emérito del Sistema Nacional de Investigadores y miembro de El Colegio Nacional desde 1994. A partir de abril de 2013, el presidente Enrique Peña Nieto nombró al Dr. Bolívar Coordinador de Ciencia, Tecnología e Innovación de la Oficina de la Presidencia de la República. El M. en C. Leonardo Hernández Aragón, investigador del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (inifap), adscrito al Campo Experimental Zacatepec, fue distinguido con el doctorado Honoris Causa del colpos por los lo-
NOTICIAS AMC
Jaime Urrutia Fucugauchi, Premio Nacional a la Investigación Científica-Tecnológica, UASLP, 2014
E
l doctor Jaime Urrutia Fucugauchi, presidente de la Academia Mexicana de Ciencias e investigador del Instituto de Geofísica de la UNAM, se hizo acreedor al Premio Nacional a la Investigación Científica-Tecnológica 2014 que otorga la Universidad Autónoma de San Luis Potosí (UASLP). Dicha distinción tiene como objetivo dar a conocer las aportaciones relevantes para la generación y aplicación del conocimiento, la formación y el fortalecimiento de grupos de investigación, y la formación de recursos humanos y la promoción y desarrollo de la ciencia y la tecnología. ©
Anuncia la AMC a los ganadores de los Premios de Investigación 2014
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a Academia Mexicana de Ciencias dio a conocer, el pasado 15 de octubre, a los ganadores de los Premios de Investigación 2014:
El doctor Jaime Urrutia, presidente de la Academia Mexicana de Ciencias. Foto: Elizabeth Ruiz Jaimes/amc.
C ienci a s Soci a l e s ■■ Gian Carlo Delgado Ramos. Centro de Investigaciones Interdisciplinarias en Ciencias y Humanidades, Universidad Nacional Autónoma de México. ©
Lleva la AMC ciencia a las jóvenes en conflicto con la Ley
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na comunidad de 25 mujeres adolescentes en conflicto con la Ley recibió con alegría la implementación de dos programas de la Academia Mexicana
Ci enc i as E xa ctas ■■ Luis Arturo Ureña López. División de Ciencias e Ingenierías, Universidad de Guanajuato.
Hu mani dade s ■■ Claudia Paola Peniche Moreno. Unidad Peninsular, Centro de Investigaciones y Estudios Superiores en Antropología Social.
Ci enc i as Natu rales ■■ José Francisco Muñoz Valle. Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara.
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La biblioteca fue remodelada y dotada de nuevos títulos. Las jóvenes cuentan además con computadoras y tabletas para lectura. En la imagen Carlos Bosch, Patricia de Mora, Víctor Manuel Mora, Claudia Navarro, Silvia Romero, Jaime Urrutia, Javier Vidal Guerra, Ericka Pani y Margarita Dolores Rosas. Foto: Elizabeth Ruiz Jaimes/AMC.
de Adolescentes en 2012 a través del programa “La Ciencia en tu Escuela”, misma que se amplió poco después a los dos programas arriba mencionados. La ceremonia, celebrada el pasado 31 de agosto en el patio interior del centro Comunidad para Mujeres, ubicado al sur de la ciudad de México, estuvo encabezada por Jaime
Urrutia Fucugauchi, presidente de la AMC; Claudia Navarro Castillo, directora de la Comunidad para Mujeres; Víctor Manuel Mora, director general de Tratamiento para Adolescentes; Margarita Rosas, de Integración Comunitaria; y José Luis Barrios, de Normatividad y Supervisión. ©
Gana México oro, plata y bronce en la Olimpiada Iberoamericana de Biología
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a delegación mexicana que participó en la Octava Olimpiada Iberoamericana de Biología (OIAB), certamen que organizó la Academia Mexicana de Ciencias en nuestro país, honró su condición de anfitriona al ganar dos medallas de oro, una de plata y una de bronce. La competencia tuvo lugar del 7 al 12 de septiembre pasado en la ciudad de México y en ella participaron 41 estudiantes de bachillerato procedentes de 11 naciones: Argentina, Bolivia, Brasil, Costa Rica, Cuba, Ecuador, El Salvador, España, México, Perú y Portugal. Guatemala estuvo presente como observador. El sonorense Fernando Cornejo Sarmiento y el neoleonés Pablo Herrera Sandate ganaron las preseas de oro, la veracruzana Katherine Valencia Sánchez obtuvo la de plata, y la también neoleonesa Ana Evangelista Quezada se hizo acreedora a la medalla de bronce. ©
El equipo que representó a México en la competencia fue un grupo de triunfadores. En la imagen, el presidente de la Academia Mexicana de Ciencias, Jaime Urrutia Fucugauchi (centro), acompaña a los jóvenes del equipo nacional, integrado por Pablo Herrera, Ana Evangelista, Katherine Valencia y Fernando Cornejo. Foto: Arturo Orta/AMC.
