BLADE RUNNER, 25 AÑOS DESPUÉS

El futuro según 'Blade Runner'Hace 25 años se estrenaba en España la cinta más influyente de la ciencia ficción, una sombría premonición del caos urbano

O. L. BELATEGUI/El Norte de Castilla 22-ago-2007

Estrenada en España justo ayer hace veinticinco años, 'Blade Runner' se estrelló en taquilla, pero no tardó en convertirse en una película de culto. El público de entonces esperaba una cinta de acción futurista, en la estela de 'La guerra de las galaxias'; el protagonista, Harrison Ford -alias Han Solo e Indiana Jones-, prometía aventura escapista. Ni la crítica ni el público vislumbraron el sustrato filosófico del filme más influyente de la ciencia ficción.

Y es que 'Blade Runner' proyecta su apocalíptica sombra sobre el diseño, la arquitectura, el cine y el cómic posteriores. Ridley Scott supo rodearse de talentos visionarios que dibujaron un futuro que ya es presente. El director de 'Alien' y 'Gladiator' no ha vuelto a hacer una película mejor.

La novela de Philip K. Dick publicada en 1968 '¿Sueñan los androides con ovejas eléctricas?' le sirvió para dibujar un Los Ángeles superpoblado, que en el 2019 aparece como una megalópolis putrefacta, construida a base de rascacielos piramidales y coches que vuelan sobre calzadas húmedas. Un 'melting pot' humano entre neones intermitentes. Una vívida y aterradora premonición de nuestras ciudades bajo la síntesis de tecnología avanzada y decadencia social.

Ninguna otra película ha provocado tantos análisis; Google detecta casi tres millones de páginas web que hablan de 'Blade Runner'. Ridley Scott, que padeció un rodaje de pesadilla en lucha contra el estudio, los técnicos y su estrella principal, se ha ocupado de mantener viva la atención con nuevos montajes del filme. Warner anuncia para diciembre el lanzamiento mundial de 'Blade Runner. The Final Cut'. El 'montaje final' -el quinto desde 1982- añade escenas y pule efectos especiales. En su edición de lujo, un maletín de aluminio como el del cazarreplicantes Rick Deckard contendrá cinco DVD con todas las versiones, un sinfín de extras, miniaturas, fotografías, una carta firmada por Scott y hasta el celebérrimo unicornio de papel que tantas disquisiciones ha provocado.

Ese unicornio se encuentra a la misma altura filosófica que el monolito de Kubrick en '2001'. En el mundo imaginado por Dick, los androides (robots con apariencia humana) se llaman replicantes y son ilegales. Una Policía especial tiene derecho a 'retirarlos', aterrador eufemismo de exterminarlos: son los 'blade runner', un término cortesía del escritor William Burroughs. La gracia reside en que los androides, pese a su apariencia punk, resultan más humanos que los humanos. Buscan identidad y afecto como la criatura de Frankenstein, sumidos en una patética e inútil plegaria a su creador para que les alargue la vida. Deckard descubrirá en su cacería que su presa no son los robots insensibles que imaginaba. ¿O es él también un replicante?

Pero 'Blade Runner' posee virtudes que van más allá de lo filosófico y lo ético. Se convirtió en piedra angular de un nuevo movimiento literario, el ciberpunk, y reanimó la carrera de Philip K. Dick. Su diseño de producción, densamente conceptualizado, marcó la estética de películas, anuncios, videoclips y series de televisión. ¿Cuántas veces hemos visto desde entonces interiores llenos de humo y cortantes haces de luz? Una de las primeras influencias visuales de Scott fue el retrato de la soledad que presenta el pintor Edward Hopper en su cuadro 'Nighthhawks'. Los paisajes alucinantes y retorcidos de la revista de cómics 'Heavy Metal' le condujeron a reclutar a los dibujantes Syd Mead y Moebius. El técnico en efectos especiales Douglas Trumbull, responsable de los ballets espaciales de '2001', y el músico Vangelis se sumaron a una conjunción de talentos irrepetible.

Juntos crearon un entorno futurista basado en un concepto ideado por Scott, 'retrofitting' o retroutilización: actualizar maquinarias y edificios añadiéndoles elementos nuevos. Los vehículos, viviendas, calles y bares no lucen asépticos como en el cine de ciencia ficción de hasta entonces. Se llegaron a diseñar y construir los interruptores de la luz, las tarjetas de crédito, los vasos, las portadas de revistas expuestas en los quioscos. Paraguas con luz, pantallas planas de televisión, fotografías digitales, la 'interlingua' que hablan los protagonistas. «Un mundo de detritus culturales, donde lo atávico convive con la más avanzada tecnología», según el diseñador Juli Capella.

Ironías del destino, Syd Mead escogió como punto de partida de sus diseños urbanos las torres gemelas del World Trade Center. Ya no existen, igual que marcas comerciales que aparecen en el metraje, como Atari y Cuisine Art. El tiempo, el gran tema de 'Blade Runner', según Fernando Savater, no ha envejecido lo más mínimo esta sombría epopeya. Y la muerte del androide Roy Batty, una de la más hermosas de la historia del cine, conmueve veinticinco años después. «Al final, cuando expira el tiempo, vuelve la constancia de lo irrepetible», reflexiona Savater. «'Todos esos momentos se perderán en el tiempo, como lágrimas en la lluvia' Bienvenido a la humanidad, hermano replicante».

Tomado de la web: HOTELKAFKA

LOS PRIONES Y SU BIOLOGÍA

María Gasset* y Dave Westaway**

*IQFR-CSIC, Serrano 119, 28006 Madrid, SpainTel: 34-915619400 ext 1308; email: mgasset@iqfr.csic.es

**CRND-Univ. Toronto, 6 Queens´s Park Cr, Ontario, Canada M5S 3H2Tel: 416-9781556 ; email: david.westaway@utoronto.ca

Los priones son los agentes causantes de un grupo de patologías neurodegenerativas letales características de mamíferos, también conocidas como encefalopatías espongiformes transmisibles.

Estos agentes son capaces de propagarse dentro de un mismo huesped causando una lesión espongiótica y de transmitirse de huesped a huesped con elevados tiempos de incubación.

A diferencia de virus y viroides, son resistentes a tratamientos inactivantes de ácidos nucléicos, pero comparten con éstos la existencia de una variabilidad de inóculos dentro de la misma especie (diferenciables por el patrón de la lesión y la magnitud del tiempo de incubación) y de una infectividad sujeta a barrera de especie (Chandler, 1961; Alper y cols., 1967; Hunter, 1972; Prusiner, 1982; Bruce y Fraser, 1991; Bessen y Marsh, 1992).

La búsqueda de la entidad molecular constitutiva de este agente reveló como componente mayoritario, si no único, una proteína: PrPSc, proteína del prion de scrapie),y la ausencia de un ácido nucleico específico (Prusiner 1982, 1991). Con estas premisas estructurales unidas a la capacidad de infección, Prusiner acuña el término prion (particula infecciosa de naturaleza proteica) para diferenciarlo de virus y viroides.

Dadas las características poco convencionales de los priones se han elaborado numerosas hipótesis sobre su estructura (Dickinson y Outram, 1988; Prusiner, 1991; Weissmann, 1991). En la actualidad la hipótesis con mayor grado de aceptación es la conocida como "sólo proteína", delineada inicialmente por Griffith (1967) y, formalmente enunciada y actualizada por Prusiner (1991, 1997).

Tras la descripción de proteínas de diferente secuencia pero similar comportamiento en levadura así como los avances interdisciplinares realizados en el conocimento de estos agentes en la última década, el concepto de prion ha sido acotado adquiriendo una defición más precisa y generalizable (Wicker y Masison, 1996; Lindquist S., 1997; Prusiner, 1997). Así, se denomina prion a la forma alterada de una proteína celular funcional (PrP en mamíferos) que ha podido perder su función normal pero que ha adquirido la capacidad de transformar la forma normal en patológica.

Información completa en la página del Congreso Iberoamericano de Neurología: web: svnuerologia.org

BIOLOGÍA DE SISTEMAS

La biología de sistemas es un área de investigación científica que se preocupa del estudio de procesos biológicos usando un enfoque sistémico.

La biología de sistemas comenzó a desarrollarse en los años sesenta del siglo XX, si bien su institucionalización académica no se produjo hasta el año 2000.

A diferencia de los métodos clásicos de estudio usados por los biólogos basados en el método científico, que se basan en la confirmación o refutación de hipótesis vía resultados experimentales, la biología de sistemas emplea fundamentalmente la modelización.

Estas técnicas surgen fundamentalmente del uso de modelos matemáticos que describen el comportamiento del ente en estudio. Los modelos permiten predecir el comportamiento del proceso como un sistema dinámico, generalmente tratado como una red compleja.

