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FEBRERO 20035,50 EURO

MAREA NEGRA SOBRE GALICIA: REPERCUSIONES BIOLOGICAS

LA ANTARTIDA,SIN HIELO

LA ANTARTIDA,SIN HIELO

Enfermedad de Huntington

Los insectos: un éxito de la evolución

Genética e historia de las poblacionesdel norte de Africa y la península Ibérica

Un universo en explosión

Orden en el caos de Pollock

40

Febrero de 2003 Número 317

¿Sobre hielo quebradizo?Robert A. Bindschadler y Charles R. Bentley

Si la capa de hielo de la Antártida Occidental se fundiesebruscamente, se producirían extensas inundaciones.Por fin va habiendo coincidencia en torno a la probabilidadde una pronta desaparición de la capa de hielo.

Las explosiones más brillantesdel universoNeil Gehrels, Luigi Piro y Peter J. T. Leonard

Cada una de las devastadoras catástrofescósmicas que se nos manifiestan comoerupciones de rayos gamma anuncia elnacimiento de un agujero negro.

Enfermedad de HuntingtonElena Cattaneo, Dorotea Rigamontiy Chiara Zuccato

Aunque hace diez años que se aisló el genresponsable de la enfermedad de Huntington,continúa la búsqueda de sus mecanismosdestructores.

26

Los insectos: un éxito de la evoluciónAndré Nel

Los insectos han conocido tres grandesexplosiones evolutivas que condujeron,consecutivamente, al desarrollo de las alas,la metamorfosis y la vida en sociedad.Representan el 85 por ciento de la diversidadanimal.

8

18

SECCIONES5

HACE...50, 100 y 150 años.

6APUNTES

32CIENCIA Y SOCIEDAD

Marea negra sobre Galicia,repercusiones biológicas...

Los cannabinoides,¿agentes antitumorales?...

El brezal mediterráneoo herriza, en el Parque Natural

Los Alcornocales.

38DE CERCA

Historia de una larva.

SECCIONES84

CURIOSIDADES DE LA FÍSICAReflexiones sobre la reflexión,por J.-M. Courty y E. Kierlik

86JUEGOS MATEMÁTICOS

Números y palabras,por Juan M. R. Parrondo

88IDEAS APLICADAS

Impresión por chorro de tintapor Mark Fischetti

90LIBROS

Filosofía natural... Economíay política en Bolivia.

96AVENTURAS PROBLEMÁTICAS

Contra las filtraciones,por Dennis E. Shasha

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Incidencia de la dietaen la hominizaciónWilliam R. Leonard

Los cambios operados en el régimenalimentario han constituido una fuerzamotriz de la evolución humana.

58 Ibn Sahl, inventor de la leyde la refracción de la luzBrahim Guizal y John Dudley

Un manuscrito revela que Ibn Sahl,matemático árabe, había descubiertola “ley de Descartes” ya en el siglo X.

62 Genética e historiade las poblaciones del norte de Africay la península IbéricaE. Bosch, F. Calafell, S. Plaza, A. Pérez-Lezaun,D. Comas, Jaume Bertranpetit

El análisis de la diversidad genética entrepoblaciones ha revelado que los ampliosintercambios culturales producidos entre elMagreb y la península Ibérica no se correspondencon los intercambios de poblaciones.

76 Microesferas, átomos fotónicosy la física de la nadaStephen Arnold

La luz puede quedar atrapada dentro dediminutas esferas transparentes. Lassorprendentes propiedades que adquiereentonces quizá conviertan la “fotónica demicroesferas” en una nueva rama de la técnica.

70 Orden en el caos de PollockRichard P. Taylor

Análisis por ordenador sugieren que elatractivo de las pinturas de Jackson Pollocknace de su complejidad fractal.

Portada: Gary Buss GettyImages

COLABORADORES DE ESTE NUMERO

Asesoramiento y traducción:

Xavier Bellés: Los insectos: un éxito de la evolución; M.ª Rosa Zapatero:Las explosiones más brillantes del universo; Esteban Santiago: Enfer-medad de Huntington; Manuel Puigcerver: ¿Sobre hielo quebradizo?;Carlos Lorenzo: Incidencia de la dieta en la hominización; Luis Bou:Ibn Sahl, inventor de la ley de la refracción de la luz, Orden en elcaos de Pollock y Aventuras problemáticas; Julio A. Alonso: Micro-esferas, átomos fotónicos y la física de la nada; J. Vilardell: Hace...,Curiosidades de la física e Ideas aplicadas