Triunfa México en la Olimpiada Iberoamericana de Química
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La doctora Antonia Dosal (izquierda) desempeñó un papel clave en el triunfo del equipo mexicano en Montevideo. Junto a ella, Andrés Espino, ganador de la medalla de bronce; en el centro, luciendo sus medallas de plata, Gustavo Mata y Edith Leal; a la derecha la doctora Gloria Pérez, asesora del equipo, y Francisco Blanco, ganador de la medalla de oro. Foto: Cortesía de Andrés Espino.
a delegación mexicana que participó del 29 de septiembre al 4 de octubre de 2014 en la XIX Olimpiada Iberoamericana de Química, realizada en Montevideo, Uruguay, cerró su participación en este certamen con cuatro medallas. El veracruzano Francisco Blanco Santiago ganó una presea de oro; Edith Leal Sánchez, de Jalisco, y Gustavo Mata Chávez, de Chihuahua, obtuvieron sendas medallas de plata; y el también chihuahuense Andrés Espino Rodríguez logró la de bronce.
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de Ciencias: “Domingos en la Ciencia” y “Fomento a la Lectura y Acceso a la Ciencia”. En una ceremonia oficial, la amc hizo entrega de la obra de remodelación de la biblioteca y se donaron tabletas de lectura para las jóvenes. La Academia inició su colaboración con la Dirección General de Tratamiento
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A este concurso acudieron 59 estudiantes de 17 países. Desde la primera edición, realizada en 1995 en Mendoza,
Argentina, México ha participado en todas las que se han realizado hasta ahora. Con esas cuatro medallas nuestro país
suma 19 preseas de oro, 34 de plata, 21 de bronce y una mención honorífica. ©
Celebran 30 años del Sistema Nacional de Investigadores gó a tener 10 189 investigadores, esto es, el incremento fue de 629% respecto a la cifra inicial. Este año la cantidad ascendió a 21 338 científicos y tecnólogos vigentes, cifra 14 veces superior a la de hace tres décadas. En el acto de aniversario Francisco Bolívar, titular de la Coordinación de Ciencia, Tecnología e Innovación de la Oficina de la Presidencia de la República, y quien diHace tres décadas, el presidente Miguel de la Madrid le encargó a Pablo Rudomín, entonces presidente de la Academia Mexicana de Ciencias (en la imagen), elaborar y presentar el proyecto de objetivos, estrategias y un posible reglamento de lo que inicialmente se llamó el Sistema de Investigadores Nacionales. Foto: Archivo AMC.