Los argumentos previos indican que la Biología de Sistemas es inherentemente un área interdisciplinaria. Suelen encontrarse, además de biólogos y bioquímicos, profesionales y especialistas en Matemáticas, Física, Ingeniería en Control Automático y Teoría de Sistemas.

Tomado de WIKIPEDIA

Fritjof Capra:

la ciencia física es la base de una vida sostenible
Permite comprender las dimensiones biológica, ecológica, cognitiva y social de la vida

La física tiene mucho que aportar a una vida sostenible, afirma en la siguiente entrevista el físico y teórico de sistemas Fritjof Capra.

La ecología, considera, no es propia sólo de la biología, sino también de otras muchas ciencias, incluyendo la termodinámica y otras ramas de la física. Sin embargo, para contribuir significativamente al gran desafío de generar un futuro sostenible, los físicos necesitarán reconocer que su ciencia jamás dará lugar a una “teoría de todas las cosas”, sino que es tan sólo una de las muchas disciplinas científicas necesarias para comprender las dimensiones biológica, ecológica, cognitiva y social de la vida. Por Beatrice Bressan.

Fritjof Capra es un físico y un especialista en teoría de sistemas que consagró 20 años a la física de partículas antes de centrar su interés en otras ramas de investigación, a mediados de los 80.

Célebre escritor, es autor de Las conexiones invisibles. Capra, que se describe a sí mismo como un educador y un ecologista militante, es director fundador del Center for Ecoliteray de Berkeley (California), que promueve la reflexión sobre la ecología y los sistemas en la enseñanza primaria y secundaria.

En esta entrevista, Capra expresa sus conceptos sobre física moderna y sobre “la educación para una vida duradera”.

Durante cuatro años, el Festival de la Ciencia de Génova, cuya última edición tuvo lugar entre el 26 de octubre y el siete de noviembre de 2006, ha sido uno de los eventos más atendidos por los medios europeos de comunicación científica. El objetivo de este festival es crear un punto de encuentro de personas e ideas. Uno de los muchos ponentes influyentes del festival de 2006 fue Fritjof Capra, doctorado en 1965 por la universidad de Viena, y autor de varios bestsellers internacionales, como el Tao de la Física, La Trama de la Vida y Las Conexiones Ocultas.

En el festival dio una conferencia titulada Leonardo da Vinci: la unidad de ciencia y arte.

Usted comenzó su carrera como investigador de la física de partículas y se hizo famoso por su popular libro El Tao de la Física, publicado en 1975, y en el que se relacionaba la física del siglo XX con las tradiciones místicas. ¿Esperaba usted tener tanto éxito con su obra cuando la escribió?

A finales de la década de los 60, advertí algunos llamativos paralelismos entre los conceptos de la física moderna y las ideas fundamentales de las tradiciones místicas orientales. En ese momento, intuí con fuerza que estos paralelismos algún día serían de dominio público y que debía escribir un libro sobre ellos. El éxito posterior de la obra superó todas mis expectativas. Recientemente, me ha resultado muy gratificante enterarme de que mi trabajo como escritor ha sido reconocido por el CERN.

El CERN recibió hace unos años el regalo de una estatua de Shiva Nataraja, Señor de la Danza, del gobierno hindú, para celebrar la relación a largo plazo entre la organización y la India. Allí se instaló una placa especial que explica la conexión entre la metáfora de la danza cósmica de Shiva y la “danza” de las partículas subatómicas, tomando varias citas del Tao de la Física.

La física de partículas puede verse como un método reduccionista, pero usted aboga por la visión de los sistemas como un todo. ¿Cuándo comenzó a profundizar en la teoría de sistemas y qué dirigió sus propias ideas?

En el epílogo de El Tao de la Física, argumenté que “la visión del mundo derivada de la física moderna es incoherente con nuestra sociedad actual, que no refleja la interrelación armoniosa que observamos en la Naturaleza”.

Para conectar los cambios conceptuales en la ciencia con el profundo cambio en la cosmovisión y en los valores de la sociedad, tuve que ir más allá de la física y buscar un marco conceptual más amplio.

Entonces, me di cuenta de que las cuestiones sociales principales –salud, educación, derechos humanos, justicia social, poder político, protección del medioambiente, gestión empresarial, economía, etc.- todas tenían que ver con los sistemas vivos: con los seres humanos individuales, con los sistemas sociales y con los ecosistemas.

A partir de esta comprensión, mi interés investigador cambió y, a mediados de los 80, abandoné las investigaciones en la física de partículas.

Ahora esta interpretación se ha hecho popular, porque hay un aumento del interés por las ideas sobre la complejidad. ¿Le gusta ver cómo se está desarrollando la complejidad?

Sí. Creo que el desarrollo de la dinámica no-lineal, conocida popularmente como teoría de la complejidad, en los años 70 y 80 marcan un cambio en nuestra comprensión de los sistemas vivos.

Los conceptos clave de este nuevo lenguaje –caos, atractores, fractales, bifurcaciones, etc- no existían hace 25 años. Ahora sabemos qué tipo de preguntas hacer cuando tratamos con sistemas no lineales.

Esto ha producido algunos descubrimientos significativos en nuestra comprensión de la vida. En mi propio trabajo, he desarrollado un marco conceptual que integra tres dimensiones de la vida: la biológica, la cognitiva, y la social.

Presenté este marco en mi libro Las Conexiones Ocultas.

¿Cómo se involucró en el Center for Ecoliteracy de Berkeley?

Durante los pasados 30 años, he trabajado como científico y divulgador, y también como educador y activista medioambiental. En 1995, algunos colegas y yo fundamos este centro para promover la ecología y la filosofía de sistemas en las escuelas públicas. Durante los últimos 10 años, hemos desarrollado una pedagogía especial, la “educación para una vida sostenible”.

Crear comunidades humanas sostenibles significa, en primer lugar, comprender la habilidad inherente a la naturaleza de sustentar la vida, para después rediseñar nuestras estructuras físicas, tecnológicas y las instituciones sociales en concordancia con esa comprensión.

Eso es lo que queremos decir con “ecológicamente culto”.

¿Qué éxito atribuye a sus proyectos y cómo mide ese éxito?

Me siento feliz de poder decir que nuestro trabajo ha recibido una gran respuesta por parte de los educadores. Hay un intenso debate sobre los estándares y las reformas educativos, pero basado en la creencia de que el objetivo de la educación es preparar a los jóvenes sólo para competir en el entorno de la economía global.

El hecho de que esta economía no sirve para preservar la vida sino para destruirla se ignora normalmente, y ahí el verdadero desafío educativo de nuestro tiempo: comprender el contexto ecológico de nuestras vidas, apreciar sus escalas y límites, reconocer los efectos de la acción humana y, sobre todo, “conectar los puntos”.

Nuestra pedagogía, “la educación para una vida sostenible” es experimental, sistémica y multidisciplinar. Convierte los colegios en comunidades de aprendizaje, a los jóvenes en ecológicamente cultos y les aporta una visión ética del mundo y de las posibilidades de vivir como personas completas.

De lo que usted conoce sobre educación a ambos lados del Atlántico, ¿cree que hay grandes diferencias entre los sistemas educativos de Europa y USA, y cree que pueden aprender unos de otros?

Los educadores que asisten a nuestros seminarios proceden de muchas partes del mundo. Las conversaciones con ellos nos han permitido darnos cuenta de que, aunque nuestra pedagogía haya inspirado a gente de muchos países (de Europa, Latinoamérica, África y Asia), no puede ser aplicada como modelo en dichas naciones de manera directa.

Los principios de la ecología son los mismos en todas partes, pero los ecosistemas en que se practica el aprendizaje experimental son distintos, así como los contextos culturales y políticos de la educación en los diversos países. Esto supone que la educación para la sostenibilidad necesita una re-invención continua.

¿Puede contribuir la física a la visión de la vida sostenible?

Absolutamente. La ecología es intrínsecamente multidisciplinar porque los ecosistemas conectan el mundo vivo con el inorgánico. La ecología, por tanto, no es propia sólo de la biología, sino también de otras muchas ciencias, incluyendo la termodinámica y otras ramas de la física.

El flujo energético, en particular, es un importante principio de la ecología, y el desafío de pasar de utilizar combustibles fósiles a fuentes de energías renovables es un campo en el que los físicos pueden hacer contribuciones muy significativas.

No es casual que uno de los mayores expertos mundiales en energía, Amory Lovins, director del Rocky Mountain Institute, sea un físico.