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Difusióncontrolada

INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, febrero, 2003 5

...cincuenta años

FÓSIL VIVIENTE. «En el océanoIndico, a la altura de Madagascar,unos pescadores capturaron el mespasado en sus redes un pez de casi50 kilos de peso y metro y medio delargo que los evolucionistas pun-tualmente acogieron entusiasmadoscomo ‘el descubrimiento zoológicomás importante del siglo’. J. L. B.Smith, ictiólogo sudafricano, voló3000 millas en un avión del gobier-no para llegar hasta el pez a tiempode preservarlo. A su llegada, y alencontrarlo oliendo no poco peromayormente intacto, se derrumbó yechó a llorar. El objeto de tal emo-ción era un celacanto, el tipo más pri-mitivo de pez espinoso. Hasta hacepocos años se creía que se habíaextinguido hace 75 millones de años,pero en 1938 un jabeguero sudafrica-no sacó uno del agua. Cuando Smithpudo poner en él sus manos ya sóloquedaban la piel y el esqueleto. Des-de entonces no ha cejado en la bús-queda de otro ejemplar.»

ANTES DE WATSON Y CRICK.«Una molécula intacta de ácido de-soxirribonucleico, abreviadamenteADN, es una estructura muy largay complicada: puede contener hasta3000 moléculas de un azúcar decinco carbonos. El ADN es un ejem-plo de lo que hoy se llama un polí-mero largo. Un ejemplo conocidode polímero largo es el nailon. Locaracterístico de un polímero largoes que un grupo químico está en-

cadenado repetidamente formandouna gran estructura. En el nailon elgrupo es relativamente simple, ysólo hay un tipo de submolécula. Enel ADN los grupos son mucho máscomplejos. Averiguar cómo se po-limerizan para formar una molé-cula gigante es una tarea formida-ble que aún no se ha llevado acabo. Cuando así sea, sabremos me-jor cómo actúa el ADN en los cro-mosomas. —Alfred Ezra Mirsky»

...cien años

COCHES MODERNOS. «Las trescuartas partes de los vehículos ex-hibidos en la feria del automóvil deNueva York eran del tipo de cilin-dro de combustión interna; el resto,carruajes de vapor. Los precios va-riaban entre 500 y 8000 dólares. Lacompleta ausencia de monstruos decarreras fue una señal de que setiende a las construcciones cómo-das, económicas y eficaces, de ve-locidades moderadas, apropiadas parael turismo. Si recorrer en coche elpaís no se pone de moda la pró-xima temporada, nunca se pondrá.»

LÁMPARA DE VAPOR DE MER-CURIO. «El señor George Westing-house, durante su reciente estanciaen Londres, mostró la nueva lám-para inventada por el señor PeterCooper Hewitt. El artefacto consisteen un tubo de vidrio relleno de va-por de mercurio. Atravesado por unacorriente continua, el vapor que llenael tubo se pone incandescente y des-

pide una luz estable de tono blan-coazulado. A causa de la notable re-sistencia del electrodo negativo alflujo inicial de la corriente, es ne-cesario emplear una gran tensióneléctrica para cebar la lámpara. Laluz emitida por el vapor incandes-cente carece por completo de rayosrojos, pero, habida cuenta de su pre-cio, tan bajo que maravilla, la luzde Cooper-Hewitt debería resultarutilísima, sin añadirle otra luz quela rectifique, para la iluminaciónde fábricas, jardines, etc., donde ladiscriminación de colores no es im-portante. Otro campo prometedorpara esta nueva luz es la fotografía.»

...ciento cincuenta años

EL INTERIOR DE LA TIERRA.«Según el profesor Silliman, delColegio de Yale, ‘en la Tierra el ca-lor aumenta en un grado centígradopor cada 30 metros de descenso; sibajáramos tres mil metros, hallaría-mos agua hirviendo. ¿Quema cuantohay bajo nuestros pies? Disponemosde pruebas sólidas a favor de esa teo-ría. Véanse los manantiales calien-tes de Bath, en Inglaterra. Tantomás notables cuanto que no hay vol-canes en las Islas Británicas. Sabemosque desde los tiempos de los roma-nos esas aguas no han cesado demanar en abundancia.’»

LLAMANDO AL CAPITÁN NEMO.«Nuestro grabado es una vista deuna torpedera de hélice parcialmentesumergida, propuesta por JamesNasmyth, de Patricoft (Inglaterra),para destruir los mayores buquesde una flota invasora. La entera masade esta embarcación (mortero y todo)entra en liza. El gran mortero delatón con la granada estalla en elinstante en que se aplasta contra elcostado de la embarcación enemiga.Debemos decir que ahora Inglaterraparece temerosa de confiar en susmuros de madera y en vez de asus-tar a sus enemigos vigilando las cos-tas, como solía, se toma pero quemuy en serio su defensa mediantebichos acuáticos como éste del señorNasmyth.»