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tres décadas de que se publicara en el Diario Oficial de la Federación el decreto que creó al Sistema Nacional de Investigadores (SNI), los fundadores de este sistema fueron reconocidos por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) y por miembros de la comunidad científica. En un acto realizado el pasado 9 de septiembre en el auditorio “Jaime Torres Bodet” del Museo Nacional de Antropología, Enrique Cabrero, titular de Conacyt, recordó que el SNI surgió en medio de una importante crisis económica y destacó que para su creación la Academia Mexicana de Ciencias fue clave. Cabrero dijo que la primera generación del SNI estuvo conformada por 1 396 investigadores. Diez años después, en 1994, este número se incrementó a 5 879 miembros, lo que significa un aumento de más de 300%. En la década siguiente el SNI lle-
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rigió unas palabras en representación de los investigadores que recibieron este año el emeritazgo del SNI, sostuvo que este sistema ha sido un instrumento esencial y estratégico para el desarrollo del país. Como parte de la celebración, se entregaron reconocimientos a los miembros fundadores del SNI, entre ellos: Jorge Flores, Salvador Malo, José Sarukhán, Daniel Reséndiz y Luis Medina Peña. ©
Segundo Encuentro Ciencia y Humanismo Centro
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on el propósito de comunicar la ciencia y generar vínculos entre jóvenes, estudiantes e investigadores, el pasado 17 de octubre se llevó a cabo el Segundo Encuentro Ciencia y Humanismo Centro, en Morelia, Michoacán. El evento, abierto al público en general, constó de una docena de ponencias en las áreas de ciencias exactas, ciencias naturales, ciencias socia-
les y humanidades, impartidas por científicos integrantes de la Academia Mexicana de Ciencias Sección Regional Centro que encabeza Susana Lizano Soberón. El presidente de la AMC, Jaime Urrutia Fucugauchi, destacó la activa labor que lleva a cabo la Sección Centro, conformada por los estados de Aguascalientes, Guanajuato, Michoacán, Querétaro y
En la imagen: José Luis Morán, Jesús Dorantes, Susana Lizano, Jaime Urrutia, Arturo Menchaca y Luca Ferrari. Foto: Elizabeth Ruiz Jaimes/AMC.
Presentan libros de Hacia dónde va la ciencia en México
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l pasado 3 de octubre, la iniciativa Hacia dónde va la ciencia en México, de la que forman parte el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), la Academia Mexicana de Ciencias (AMC) y el Consejo Consultivo de Ciencias de la Presidencia de la República (CCC), presentó los primeros cuatro libros de los 30 que se publicarán como resultado del análisis que se realizó en 95 mesas de trabajo. Con la participación de 550 ponentes, estas mesas tenían como fin abordar el futuro de la ciencia en México y detectar áreas de oportunidad para el desarrollo de la ciencia, la tecnología y la innovación en nuestro país. El evento estuvo presidido por Enrique Cabrero, director general del Conacyt; Jorge Flores, coordinador general del CCC; Jaime Urrutia Fucugauchi, presidente de la amc y José Franco, Coordinador del Foro Consultivo Científico y Tecnológico. ©
El presidente de la Academia Mexicana de Ciencias durante su presentación. Sentados (atrás): Enrique Cabrero, José Franco, Francisco Bolívar y Jorge Flores. Foto: Elizabeth Ruiz Jaimes/AMC.
El talento, la creatividad y la capacidad de innovación de las mujeres es el recurso más importante con el que cuenta el país para los próximos años, dijo Jaime Urrutia, presidente de la Academia Mexicana de Ciencias, en la ceremonia en la que se entregaron las Becas para las Mujeres en la Ciencia L’Oréal-UNESCO-AMC. Foto: Elizabeth Ruiz Jaimes/AMC.
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na de las tareas prioritarias de la Academia Mexicana de Ciencias es incrementar la participación de las mujeres dentro de la misma y también como profesoras e investigadoras en universidades y centros de investigación, ya que su talento, creatividad y capacidad de innovación son el recurso más importante con el que cuenta el país para los próximos años. Así lo aseguró el presidente de la AMC, Jaime Urrutia Fucugauchi, en el marco de la entrega de las Becas para las Mujeres en la Ciencia L´Oréal-Unesco-AMC, ediciones 2013 y 2014, el pasado 3 de noviembre en el auditorio “Jaime Torres Bodet” del Museo Nacional de Antropología. Urrutia hizo un reconocimiento a las diez jóvenes investigadoras distinguidas con las becas, cuyo monto de 100 mil pesos para cada una se destinarán a la continuación de sus proyectos. También destacó el trabajo de los 24 investigadores miembros de la Comisión de Premios de la AMC por su dedicada labor de evaluación de todas las candidaturas, la cual requirió de un alto grado de análisis que refleja así la excelencia que caracteriza a esta convocatoria. Las investigadoras distinguidas fueron:
2013 ■■ Issis Claudette Romero Ibarra, Instituto de Investigaciones en Materiales, Departamento de Metálicos y Cerámicos, Universidad Nacional Autónoma de México. ■■ Alma Yolanda Alanís García, Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías, Departamento de Ciencias Computacionales, Universidad de Guadalajara. ■■ Perla Deyanira Maldonado Jiménez, Departamento de Investigación, Laboratorio de Patología Vascular Cerebral, Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía “Manuel Velasco Suárez”. ■■ Vanesa Olivares Illana, Instituto de Física, Departamento de Biofísica, Universidad Autónoma de San Luis Potosí. ■■ Verónica Pérez de la Cruz, Departamento de Neuroquímica, Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía “Manuel Velasco Suárez”.