Actualmente, usted trabaja en un Nuevo libro sobre la ciencia de Leonardo da Vinci. En su seminario en el Festival de Ciencia de Génova usted explicó que lo que necesitamos hoy es exactamente el tipo de ciencia que Da Vinci anticipó. ¿Cómo cree que la física debe –o puede- evolucionar en el futuro? ¿Hay, en su opinión, un futuro para la física?

Bien, usted me pregunta varias cuestiones en una, todas ellas muy sustanciosas. No estoy seguro de si podré hacerles justicia de manera breve. Ciertamente, podemos aprender mucho de la ciencia de Leonardo.

Dado que nuestras ciencias y tecnologías se han ido estrechando cada vez más en sus enfoques, no se pueden comprender los problemas de nuestro tiempo desde una perspectiva interdisciplinar, dominados como estamos por compañías con escaso interés por el bienestar de los seres humanos.

Urgentemente, por tanto, necesitamos una ciencia que honre y respete la unidad de todas la formas de vida, reconozca la interdependencia fundamental entre todos los fenómenos humanos y nos reconecte con la Tierra viva.

Ésta es exactamente la ciencia que Leonardo da Vinci anticipó y esbozó hace 500 años. Los físicos tienen mucho que aportar al desarrollo de este nuevo paradigma científico.

En la ciencia moderna, la interdependencia fundamental de todos los fenómenos naturales fue por primera vez reconocida en la teoría cuántica, y diversas ramas de la física resultan esenciales para la comprensión completa de la ecología.

Sin embargo, para contribuir significativamente al gran desafío de generar un futuro sostenible, los físicos necesitarán reconocer que su ciencia jamás dará lugar a una “teoría de todas las cosas”, sino que es tan sólo una de las muchas disciplinas científicas necesarias para comprender las dimensiones biológica, ecológica, cognitiva y social de la vida.

Beatrice Bressan es física y divulgadora científica del Centro Europeo de Investigación Nuclear CERN. Esta entrevista se publicó originalmente en la revista CERN Courrier, May 2007 p 15. Se reproduce con autorización. Traducción del inglés: Yaiza Martínez. Copyright CERN.

Tomado de la web: TENDENCIAS 21.net

NANOTECNOLOGÍA

La palabra "nanotecnología" es usada extensivamente para definir las ciencias y técnicas que se aplican a un nivel de nanoescala, esto es unas medidas extremadamente pequeñas "nanos" que permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. En síntesis nos llevaría a la posibilidad de fabricar materiales y máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas. El desarrollo de esta disciplina se produce a partir de las propuestas de Richard Feynman .

La mejor definición de Nanotecnología que hemos encontrado es esta: La nanotecnologia es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala.

Cuando se manipula la materia a la escala tan minúscula de átomos y moléculas, demuestra fenómenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas
Nos interesa, más que su concepto, lo que representa potencialmente dentro del conjunto de investigaciones y aplicaciones actuales cuyo propósito es crear nuevas estructuras y productos que tendrían un gran impacto en la industria, la medicina (nanomedicina), etc..

Esta nuevas estructuras con precisión atómica, tales como nanotubos de carbón, o pequeños instrumentos para el interior del cuerpo humano pueden introducirnos en una nueva era, tal como señala Charles Vest (ex-presidente del MIT). Los avances nanotecnológicos protagonizarían de esta forma la sociedad del conocimiento con multitud de desarrollos con una gran repercusión en su instrumentación empresarial y social.

La nanociencia está unida en gran medida desde la década de los 80 con Drexler y sus aportaciones a la"nanotecnología molecular", esto es, la construcción de nanomáquinas hechas de átomos y que son capaces de construir ellas mismas otros componentes moleculares. Desde entonces Eric Drexler (personal webpage), se le considera uno de los mayores visionarios sobre este tema. Ya en 1986, en su libro "Engines of creation" introdujo las promesas y peligros de la manipulación molecular. Actualmente preside el Foresight Institute.

El padre de la "nanociencia", es considerado Richard Feynman, premio Nóbel de Física, quién en 1959 propuso fabricar productos en base a un reordenamiento de átomos y moléculas. En 1959, el gran físico escribió un artículo que analizaba cómo los ordenadores trabajando con átomos individuales podrían consumir poquísima energía y conseguir velocidades asombrosas.
Existe un gran consenso en que la nanotecnología nos llevará a una segunda revolución industrial en el siglo XXI tal como anunció hace unos años, Charles Vest (ex-presidente del MIT).

Supondrá numerosos avances para muchas industrias y nuevos materiales con propiedades extraordinarias (desarrollar materiales más fuertes que el acero pero con solamente diez por ciento el peso), nuevas aplicaciones informáticas con componentes increíblemente más rápidos o sensores moleculares capaces de detectar y destruir células cancerígenas en las partes más dedlicadas del cuerpo humano como el cerebro, entre otras muchas aplicaciones.
Podemos decir que muchos progresos de la nanociencia estarán entre los grandes avances tecnológicos que cambiarán el mundo.

Tomado de la web: NANOTECNOLOGÍA

EXPEDICIÓN SONDA CASSINI-HUYGUENS

Cassini en Saturno

El 1 de julio de 2004 TUC (Tiempo Universal Coordinado), la sonda Cassini-Huygens puso en marcha su motor principal para reducir su velocidad y permitir que la nave fuera capturada por la gravedad de Saturno y entrase en su órbita. La sonda permanece ahora en una misión de cuatro años para explorar el planeta anillado, sus misteriosas lunas, los llamativos anillos y sus complejos entornos magnéticos.

En el transcurso de la expedición a Saturno, la Cassini completará 74 órbitas alrededor del planeta anillado, 44 acercamientos a la nublada luna Titán, y numerosas aproximaciones a otras lunas heladas de Saturno.

15 de enero de 2006: Acercamiento a Titán. Tiene lugar la primera ocultación solar, lo cual da a los científicos la oportunidad de ver el Sol brillando directamente a través de la atmósfera de Titán.

17 de enero de 2006: Acercamiento a Rea. Uno de los mejores acercamientos no planificados de la expedición a esta luna helada, este pase complementa el acercamiento planificado del pasado noviembre.

27 de febrero de 2006: Acercamiento a Titán. Éste es el primero de cuatro acercamientos radiocientíficos coordinados para explorar el interior de Titán. T22, T33 y T38 son los otros. T11 es el acercamiento que ocurre cuando Titán está cerca de su apoapsis*, y el acercamiento de la sonda se produce a baja inclinación.

19 de marzo de 2006: Acercamiento a Titán. Las primeras observaciones radiocientíficas en biestática (hace rebotar una señal contra la superficie y la devuelve a la Tierra) y de ocultación (envía la señal de radio a través de la atmósfera de Titán hacia la Tierra).

21 de marzo de 2006: Acercamiento a Rea. Una de las más cercanas aproximaciones no planificadas a Rea, este pase mostrará a Rea en un ángulo de fase elevado, que resaltará los cráteres y la topografía.

2 de julio de 2006: Acercamiento a Titán. Éste tiene lugar a los dos años de nuestro primer vistazo detallado a Titán con T0.

Titán se encuentra en una posición inusual en relación al viento solar entrante, al Sol y a Saturno, lo cual hace este acercamiento particularmente interesante para los instrumentos magnetosféricos que controlarán la orientación de la sonda en el momento del máximo acercamiento, uno de los dos únicos acercamientos en toda la misión en que harán eso. Tras la mayor aproximación, volveremos la sonda al modo del instrumento infrarrojo CIRS, que está investigando la atmósfera.

22 de julio de 2006: Cassini abandona el plano de los anillos con ocasión de un acercamiento a Titán.

9 de septiembre de 2006: Tiene lugar un acercamiento no planificado con Encelado y con Metone (quizá el más cercano en la misión)

15 de septiembre de 2006: La Cassini ve el Sol al pasar por detrás de Saturno y los anillos. La velocidad de paso a través de los anillos es muy lenta y la perspectiva procurará información sobre los anillos D y C que es imposible en cualquier otro momento de la expedición.

9 de noviembre de 2006: Acercamiento no planificado a Encelado. Visionado del polo sur desde unos 125 000 kilómetros (alrededor de 77 700 millas).

12 de diciembre de 2006: Acercamiento a Titán. El comienzo de “la transferencia de 180 grados”. Este acercamiento comparte la mayor aproximación a la vez entre una ocultación estelar UVIS en una latitud diferente, el rastreo INMS de la atmosfera y la exploración por radar de la superficie.

28 de diciembre de 2006: Acercamiento a Titán. Este acercamiento es el segundo de cuatro acercamientos radiocientíficos coordinados que exploran el interior de Titán (T11, T33 y T38 son los otros). T22 es el acercamiento que tiene lugar cuando Titán está de nuevo cerca de su apoapsis*, pero el acercamiento de la sonda se produce a una alta inclinación.