HACE...

DUDOSA DEFENSA COSTERA: Fragata mortero submarina, 1853

6 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, febrero, 2003

APUNTES

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Para calibrar los efectos a largo plazo de los vertidos del Prestige, pode-mos empezar por mirar a lo sucedido con otras catástrofes. En 1969

se produjo el desastre del Florida en las costas de Massachusetts. Elequipo encabezado por Christopher M. Reddy, de la Institución Oceano-gráfica de Woods Hole, extrajeron en 2000 un testigo de 36 centímetrosde longitud en West Falmouth. De acuerdo con sus resultados, persiste to-davía la contaminación por petróleo, pese a haber pasado más de treintaaños. Los lugares más afectados corresponden a recovecos y recodos.Enterrados en los sedimentos, y a resguardo de la acción biodegradantede los microorganismos, sigue todavía allí cierta cantidad de componentespesados del petróleo.

OCEANOGRAFIA

Efectos remotos de un vertido

La cicatrización impide que el corazón humano se reparea sí mismo. No ocurre así con un pez habitual de los

acuarios. Kenneth D. Poss, Lindsay G. Wilson y Mark T. Kea-ting, del Instituto Médico Howard Hughes, han observado laregeneración natural del corazón de los peces cebra. Trasextirpar a un adulto una quinta parte de la víscera, recupera-ban, pasados dos meses, su tamaño ordinario. Latían con ab-soluta normalidad. La observación microscópica nos revelóque, al principio, la herida se cubría de tejido cicatricial.Luego, sin solución de continuidad, proseguía el proceso cura-tivo, favorecido por la proliferación de células musculares.En el futuro, la investigación de los genes que promuevenla regeneración en los peces podría conducir a métodos derestañar sin cicatrices el corazón humano, pues sépase quecompartimos muchos de ellos. —Sarah Simpson

BIOLOGIA

Regeneración del corazón

En el círculo se ve el ADN (verde) que crea las señalesdesencadenantes de la regeneración de miocitos (rojo)

¿Hielo para encender fuego? Según las conclusiones a que ha lle-gado el grupo de John J. Maclennan, del Instituto Geofísico de

París, los antiguos volcanes de Islandia retomaron una repentina activi-dad cuando las capas de hielo que cubrían la isla se derritieron súbita-mente hará unos 10.000 años. Medían las capas más de un kilómetrode espesor. El suelo, libre del peso del hielo, ascendió y alivió la pre-sión ejercida sobre el manto subyacente de roca, caliente. El análisis degrandes coladas de lava de ese período ofrece la primera prueba sólidadel siguiente fenómeno: la disminución de la presión promueve la fusiónde las rocas del manto, con su ascensión consiguiente a la superficie.Las coladas —cuya composición indica que proceden del manto, no dela corteza— descubren que las erupciones se centuplicaron durante los1500 años subsiguientes a la desglaciación.

—Sarah Simpson

GEOQUIMICA

Fuego y hielo

Esta erupción subglacial se produjoen Grimsvoetn, Islandia

INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, febrero, 2003 7

A. N

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La Universidad de Borgoña aprobó en 2000 dostesis doctorales de física matemática, sobre grave-

dad cuántica. Sus autores, los hermanos Bogdanov,han desarrollado lo allí expuesto en varias revistas.Pero la revisión posterior del trabajo ha depreciado suvalor, reputándolo auténticos galimatías. El caso ha te-nido mucha repercusión. La principal razón es que pa-rece una inversión del caso Sokal. Este especialista enla gravedad cuántica presentó hace años en una revistade sociología los conceptos de la física teórica como sifuesen aplicables a la sociología y a la antropología; setrataba de poner de manifiesto el uso impropio, pordesconocimiento palmario, de términos altisonantes conel afán de conferir seriedad a una texto carente de ver-dadero soporte científico. Pero las tesis de los Bog-danov han dado pie a algunos para avisar contra elabuso de ciertos artículos de física teórica, salpicadosde terminologías extrañas a falta de referencias fiables.