2014 ■■ Karen Salomé Caballero Mora, Departamento de Física, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, Instituto Politécnico Nacional.
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Premian con becas a jóvenes científicas mexicanas
San Luis Potosí, que en el presente año organizó dos eventos, en Querétaro y Michoacán, inspirada en la Reunión Centro y Humanismo que se celebró en enero de 2012 en la sede de la AMC. ©
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■■ Sheila Castellanos Martínez, Departamento de Recursos del Mar, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, Instituto Politécnico Nacional, Unidad Mérida. ■■ Matilde Jiménez Coello, Centro de Investigaciones Regionales “Dr. Hideyo Noguchi”, Universidad Autónoma de Yucatán. ■■ Sara Luz Morales Lázaro, Instituto de Fisiología Celular, Universidad Nacional Autónoma de México. ■■ Blanca Elí Ocampo García, Departamento de Materiales Radiactivos, Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares. ©
Tres miembros de la AMC recibirán el Premio Nacional de Ciencias y Artes 2014
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arlos Federico Arias Ortiz, Néstor García Canclini y Mauricio Hernández Ávila, integrantes de la Academia Mexicana de Ciencias, forman parte del grupo de investigadores, intelectuales y creadores que recibirán el Premio Nacional de Ciencias y Artes 2014, el máximo galardón que otorga el gobierno de la República a las personas que se han distinguido por sus
Carlos Arias, Néstor García y Mauricio Hernández recibirán este año la máxima distinción que otorga el gobierno de la República a las personalidades más sobresalientes en las ciencias, la tecnología y las artes. Fotos: Diario de Yucatán, Néstor García y Archivo AMC.
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contribuciones en las ciencias, la tecnología y las artes. El anuncio de los ganadores de este premio lo hizo la Secretaría de Educación Pública. Este año, el Consejo del Premio Nacional otorgó el galardón en el área de lingüística y literatura a María de los Dolores Castro Varela y Eraclio Zepeda Ramos; en bellas artes, a Arnaldo José Coen Ávila; y en historia, ciencias sociales y filosofía, a Néstor Raúl García Canclini y Enrique Semo Calev. En el rubro de ciencias físico-matemáticas y naturales, el Consejo otorgó el premio a Carlos Federico Arias Ortiz y Mauricio Hernández Ávila; en tecnología, innovación y diseño, a José Mauricio López Romero; y en artes y tradiciones populares los ganadores fueron Carlomagno Pedro Martínez y Alberto Vargas Castellano. ©
Rediseñan el portal Indágala
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on el objetivo de que Indágala se convierta en un sólido espacio de intercambio de saberes, dudas y experiencias en torno a la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias naturales y las matemáticas en educación básica, este portal internacional, creado por los países que conforman la Red Interamericana de Academias de Ciencias (IANAS, por sus siglas en inglés), se rediseñó recientemente y pronto estará en línea. Se espera que con esta nueva versión, presentada el pasado 22 de octubre en la reunión de puntos focales de IANAS, en Lima, Perú, los maestros cuenten con un mayor número de materiales para trabajar, y que las diferentes Academias de Ciencias de la región realicen una intensa labor de difusión de los mismos en sus países con los profesores de dichas áreas. Así lo expresó Carmen Villavicencio, coor-
dinadora académica de Indágala en la Academia Mexicana de Ciencias. Indágala fue creado en 2012 para promover la metodología Enseñanza de Ciencias Basada en la Indagación (ECBI) en Latinoamérica, poniendo a disposición del público recursos y materiales desarrollados por investigadores, científicos, maestros y especialistas que forman parte de los programas ECBI en el mundo con el fin de apoyar la práctica docente en el ámbito científico. La AMC es la encargada de dar hospedaje y mantenimiento al sitio web, así como de coordinar las propuestas de mejora del portal. ©
Celebran 80 años de vida de Pablo Rudomín