* N. del T.: el punto en su órbita más alejado de Saturno.

Fecha original : 2006-02-14

Traducción Astroseti : 2006-02-14

Traductor : Raúl López Nevado

Tomado de la web oficial de ASTROSETI.ORG

INTELIGENCIA ARTIFICIAL: ALAN TURING

Alan Mathison Turing (23 de junio de 1912 - 7 de junio de 1954). Fue un matemático, científico de la informática, criptógrafo y filósofo inglés.

PRECURSOR DE LA INFORMÁTICA:

Se le considera uno de los padres de la Ciencia de la computación siendo el precursor de la informática moderna. Proporcionó una influyente formalización de los conceptos de algoritmo y computación: la máquina de Turing. Formuló su propia versión de la hoy ampliamente aceptada Tesis de Church-Turing, la cual postula que cualquier modelo computacional existente tiene las mismas capacidades algorítmicas, o un subconjunto, de las que tiene una máquina de Turing.

Durante la Segunda Guerra Mundial, trabajó en romper los códigos nazis, particularmente los de la máquina Enigma; durante un tiempo fue el director de la sección Naval Enigma del Bletchley Park. Tras la guerra diseñó uno de los primeros computadores electrónicos programables digitales en el Laboratorio Nacional de Física del Reino Unido y poco tiempo después construyó otra de las primeras máquinas en la Universidad de Manchester. Entre otras muchas cosas, también contribuyó de forma particular e incluso provocativa al enigma de si las máquinas pueden pensar, es decir a la Inteligencia Artificial.

INFANCIA Y JUVENTUD

Turing fue concebido en 1911 en Chatrapur, India. Su padre Julius Mathison Turing era miembro del Cuerpo de funcionarios británicos en la India. Julius y su esposa Ethel querían que su hijo Alan naciera en el Reino Unido y regresaron a Paddington, donde finalmente nació. Pero su padre aún debía cubrir su puesto de funcionario en la India, por lo que durante la infancia de Turing sus padres viajaban constantemente entre el Reino Unido y la India, viéndose obligados a dejar a sus dos hijos con amigos ingleses en vez de poner en peligro su salud llevándolos a la colonia británica.

Turing dio muestras ya desde una edad muy temprana del ingenio que más tarde mostraría prominentemente. Se cuenta que aprendió a leer por sí solo en tres semanas y que desde el principió mostró un gran interés por los números y los rompecabezas.
Sus padres lo inscribieron en el colegio St. Michael cuando tenía seis años. Su profesora se percató enseguida de la genialidad de Turing, tal y como les ocurrió a sus posteriores profesores.

En 1926, con catorce años, ingresó en el internado de Sherborne en Dorset. Su primer día de clase coincidió con una huelga general en Inglaterra, pero era tan grande la determinación de Turing por asistir a su primer día de clase que recorrió en solitario con su bicicleta las más de 60 millas que separaban Southampton de su escuela, pasando la noche en una posada — una hazaña que fue recogida en la prensa local.

La inclinación natural de Turing hacia las matemáticas y la ciencia no le forjó el respeto de sus profesores de Sherborne, cuyo concepto de educación hacía más énfasis en los clásicos. Pero a pesar de ello, Turing continuó mostrando una singular habilidad para los estudios que realmente le gustaban, llegando a resolver problemas muy avanzados (para su edad) en 1927 sin ni siquiera haber estudiado cálculo elemental.

En 1928, con dieciséis años, Turing descubrió los trabajos de Albert Einstein y no sólo pudo comprenderlos sino que además infirió las críticas de Einstein a las Leyes de Newton de la lectura de un texto en el que no estaban explícitas. Durante su edad escolar Turing fue un joven cuyo optimismo y ambiciones se vieron acrecentados debido en gran parte a su intensa unión con su amigo Christopher Morcom, cuya muerte, aun joven, afectaría a Turing profundamente.

LA UNIVERSIDAD Y SUS ESTUDIOS DE COMPUTACIÓN

Debido a su falta de voluntad para esforzarse con la misma intensidad en el estudio de los clásicos que en el de la ciencia y las matemáticas, Turing suspendió sus exámenes finales varias veces y tuvo que ingresar en la escuela universitaria que eligió en segundo lugar, King's College, Universidad de Cambridge, en vez de en la que era su primera elección, Trinity. Recibió las enseñanzas de Godfrey Harold Hardy, un respetado matemático que ocupó la cátedra Sadleirian en Cambridge y que posteriormente fue responsable de un centro de estudios e investigaciones matemáticas de 1931 a 1934.

En 1935 Turing fue nombrado profesor del King's College.

En su memorable estudio "Los números computables, con una aplicación al Entscheidungsproblem" (publicado en 1936), Turing reformuló los resultados obtenidos por Kurt Gödel en 1931 sobre los límites de la demostrabilidad y la computación, sustituyendo al lenguaje formal universal descrito por Gödel por lo que hoy se conoce como Máquina de Turing, unos dispositivos formales y simples.

Demostró que dicha máquina era capaz de implementar cualquier problema matemático que pudiera representarse mediante un algoritmo.

Las máquinas de Turing siguen siendo el objeto central de estudio en la teoría de la computación.

Llegó a probar que no había ninguna solución para el problema de decisión, Entscheidungsproblem, demostrando primero que el problema de la parada para las máquinas de Turing es irresoluble: no es posible decidir algorítmicamente si una máquina de Turing dada llegará a pararse o no. Aunque su demostración se publicó después de la demostración equivalente de Alonzo Church respecto a su cálculo lambda, el estudio de Turing es mucho más accesible e intuitivo.

También fue pionero con su concepto de "Máquina Universal (de Turing)", con la tesis de que dicha máquina podría realizar las mismas tareas que cualquier otro tipo de máquina.

Su estudio también introduce el concepto de números definibles.
La mayor parte de 1937 y 1938 la pasó en la Universidad de Princeton, estudiando bajo la dirección de Alonzo Church. En 1938 obtuvo el Doctorado en Princeton; en su discurso introdujo el concepto de hipercomputación, en el que ampliaba las máquinas de Turing con las llamadas máquinas oráculo, las cuales permitían el estudio de los problemas para los que no existe una solución algorítmica.

Tras su regreso a Cambridge en 1939, asistió a las conferencias de Ludwig Wittgenstein sobre las bases de las matemáticas. Ambos discutieron y mantuvieron un vehemente desencuentro, ya que Turing defendía el formalismo matemático y Wittgenstein criticaba que las matemáticas estaban sobrevaloradas y no descubrían ninguna verdad absoluta.

ANÁLISIS CRIPTOGRÁFICO (RUPTURA DE CÓDIGOS)

Durante la Segunda Guerra Mundial fue uno de los principales artífices de los trabajos del Bletchley Park para descifrar los códigos nazis.

Sus perspicaces observaciones matemáticas contribuyeron a romper los códigos de la máquina Enigma y de los codificadores de teletipos FISH (máquinas de teletipos codificados que fabricaron conjuntamente Lorenz Electric y Siemens&Halske).

Sus estudios del sistema Fish ayudarían al desarrollo posterior de la primera computadora programable electrónica digital llamada Colossus, la cual fue diseñada por Max Newman y su equipo, y construida en la Estación de Investigaciones Postales de Dollis Hill por un equipo dirigido por Thomas Flowers en 1943. Dicha computadora se utilizó para descifrar los códigos Fish (en concreto las transmisiones de la máquina Lorenz).

Para romper los códigos de la máquina Enigma, Turing diseñó la bombe, una máquina electromecánica —llamada así en reconocimiento de la diseñada por los polacos bomba kryptologiczna— que se utilizaba para eliminar una gran cantidad de llaves enigma candidatas. Para cada combinación posible se implementaba eléctricamente una cadena de deducciones lógicas. Era posible detectar cuándo ocurría una contradicción y desechar la combinación. La bombe de Turing, con una mejora añadida que sugirió el matemático Gordon Welchman, era la herramienta principal que usaban los criptógrafos aliados para leer las transmisiones Enigma.

Los trabajos de ruptura de códigos de Turing han sido secretos hasta los años 1970; ni siquiera sus amigos más íntimos llegaron a tener constancia.

ESTUDIOS DE LAS PRIMERAS COMPUTADORAS (LA PRUEBA DE TURING)

De 1945 a 1948 trabajó en el Laboratorio Nacional de Física en el diseño del ACE (Máquina de Computación Automática).

En 1949 fue nombrado director delegado del laboratorio de computación de la Universidad de Manchester y trabajó en el software de una de las primeras computadoras reales — la Manchester Mark I.

Durante esta etapa también realizó estudios más abstractos y en su artículo "Máquinas de computación e inteligencia" (octubre de 1950) Turing trató el problema de la inteligencia artificial y propuso un experimento que hoy se conoce como la prueba de Turing, con la intención de definir una prueba estándar por el que una máquina podría catalogarse como "sensible" o "sentiente".

En 1952 Turing escribió un programa de ajedrez. A falta de una computadora lo suficientemente potente como para ejecutarlo, él simulaba el funcionamiento de la computadora, tardando más de hora y media en efectuar un movimiento. Una de las partidas llegó a registrarse; el programa perdió frente a un amigo de Turing.

Trabajó junto a Norbert Wiener en el desarrollo de la cibernética. Esta rama de estudios se genera a partir de la demanda de sistemas de control que exige el progresivo desarrollo de las técnicas de producción a partir del siglo XX. La cibernética pretende establecer un sistema de comunicación entre el hombre y la máquina como premisa fundamental para administrar los sistemas de control. Sus estudios profundizaron en esta relación estableciendo el concepto de interfaz y cuestionando los límites de simulación del razonamiento humano.

ESTUDIOS SOBRE LA FORMACIÓN DE PATRONES Y BIOMEDICINA

Turing trabajó desde 1952 hasta que falleció en 1954 en la biología matemática, concretamente en la morfogénesis. Publicó un trabajo sobre esta materia titulado "Fundamentos Químicos de la Morfogénesis" en 1952. Su principal interés era comprender la filotaxis de Fibonacci, es decir, la existencia de los números de Fibonacci en las estructuras vegetales. Utilizó ecuaciones de reacción-difusión que actualmente son cruciales en el campo de la formación de patrones. Sus trabajos posteriores no se publicaron hasta 1992 en el libro "Obras Completas de A. M. Turing".

PROCESAMIENTO POR HOMOSEXUAL Y MUERTE DE TURING

La carrera profesional de Turing se vio truncada cuando lo procesaron por su homosexualidad. En 1952 su amante masculino ayudó a un cómplice a entrar en la casa de Turing para robarle. Turing acudió a la policía a denunciar el delito. Como resultado de la investigación policial, Turing fue acusado de mantener una relación sexual con un varón de 19 años y se le imputaron los cargos de "indecencia grave y perversión sexual". Convencido de que no tenía de qué disculparse, no se defendió de los cargos y fue condenado.

Según su ampliamente difundido proceso judicial, se le dio la opción de ir a prisión o de someterse a un tratamiento hormonal de reducción de la libido. Finalmente escogió las inyecciones de estrógenos, que duraron un año y le produjeron importantes alteraciones físicas, como la aparición de pechos o un apreciable aumento de peso, y que además le convirtieron en impotente.

Dos años después del juicio, en 1954, murió por envenenamiento con cianuro, aparentemente tras comerse una manzana envenenada que no llegó a ingerir completamente. La mayoría piensa que su muerte fue intencionada y se la consideró oficialmente como un suicidio. A pesar de que su madre intentó negar la causa de su muerte, atribuyéndola rotundamente a una ingestión accidental provocada por la falta de precauciones de Turing en el almacenamiento de sustancias químicas de laboratorio, su vida terminó amargamente y envuelta en una nube de misterio.

Tomado de WIKIPEDIA

MÁS INFORMACIÓN PINCHANDO EL SIGUIENTE ENLACE:

http://www.alkaidediciones.com/foro/index.php?topic=1097.0

EL LARGO BRAZO DEL SISTEMA INMUNITARIO

El largo brazo del sistema inmunitario, por: Banchereau, Jacques

Las células dendríticas atrapan a los invasores y comunican al sistema inmunitario cuándo y cómo debe responder. De ellas depende la eficacia de las vacunas y en ellas se confía para potenciar la inmunidad contra el cáncer.

Permanecen escondidas, desplegados sus largos tentáculos, en todos los tejidos de nuestro organismo que se hallan en contacto con el entorno.

En el revestimiento de la mucosa nasal y en los pulmones, por si inhalamos el virus de la gripe mientras viajamos en un apretado vagón de metro. En el tracto gastrointestinal, para alertar al sistema inmunitario si nos tragamos una dosis de bacteria salmonela. Y, sobre todo, en la piel, siempre al acecho, por si algún microorganismo penetra a través de un corte.

Son las células dendríticas, una clase de leucocitos entre los que encontramos algunos de los actores más fascinantes, aunque poco comprendidos, del sistema inmunitario.

En estos últimos años, la investigación ha comenzado a descubrir los mecanismos de que se valen las células dendríticas para educar al sistema inmunitario sobre lo que pertenece a nuestro organismo y qué le es extraño, cuando no dañino. Se ha visto que las células dendríticas inician y controlan la respuesta inmunitaria. Así, resultan indispensables para el establecimiento de la "memoria" inmunitaria, que es la base de todas las vacunas. Médicos y profesionales de los laboratorios farmacéuticos se apoyan en la función que ellas desempeñan en la inmunización y "vacunan" a pacientes de cáncer con células dendríticas cargadas con trozos de sus propios tumores y, de ese modo, activan el sistema inmunitario contra el cáncer. Las células dendríticas son también responsables del fenómeno de la tolerancia inmunitaria, el proceso por el que el sistema inmunitario aprende a respetar otros componentes del organismo.

Tomado de la Revista INVESTIGACIÓN Y CIENCIA

CONTAMINACIÓN POR NITRÓGENO DE LOS SISTEMAS ACUÁTICOS

Contaminación por nitrógeno inorgánico en los ecosistemas acuáticos: problemas medioambientales, criterios de calidad del agua, e implicaciones del cambio climático J.A. Camargo (1), A. Alonso (2)


(1) Departamento de Ecología. Universidad de Alcalá, 28871. Alcalá de Henares. Madrid. España
(2) Laboratorio de Ecotoxicología, Departamento de Medio Ambiente, INIA, E-28040, Madrid.






Introducción

Las formas iónicas (reactivas) de nitrógeno inorgánico más comunes en los ecosistemas acuáticos son el amonio (NH4+), el nitrito (NO2–) y el nitrato (NO3–). Estos iones pueden estar presentes de manera natural en el medio acuático como consecuencia de la deposición atmosférica, la escorrentía superficial y subterránea, la disolución de depósitos geológicos ricos en nitrógeno, la descomposición biológica de la materia orgánica, y la fijación de nitrógeno por ciertos procariontes (Fig. 1). Sin embargo, las actividades humanas han alterado de manera significativa el ciclo global del nitrógeno (y de otros elementos químicos), aumentando su disponibilidad en muchas regiones del planeta como consecuencia de fuentes puntuales y difusas de contaminación (Tabla 1). Asociados a esta contaminación generalizada aparecen los siguientes problemas medioambientales en los ecosistemas acuáticos: (1) acidificación de ríos y lagos con baja o reducida alcalinidad; (2) eutrofización de las aguas y proliferación de algas tóxicas; (3) toxicidad directa de los compuestos nitrogenados para los animales acuáticos. Además, la contaminación por nitrógeno inorgánico podría inducir efectos perjudiciales sobre la salud humana.


Figura 1. Esquema general del ciclo del nitrógeno en los ecosistemas acuáticos, y los principales problemas medioambientales derivados de la contaminación.

Principales fuentes antropogénicas de nitrógeno inorgánico en los ecosistemas acuáticos:

Fuentes puntuales

Residuos y vertidos de granjas de animales, piscifactorías continentales, y centros de acuicultura marina.
Vertidos industriales y municipales sin un tratamiento adecuado.
Procesos de escorrentía e infiltración en basureros.

Fuentes difusas

Procesos de escorrentía e infiltración en campos de cultivo.
Procesos de escorrentía e infiltración en praderas y bosques quemados.
Emisiones a la atmósfera provenientes del uso de combustibles fósiles y fertilizantes, y la posterior deposición atmosférica sobre las aguas superficiales.




Acidificación

El dióxido de azufre (SO2) y los óxidos de nitrógeno (NO, NO2) han sido reconocidos tradicionalmente como los contaminantes principales en el proceso de acidificación de lagos y ríos con baja o reducida alcalinidad (Schindler, 1988; Baker et al., 1991). Estos gases, una vez emitidos a la atmósfera, pueden reaccionar con otras moléculas (H2O, OH, O3), llegando a formar ácido sulfúrico (H2SO4) y ácido nítrico (HNO3). La deposición atmosférica de estos ácidos sobre las aguas superficiales puede incrementar no solo la concentración de SO42– y NO3– sino también la concentración de H+ y, en consecuencia, reducir el valor del pH del agua (Schindler, 1988; Baker et al., 1991). Una disminución del pH puede incrementar la concentración de aluminio disuelto y otros metales trazas (Nelson y Campbell, 1991), lo cual puede a su vez perturbar el ciclo del fósforo al formarse y precipitar compuestos insolubles como el fosfato de aluminio (Kopáček et al., 2001).