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l Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional y El Colegio Nacional organizaron, de manera conjunta, un homenaje al doctor Pablo Rudomín Zevnovaty por sus 80 años de vida y 53 de actividad científica y académica. Durante el evento, al que asistieron familiares, amigos, colegas y estudiantes del homenajeado, se hizo un breve recorrido por el trabajo realizado por Rudomín, uno de los neurofisiólogos más reconocidos a nivel nacional e internacional, ganador, entre múltiples distinciones, del Premio Príncipe de Asturias en 1987. Su principal línea de investigación ha sido el estudio de los mecanismos que transmiten la información en el sistema nervioso central, y los relacionados con el papel de la excitación y la inhibición sináptica en la médula espinal. Pablo Rudomín nació en la ciudad de México y estudió la especialidad de fisiología en la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas del Instituto Politécnico
vicepresidente de la Sociedad Mexicana de Ciencias Fisiológicas y coordinador general del Consejo Consultivo de Ciencias de la Presidencia de la República (19952000). ©
Premian a Sergio Alcocer por su contribución a la educación superior en América del Norte
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ergio Alcocer, subsecretario para América del Norte de la Secretaría de Relaciones Exteriores, recibió del Consorcio para la Colaboración de la Educación Superior en América del Norte (CONAHEC) el Reconocimiento de Distinción por Contribución Extraordinaria a la Colaboración en la Educación Superior de esa región. El reconocimiento se entregó en el marco de la XVI Conferencia de Educación Superior en América del Norte “Los siguientes 20 años: creando nuevas vías de colaboración”, realizada en octubre pasado en la Universidad de Arizona, Estados Unidos. ©
Antonio Lazcano, miembro de El Colegio Nacional
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El doctor Sergio Alcocer, presidente de la Academia de Ingeniería y miembro de la Academia Mexicana de Ciencias. Foto: Elizabeth Ruiz Jaimes/AMC.
Premia el Tecnológico de Monterrey a Julio Sotelo
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El doctor Julio Sotelo, investigador emérito del Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía y miembro de la Academia Mexicana de Ciencias. Foto: Archivo AMC.
descubrimiento de un tratamiento económico y efectivo contra esa enfermedad que cada año afecta a entre 30 y 50 millones de personas de bajos recursos en todo el mundo. ©
l doctor Julio Sotelo Morales recibió el Premio “Luis Elizondo” al Sentido Humano, en la categoría Científico y Tecnológico, que otorga el Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, por el descubrimiento de los primeros fármacos para tratar la neurocisticercosis y por la formación de investigadores que ocupan puestos clave en diversas instituciones de salud e investigación a nivel mundial. Al recibir el reconocimiento el pasado 21 de octubre, Julio Sotelo, investigador emérito del Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía y miembro de la Academia Mexicana de Ciencias, recordó cómo en su trayectoria científica llegó al
l doctor Antonio Lazcano Araujo ingresó como miembro de El Colegio Nacional el pasado 6 de octubre. En su discurso de ingreso hizo un recorrido histórico de las ideas de Charles Darwin y de su obra El origen de las especies, publicada en 1859. Lazcano definió a la biología como una disciplina histórica y señaló que “el pasado es la clave para entender el presente”. En la solemne ceremonia, el titular de la Academia Mexicana de Ciencias, Jaime Urrutia Fucugauchi, presidente en turno de El Colegio Nacional, destacó las aportaciones de Lazcano, quien es el científico mexicano con el mayor número de publicaciones en las revistas de alto impacto Science y Nature. El doctor José Sarukhán, miembro de El Colegio Nacional, expresidente de la AMC y coordinador de la Comisión Nacional para el Uso y Conocimiento de la Biodiversidad (Conabio), dio respuesta al discurso de ingreso, resaltando las aportaciones de Lazcano para entender la evolución temprana de la vida. ©
El doctor Antonio Lazcano Araujo, nuevo miembro de El Colegio Nacional. Foto: José Jácome/EFE.