Como resultado de la reducción significativa en las emisiones de SO2 durante los años 80 y 90 del siglo pasado, la deposición atmosférica de H2SO4 ha disminuido sensiblemente en muchas regiones de Norte América y Europa (Skjelkvale et al., 2001). Por el contrario, las emisiones de óxidos de nitrógeno parece que no han experimentado una reducción equivalente y, en consecuencia, la relevancia de la deposición atmosférica de HNO3 en el proceso de acidificación ha incrementado (Skjelkvale et al., 2001).

La acidificación antropogénica de ríos y lagos puede causar diversos efectos adversos en plantas y animales acuáticos (Tabla 2). En muchos casos se ha observado una disminución drástica de las poblaciones de invertebrados y peces, especialmente de crustáceos, gasterópodos y salmónidos. Por otra parte, la acidificación de ríos y lagos puede alterar procesos microbianos que son importantes para el reciclaje de nutrientes y el funcionamiento del ecosistema: cesación del proceso de nitrificación y estimulación del proceso de desnitrificación (Rudd et al., 1988); suspensión del proceso de fijación (Schindler, 1988); reducción del proceso de descomposición de la materia vegetal, con cambios en la calidad y disponibilidad de alimento para los invertebrados acuáticos (Dangles et al., 2004).

Tabla 2. Principales efectos adversos de la acidificación antropogénica sobre los productores primarios y secundarios (adaptado de Camargo y Alonso, 2006).

Efectos adversos

Reducción de la fotosíntesis y la productividad en algas del plancton y el bentos.
Disminución de la diversidad de especies en las comunidades del fitoplancton y el perifiton.
Bioacumulación y toxicidad del aluminio en macrófitos sumergidos y animales acuáticos.
Alteración de la respiración y la regulación iónica en animales acuáticos.
Reducción de la actividad o eficiencia alimentaria en animales acuáticos.
Alteración del desarrollo embrionario y la tasa de crecimiento en animales acuáticos.
Disminución de la diversidad de especies en las comunidades de animales acuáticos.

Eutrofización

Aunque el fósforo ha sido considerado tradicionalmente como el principal nutriente limitante para el crecimiento de las algas en los ecosistemas acuáticos continentales, existe en la actualidad una evidencia creciente de que el nitrógeno también puede actuar como nutriente limitante, sobre todo en aquellos casos de sobre-enriquecimiento por fósforo y disminuir el valor del cociente N:P. Contrariamente, en estuarios y ecosistemas costeros, el nitrógeno ha sido identificado generalmente como el principal nutriente limitante. No obstante, en los casos en que se produce una entrada significativa de nitrógeno, el valor del cociente N:P suele aumentar marcadamente, pudiendo devenir entonces el fósforo en nutriente limitante. Otros elementos químicos, como Si y Fe, también pueden influir en el crecimiento y abundancia de las algas pero, en general, con menor relevancia que N y P.

Concentraciones elevadas de NH4+, NO2– y NO3– pueden, por tanto, promover el desarrollo, mantenimiento y proliferación de los productores primarios (fitoplancton, algas bentónicas, macrófitos), contribuyendo al muy extendido fenómeno de la eutrofización cultural de los ecosistemas acuáticos (Wetzel, 2001; Anderson et al., 2002; Smith, 2003; EEA, 2005).

La eutrofización cultural puede producir diversos efectos ecológicos y toxicológicos los cuales están directa o indirectamente relacionados con la proliferación de los productores primarios (Tabla 3). Esta proliferación, y su posterior muerte y descomposición, suelen conducir a una marcada disminución de la concentración de oxígeno disuelto en aquellos ecosistemas con una reducida tasa de renovación de agua. Las muertes masivas de peces (y de otros animales) son probablemente la manifestación más dramática de hipoxia o anoxia en ecosistemas eutróficos e hipertróficos que experimentan estratificación. En algunas regiones del planeta (por ejemplo, Bahía de Chesapeake, Mar Báltico, Mar Negro) la pérdida de hábitat para la supervivencia y reproducción de los animales acuáticos puede llegar a ser enorme como consecuencia del déficit de oxígeno. Por otra parte, los procesos de mortalidad y la pérdida de hábitat pueden acentuarse con la proliferación de algas tóxicas en la comunidad fitoplanctónica.

Efectos ecológicos y toxicológicos

Incremento de la biomasa de los productores primarios (proliferación de algas tóxicas en ciertas situaciones).
Reducción de la transparencia y la disponibilidad de luz.
Aumento de la materia orgánica sedimentada.
Disminución de la concentración de oxígeno disuelto en las aguas del fondo y los sedimentos.
Formación de compuestos reducidos (H2S, por ejemplo) en las aguas del fondo y los sedimentos.
Cambios (aumento o disminución) en la biomasa de los productores secundarios.
Disminución de la diversidad de especies en las comunidades de productores primarios y secundarios.



Ocurrencia de algas tóxicas

Entre los diferentes grupos de algas que contribuyen a la ocurrencia de algas tóxicas en la comunidad fitoplanctónica, las cianobacterias, los dinoflagelados y las diatomeas parecen ser los más importantes.

Cianobacterias

Las cianobacterias (o algas verde-azules) suelen ser más abundantes y diversas en los ecosistemas acuáticos continentales que en estuarios y ecosistemas costeros (Sellner, 1997; Wetzel, 2001; Smith, 2003). Las condiciones ambientales que favorecen su proliferación en la comunidad fitoplanctónica parecen ser una amplia radiación solar, una temperatura del agua relativamente elevada, y altas concentraciones de nutrientes (Hitzfeld et al., 2000; Chorus, 2001). En este sentido, la importancia del nitrógeno inorgánico puede ser similar a la del fósforo inorgánico para la proliferación de aquellas cianobacterias que carecen de la capacidad de fijar nitrógeno molecular.

Los géneros de cianobacterias a menudo implicados en procesos de toxicidad para peces e invertebrados acuáticos son Anabaena, Aphanizomenon, Microcystis, Nodularia y Planktothrix (Hitzfeld et al., 2000; Chorus, 2001; Landsberg, 2002). No obstante, las poblaciones de estos géneros no siempre son tóxicas (Microcystis casi siempre lo es). Investigaciones de campo y laboratorio han mostrado que la toxicidad de las cianobacterias depende en gran medida de si las células contienen los genes para la síntesis de las toxinas, y de si se dan las condiciones ambientales que promueven la expresión de tales genes (Hitzfeld et al., 2000; Chorus, 2001; Landsberg, 2002).

Grupos principales de toxinas que han sido encontradas en poblaciones de cianobacterias son anatoxinas, microcistinas, nodularinas y saxitoxinas (Tabla 4). Aunque las neurotoxinas pueden matar más rápidamente que las hepatotoxinas, las microcistinas hepatotóxicas suelen ser más problemáticas debido a su abundancia y ubicuidad (Hitzfeld et al., 2000; Chorus, 2001; Landsberg, 2002). Estudios de campo recientes han mostrado que la concentración de microcistinas puede correlacionar positivamente (pero no linealmente) con la concentración de nitrógeno total: niveles máximos de microcistinas pueden ocurrir entre 1,5 y 4,0 mg NT/l (Graham et al., 2004). En el caso de otras cianotoxinas menos frecuentes, como la cilindrospermopsina y la neosaxitoxina, su relevancia puede ser importante en ciertas situaciones (Chorus, 2001; Landsberg, 2002).

Tabla 4. Grupos principales de toxinas en cianobacterias, dinoflagelados y diatomeas, indicando su estructura química, sitio y modo de acción, y algunas especies típicas (adaptado de Camargo y Alonso, 2006).

Toxinas
Estructura
Sitio y modo
Especies

Anatoxina-a
Amina secundaria(alcaloide)
Sistema nervioso.
Mimetiza la acetilcolina, sobre-estimulando las células musculares. Anabaena flos-aquae

Aphanizomenon flos-aquae

Anatoxina-a(s)


Organofosfato


Sistema nervioso.
Inhibe la acetilcolinesterasa, sobre-estimulando las células musculares. Anabaena flos-aquae

Anabaena lemmermannii

Brevetoxinas


Éteres policíclicos


Sistema nervioso.
Se traban en los canales del sodio, y alteran la conducción del impulso nervioso. Karenia brevis





Ácido domoico
Ácido amino-tricarboxílico
Sistema nervioso.
Se une a ciertos receptores, causando la despolarización y muerte de las neuronas. Pseudo-nitzschia multiseries

Pseudo-nitzschia seriata

Hemolisinas


Ácidos grasos


Células diana.
Perturban la estructura de las membranas, causando la lisis celular. Alexandrium monilatum

Gymnodinium aureolum

Microcistinas


Heptapéptidos cíclicos


Higado, hepato-pancreas.
Alteran el citoesqueleto, deformando las células y causando hemorragias. Microcystis aeruginosa

Planktothrix agardhii

Nodularinas


Pentapéptidos cíclicos


Higado, hepato-pancreas.
Alteran el citoesqueleto, deformando las células y causando hemorragias. Nodularia spumigena



Saxitoxinas


Carbamatos (alcaloides)


Sistema nervioso.
Se traban en los canales del sodio, y alteran la conducción del impulso nervioso. Aphanizomenon flos-aquae

Alexandrium tamarense

Gymnodinium catenatum

Dinoflagelados

En contraste con las cianobacterias, los dinoflagelados (o algas marrón-rojizas) suelen ser más abundantes y diversos en estuarios y ecosistemas costeros que en los ecosistemas continentales (Wetzel, 2001; Anderson et al., 2002; Smith, 2003). Aunque las condiciones ambientales que favorecen su proliferación en la comunidad fitoplanctónica, dando lugar a las famosas mareas rojas, no han sido aún dilucidadas completamente, parece ser que la ocurrencia de mareas rojas ha incrementado en muchas regiones del planeta como consecuencia de la contaminación por nitrógeno inorgánico (Van Dolah, 2000; Anderson et al., 2002; Smith, 2003).

Los géneros de dinoflagelados a menudo implicados en procesos de toxicidad para los animales marinos (moluscos, crustáceos, peces, aves, focas, delfines, etc.) son Karenia, Alexandrium y Gymnodinium (Van Dolah, 2000; Landsberg, 2002). Principales grupos de toxinas que han sido encontradas en poblaciones de estos géneros son brevetoxinas, saxitosinas y hemolisinas (Tabla 4). Por su frecuencia, toxicidad, y rango de especies afectadas, las brevetoxinas pueden ser mucho más problemáticas que otras toxinas de dinoflagelados (Van Dolah, 2000; Landsberg, 2002).

Diatomeas

Las diatomeas (o algas silíceas) son muy abundantes y diversas en el medio marino, pero también pueden serlo en el medio acuático continental (Adams et al., 2000; Wetzel, 2001). Varias especies del género Pseudo-nitzschia han estado implicadas en ciertos procesos de toxicidad para algunos animales marinos (Landsberg, 2002; Busse et al., 2006) debido a la biosíntesis de ácido domoico (Tabla 4). Además, la proliferación de diatomeas tóxicas en la comunidad fitoplanctónica parece que ha incrementado como consecuencia del enriquecimiento en nutrientes de las zonas costeras, siendo la contaminación por nitrógeno inorgánico un importante factor causativo (Adams et al., 2000; Landsberg, 2002; Busse et al., 2006).

Toxicidad de compuestos nitrogenados

Los animales acuáticos están, en general, mejor adaptados a niveles relativamente bajos de nitrógeno inorgánico. Por este motivo, concentraciones anormalmente elevadas de NH4+, NO2– y NO3– pueden mermar la habilidad de esos animales para sobrevivir, crecer y reproducirse, resultando en toxicidad directa de tales compuestos nitrogenados.

Amoniaco

El amoniaco ionizado o ión amonio (NH4+) y el amoniaco no ionizado (NH3) se encuentran estrechamente relacionados a través del equilibrio químico NH4+ + OH– ↔ NH3·H2O ↔ NH3 + H2O. Las concentraciones relativas de NH4+ y NH3 dependen básicamente del pH y la temperatura del agua (Russo, 1985): a medida que los valores de pH y temperatura aumentan, la concentración de NH3 también aumenta pero la concentración de NH4+ disminuye.

El amoniaco no ionizado es muy tóxico para los animales acuáticos, en especial para los peces, mientras que el ión amonio es apreciablemente mucho menos tóxico. La acción tóxica de NH3 puede ser debida a una o más de las siguientes causas (para más información ver Camargo y Alonso, 2006): (1) destrucción del epitelio branquial; (2) estimulación de la glucólisis y supresión del ciclo de Krebs; (3) inhibición de la producción de ATP y reducción de sus niveles; (4) alteración de la actividad osmorreguladora; (5) disrupción del sistema inmunológico.

No obstante, niveles elevados de Na+ y Ca2+ en el medio acuático pueden reducir la susceptibilidad de los animales a la toxicidad del amoniaco (Environment Canada, 2001). Esto explicaría el hecho de que, en general, los animales de agua dulce muestran una menor tolerancia, con ciertos invertebrados (moluscos, planarias) y peces (salmónidos) como los más sensibles (Tabla 5).


Nitrito

El ión nitrito (NO2–) y el ácido nitroso (HNO2) están estrechamente relacionados a través del equilibrio químico NO2– + H+ ↔ HNO2. Las concentraciones relativas de NO2– y HNO2 dependen básicamente del pH del agua (Russo, 1985): a medida que el valor de pH aumenta, la concentración de NO2– también puede incrementar, pero la concentración de HNO2 disminuye.

Tanto el ión nitrito como el ácido nitroso son bastante tóxicos. Sin embargo, debido a que en los ecosistemas acuáticos la concentración de NO2– suele ser mucho mayor que la concentración de HNO2, los iones nitrito son considerados los principales responsables de la toxicidad para los animales. La acción tóxica de NO2– es debida fundamentalmente a la conversión de los pigmentos respiratorios (hemoglobina, hemocianina) en formas que son incapaces de transportar y liberar oxígeno (meta-hemoglobina, meta-hemocianina), lo cual puede causar asfixia y en último término la muerte (para más información ver Camargo y Alonso, 2006).

No obstante, niveles elevados de Cl– en el medio acuático pueden disminuir de forma significativa la susceptibilidad de los animales a la toxicidad del nitrito (Jensen, 2003). Esto explicaría el hecho de que, en general, los animales de agua dulce muestran una menor tolerancia, con ciertos crustáceos (decápodos, anfípodos), insectos (efemerópteros) y peces (salmónidos) como los más sensibles (Tabla 6).



Nitrato

Lo mismo que en el caso del nitrito, la acción tóxica de NO3– es debida básicamente a la conversión de los pigmentos respiratorios en formas que son incapaces de transportar y liberar oxígeno. Para ello, el nitrato ha de convertirse previamente en nitrito bajo las condiciones internas del animal. Sin embargo, el nitrato presenta una menor toxicidad que el nitrito y el amoniaco como resultado de su baja permeabilidad branquial, lo cual hace que su absorción a través de las branquias sea más limitada (para más información ver Camargo y Alonso, 2006).

En general, los animales marinos son más tolerantes que los animales de agua dulce a la toxicidad del nitrato. Ciertos crustáceos (anfípodos), insectos (tricópteros) y peces (salmónidos) destacan como los más sensibles (Tabla 7). También algunos anfibios, sobre todo en el estadio larvario, pueden mostrarse sensibles a concentraciones relativamente bajas de nitrato en el medio acuático (Sparling et al., 2000; Camargo et al., 2005). Es más, diversos estudios de campo y laboratorio indican que el uso generalizado de fertilizantes nitrogenados (NH4NO3, KNO3, NaNO3) podría estar contribuyendo de manera significativa a la disminución de las poblaciones de anfibios en muchas áreas del mundo (Sparling et al., 2000; Camargo et al., 2005).

Efectos sobre la salud humana

La ingestión de nitritos y nitratos a través del agua de bebida puede inducir directamente efectos adversos sobre la salud humana (Tabla 8). Los niños pequeños, sobre todo los menores de cuatro meses, son más susceptibles de sufrir meta-hemoglobinemia, manifestando los síntomas típicos de cianosis, taquicardia, convulsiones, asfixia, y en último término la muerte (Fewtrell, 2004). En el caso de las nitrosaminas, su formación se ve favorecida por el ambiente ácido (pH bajo) del estómago y la interacción de aminas secundarias con los iones nitrito (Manahan, 1992). Algunas evidencias científicas sugieren además que la ingestión prolongada de nitratos y nitritos podría contribuir al desarrollo de linfomas y cánceres, enfermedades coronarias, infecciones del tracto respiratorio, y malformaciones en los recién nacidos (para más información ver Camargo y Alonso, 2006).

Efectos directos

Bloqueo de la capacidad de transportar y liberar oxígeno de la hemoglobina (meta-hemoglobinemia).
Desarrollo de procesos cancerígenos en el tracto digestivo por la formación de nitrosaminas.