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Nacional. Fue presidente de la Academia Mexicana de Ciencias (entonces Academia de la Investigación Científica) entre 1981 y 1983, e ingresó como miembro de El Colegio Nacional en 1993. También fue
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José Franco, nuevo coordinador del Foro Consultivo Científico y Tecnológico
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l gran desafío, el más estratégico movimiento que actualmente se presenta entre los actores de la política científica nacional, es la manera en cómo se van a articular las distintas comunidades en torno al proceso de cambio que experimentan la ciencia, la tecnología y la innovación en el país, dijo Enrique Cabrero, director del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, al presidir la ceremonia en la que el doctor José Franco, expresidente de la Academia Mexicana de Ciencias, tomó
posesión como nuevo coordinador general del Foro Consultivo Científico y Tecnológico (FCCyT) para el periodo 2014-2016, en sustitución de la doctora Gabriela Dutrénit, quien concluyó su periodo en el cargo. La ceremonia se llevó a cabo el pasado 28 de agosto en el Centro Cultural Digital Estela de la Luz, con la asistencia de alrededor de 400 personas, entre ellas representantes de los sectores púbico, social, académico, empresarial, diplomático y legislativo.
El acto estuvo presidido por Enrique Cabrero, quien estuvo acompañado por Francisco Bolívar, titular de la Coordinación de Ciencia, Tecnología e Innovación de la Oficina de la Presidencia de la República; José Narro Robles, rector de la UNAM; y los representantes de la Cámara Nacional de la Industria de la Transformación (Canacintra), Joshua Mendoza, y de la Confederación Patronal de la República Mexicana (Coparmex), Ramón Muñoz. ©
Falleció Samuel Gitler, brillante matemático en topología algebraica
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l pasado nueve de septiembre falleció en la ciudad de México, a los 81 años de edad, Samuel Gitler Hammer, profesor emérito del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional y uno de los matemáticos más destacados de nuestro país. Nació en la ciudad de México, se graduó de ingeniero civil en la Escuela Nacional de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México y obtuvo el doctorado en matemáticas en la Universidad de Prin-
ceton, Estados Unidos, con especialidad en topología algebraica. Las investigaciones de Gitler, miembro de la Academia Mexicana de Ciencias y de El Colegio Nacional, se enfocaron en el papel de la topología algebraica y sus aplicaciones a la topología diferencial, que merecieron un alto reconocimiento a nivel mundial. Su trabajo más conocido es
Murió Roberto Ortega, impulsor de la óptica en México
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En 1974 fue nombrado miembro titular de la Academia de la Investigación Científica, actualmente Academia Mexicana de Ciencias. En la imagen, Gitler en una de sus últimas intervenciones en El Colegio Nacional. Foto: Archivo AMC.
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sobre el llamado “Espectro de Brown-Gitler”, que llevó a la resolución de tres problemas muy importantes en la teoría de homotopía y a un simposio organizado por la Sociedad Matemática de Estados Unidos. De 1988 a 2000, el Dr. Gitler fue director del Centro de Matemáticas de la Universidad de Rochester, Estados Unidos. ©
l pasado 6 de septiembre falleció Roberto Ortega Martínez, especialista en óptica no lineal, cristales líquidos, láseres de pulsos ultracortos y aplicaciones de láseres en la medicina. Miembro de la Academia Mexicana de Ciencias, se graduó como licenciado en física en 1971 en la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional Autónoma de México; también ahí obtuvo en 1976 la maestría en Ciencias y el doctorado en 1986.
Ortega Martínez fundó los laboratorios de óptica aplicada, en 1984, en el Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico de la UNAM; otro más de pulsos ultracortos en 1996 y el de óptica no lineal en 2009. También diseñó arreglos experimentales con láseres de argón y CO2 para uso fototérmico en cardiología para el Hospital de Cardiología en el Centro Médico Nacional Siglo XXI y el Instituto Nacional de Cardiología. ©
CONSEJO DIRECTIVO JUNIO 2014-JUNIO 2017 Presidente Jaime Urrutia Fucugauchi Vicepresidente José Luis Morán López Tesorera Georgina Hernández Delgado Secretarios Erika Pani Bano William Lee Alardín Presidentes de las Secciones Regionales de la amc Sección Centro: Susana Lizano Soberón Sección Noreste: Enrique Jurado Ybarra Sección Noroeste: María Mayra de la Torre Martínez Sección Sureste I: Jorge Manuel Santamaría Fernández Sección Sureste II: Lilia Meza Montes
En nuestro próximo número abril-junio de 2015:
INMUNOLOGÍA