Efectos indirectos

Trastornos fisiológicos (nauseas, vómitos, diarrea, gastroenteritis, neumonía, dolores musculares, etc.) y síndromes de intoxicación como consecuencia de la ingestión de agua o alimentos conteniendo toxinas algales.
Enfermedades infecciosas (malaria, encefalitis, cólera, etc.) al verse favorecido el desarrollo de organismos transmisores (mosquitos) o causantes (bacterias) de tales enfermedades.


Por otra parte, el enriquecimiento en nutrientes de los ecosistemas acuáticos y la proliferación de algas tóxicas pueden causar indirectamente efectos adversos sobre la salud humana (Tabla 8). La ingestión de agua o alimentos (principalmente marisco) conteniendo toxinas algales puede dar lugar a trastornos fisiológicos y diversos síndromes de intoxicación (PSP, NSP, PEAS, ASP) que, en último término, pueden desembocar en la muerte de la persona afectada (Hitzfeld et al., 2000; Van Dolah, 2000; Chorus, 2001; Landsberg, 2002; Busse et al., 2006). Además, la eutrofización de las aguas puede favorecer el desarrollo de organismos transmisores o causantes de enfermedades infecciosas. Varios estudios han mostrado una relación directa entre la concentración de nutrientes en las aguas superficiales y la abundancia de mosquitos (vectores potenciales de agentes patógenos productores de enfermedades como la malaria) y la ocurrencia de brotes de cólera (Townsend et al., 2003).

Criterios de calidad del agua

Con el objetivo fundamental de prevenir el fenómeno de la eutrofización cultural en los ecosistemas acuáticos, investigadores y organismos han sugerido o establecido una serie de criterios de calidad del agua con relación a la carga de nutrientes. Dodds et al. (1998) han sugerido límites superiores de nitrógeno total y fósforo total, dentro de los rangos 1260-1500 µg NT/l y 71-75 µg PT/l, para prevenir el desarrollo de lagos y ríos eutróficos en regiones templadas del planeta. Swedish EPA (2000) ha considerado que niveles superiores a 440 µg NT/l y 30 µg PT/l pueden resultar en eutrofización de las zonas costeras. Similarmente, US EPA (2002, 2006) ha considerado que niveles superiores a 760 µg NT/l y 40 µg PT/l pueden resultar en eutrofización de ríos y lagos en muchas ecoregiones del país. Además, la agencia europea para el medioambiente (EEA, 2000, 2005) considera que, en general, una concentración de nitrógeno total al menos diez veces superior a la concentración de fósforo total (la cual no debería exceder el rango 10-25 µg PT/l) puede prevenir la proliferación de cianobacterias fijadoras de nitrógeno en ríos y lagos.

Para proteger a los animales acuáticos de la toxicidad de los compuestos nitrogenados (amoniaco, nitrito, nitrato), varios criterios de calidad del agua han sido propuestos y recomendados. US EPA (1999, 2006), EEA (2000, 2005), Environment Canada (2001) y Alonso (2005) han recomendado concentraciones máximas dentro del rango 0,05-0,35 mg NH3-N/l durante exposiciones de corta duración, y concentraciones máximas dentro del rango 0,004-0,02 mg NH3-N/l durante exposiciones de larga duración, para proteger a las especies más sensibles de la toxicidad del amoniaco. EEA (2000, 2005) considera que concentraciones superiores a 0,009 y 0,09 mg NO2-N/l pueden causar efectos tóxicos a las especies de salmónidos y ciprínidos más sensibles, respectivamente, durante exposiciones prolongadas a los iones nitrito. Alonso (2005) ha propuesto recientemente concentraciones máximas dentro del rango 0,08-0,35 mg NO2-N/l para proteger a las especies más sensibles de la toxicidad de los iones nitrito durante exposiciones de corta duración. En el caso de los iones nitrato, Camargo et al. (2005) han propuesto un nivel máximo de 2 mg NO3-N/l para proteger a las especies más sensibles durante exposiciones prolongadas.

Por otra parte, para prevenir el desarrollo de efectos adversos, especialmente la meta-hemoglobinemia, sobre la salud humana, concentraciones máximas de 1 mg NO2-N/L y 10-11 mg NO3-N/L en el agua de bebida han sido recomendadas (WHO, 1996; EEA, 2000; US EPA, 2002, 2006). No obstante, algunos investigadores han puesto en duda la necesidad de tales niveles máximos argumentando la existencia de una escasa evidencia científica de los efectos perjudiciales y, al mismo tiempo, sugiriendo la existencia de posibles efectos beneficiosos (ver, por ejemplo, L’hirondel y L’hirondel, 2002).

En base a los criterios de calidad del agua más arriba mencionados, consideramos que unos niveles máximos de nitrógeno inorgánico disuelto dentro del rango 0,5-1,0 mg NID/l pueden ser adecuados para prevenir los procesos de acidificación y eutrofización en los ecosistemas acuáticos (al menos por nitrógeno inorgánico) y, al mismo tiempo, proteger a los animales acuáticos (y a las personas) de los efectos tóxicos de los compuestos nitrogenados (NH3+NH4+, HNO2+NO2–, NO3–). Incluso si el máximo nivel propuesto de NID fuera debido únicamente a la disociación de HNO3 en NO3– y H+, no se deberían alcanzar valores bajos de pH que fueran perjudiciales para los organismos acuáticos. Además, en ausencia del proceso de eutrofización, las aguas superficiales suelen presentar concentraciones relativamente elevadas de oxígeno disuelto, la mayor parte del nitrógeno inorgánico estando por tanto en forma de nitrato (menos tóxico que otras formas de nitrógeno). Como las emisiones antropogénicas de nitrógeno orgánico y nitrógeno particulado también pueden contribuir a la contaminación por nitrógeno inorgánico, es plausible considerar que niveles todavía más seguros serían aquellos que hacen referencia a la carga de nitrógeno total (esto es, dentro del rango 0,5-1,0 mg NT/l).

Este rango de concentraciones puede parecer relativamente bajo con relación a las elevadas concentraciones de compuestos nitrogenados que habitualmente se encuentran en muchos ecosistemas acuáticos. Sin embargo, no debemos olvidar, que esas concentraciones tan elevadas son en realidad una consecuencia directa de las propias actividades humanas cuyos efectos se manifiestan a diferentes escalas espaciales y temporales (ver, por ejemplo, Meybeck et al., 1989; EEA, 2000, 2005; Camargo, 2006). Lógicamente, de nuestra propuesta quedarían excluidos aquellos ecosistemas que, de manera natural, presentan niveles altos de nitrógeno.




Implicaciones del cambio climático

De todo lo expuesto anteriormente se desprende que la contaminación por nitrógeno inorgánico en los ecosistemas acuáticos genera serios problemas medioambientales. En consecuencia, para evitar o reducir en lo posible el desarrollo de tales problemas, las actividades humanas deberían disminuir drásticamente sus emisiones de nitrógeno al medio ambiente. De lo contrario, los efectos ecológicos y toxicológicos asociados a este tipo de contaminación pueden agudizarse, sobre todo bajo las condiciones ambientales derivadas del cambio climático en curso (UNEP-WMO, 2001).

Un aumento de las temperaturas ambientales y una disminución de las precipitaciones en las regiones continentales previsiblemente más afectadas (por ejemplo, el sur de España) pueden potenciar los procesos de toxicidad en los animales acuáticos. Por un lado, debido a una mayor concentración de los compuestos nitrogenados en el medio acuático continental como resultado de una menor dilución por la disminución de los recursos hídricos. Por otro lado, debido a un incremento en el metabolismo de los animales ectotermos como resultado del aumento en la temperatura del agua. Diversos estudios indican que incrementos en el metabolismo de los peces e invertebrados pueden inducir aumentos en la absorción de amoniaco, nitrito y nitrato (Camargo et al., 2005; Camargo y Alonso, 2006). No obstante, adaptaciones a concentraciones más elevadas de compuestos nitrogenados podrían ocurrir en algunas especies de animales acuáticos (Camargo et al., 2005; Camargo y Alonso, 2006).

Aumentos en la temperatura del agua, junto con elevadas concentraciones de nutrientes, también pueden estimular e intensificar el desarrollo, mantenimiento y proliferación de los productores primarios, con el resultado previsible de una mayor ocurrencia de los procesos de eutrofización y de una mayor abundancia de algas tóxicas (Wetzel, 2001; Smith, 2003). Por ejemplo, una temperatura del agua relativamente elevada y altas concentraciones de nutrientes pueden favorecer la proliferación y predominancia de las cianofíceas en la comunidad fitoplanctónica y, en algunos casos, de poblaciones productoras de cianotoxinas (Hitzfeld et al., 2000; Chorus, 2001).

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Tomado de la REVISTA DIGITAL ECOSISTEMAS