FISICA, FILOSOFIA Y OPINION PUBLICA

El caso de los hermanos Bogdanov

within the KMS strip, the existence of an "extended" (holomorphic) automorphism "group of evolution", which depends, in the classification of factors [12], on a "type III

Deconstruction, G2 Holonomy,

and Doublet -Triplet Splitting

La mera apariencia de galimatíaso de palabrería a la moda no basta

para desechar un artículo. De estas palabras,unas son de los Bogdanov, otras de Edward Witten,

medalla Fields

Durante los siglos II y III, el cristianismo compitióen el Imperio Romano con el mitraísmo. Esta

religión de origen oriental se extendió por todo Occi-dente y llegó a Germania. Aquí se han encontradodecenas de lugares de culto, sobre todo en el valledel Rhin o en sus proximidades. Los arqueólogosacaban de identificar uno en Güglingen, entreKarlsruhe y Heilbronn. Bajo la dirección de AndreaNeth, del Servicio Regional de Monumentos His-tóricos de Bade, se han sacado a luz los restos deun habitáculo que presenta las características de losmitreos. Perteneció a una pequeña aglomeración ru-ral atravesada por una vía romana. La destruyó elfuego. En la capa de 30 centímetros de espesor quecubría las ruinas se han encontrado utensilios de losalamanes, prueba de que la vida religiosa mitraicacesó cuando ese pueblo se instaló en la región.El culto a Mitra nació en Persia. Unos 2000 añosseparan el Mitra iraní del que irrumpió en el ImperioRomano en el siglo I antes de nuestra era. Deacuerdo con la leyenda, este dios solar, protectorde la verdad, emergió de las rocas. Por eso, susadeptos acomodaban sus santuarios en cavernas.

ARQUEOLOGIA

Mitra en Renania

Lugar de culto ligado a Mitra, del siglo II o III.Se ve a Mitra armado con un cuchillo (izquierda)

y un gorro frigio (derecha)

Anadie se le escapa la importancia decisiva, para el progreso de labiología, de la secuenciación del genoma del ratón (Mus musculus).

Inseparable de la historia humana, sobre ese animal de experimentaciónse han asentado cuantos avances biomédicos ha conocido la ciencia delos últimos cien años. Ahora podemos proceder con mayor seguridadcuantitativa. Adelantemos algunas cifras. El genoma del ratón es un 14por ciento menor que el humano. Más del 90 por ciento del genoma hu-mano y del genoma del ratón se subdivide en regiones sinténicas (genescon características distintas en el mismo cromosoma), lo que nos indicaque ambas especies presentan secuencias génicas que se han mante-nido en el curso de la evolución. Por lo que concierne a los nucleótidos,cerca del 40 por ciento del genoma humano puede superponerse al delmúrido. Por fin, un 80 por ciento de los genes del ratón ofrecen su equi-valente correspondiente en el genoma humano.

GENETICA

De hombres y ratones

Los insectos:un éxito de la evolución

Los insectos han conocido tres grandes explosiones evolutivas

que condujeron, consecutivamente, al desarrollo de las alas,

la metamorfosis y la vida en sociedad.

Representan el 85 por ciento de la diversidad animal

André Nel

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Amediados del Cretácico, hace 96 mi-llones de años, un miembro de lafamilia Aeschnidiidae patrulla porla superficie de un río. Este parientepróximo de las libélulas actuales es

uno de los últimos representantes de su grupo,típico del Jurásico. Sus antepasados aparecie-ron en los bosques de coníferas del Jurásicosuperior, y se adornaron con alas rayadas, loque les permitió pasar inadvertidos en el cla-roscuro del sotobosque. Sin embargo, esa ven-taja acabó por perder importancia. Gracias asus flores chillonas y olorosas, y a sus semi-llas rodeadas de un fruto, unos vegetales nue-

vos invadieron la Tierra. Con ellos, aparecie-ron millones de nuevas especies de insectos,volando de flor en flor, organizándose en so-ciedades, escalando por las largas hojas delos nuevos árboles, identificándose con ellas...Nuestro Aeschnidiidae hace una pausa en lahoja de una encina, pero no repara en el cuerpoen forma de ramilla de uno de los nuevos in-sectos. Voraz, la mantis religiosa proyecta suspoderosas patas anteriores sobre el Aeschni-diidae antes de empezar a degustarlo...

Los insectos fósiles están poco es-tudiados. En todo el mundo,un centenar escaso de in-

10 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, febrero, 2003

vestigadores se consagra a la paleo-entomología. Por cada entomólogoque ha de habérselas con millonesde especies de insectos actuales yfósiles, hay unos 20 paleontólogosde vertebrados que estudian unospocos miles de especies de dino-saurios o de mamíferos.

Demostrando un éxito evolutivosin parangón, la diversidad de losinsectos deriva de una historia evo-lutiva larga y compleja. Los paleo-entomólogos han establecido ya unprimer guión. Han descubierto quela evolución de los insectos estámarcada por tres hitos, tres “ex-plosiones evolutivas” en el cursode las cuales ciertos grupos de es-pecies se diversificaron de formaextraordinariamente rápida. En cadaocasión, la pronta diversificación deun grupo de especies se desenca-denó a partir de una “invención”evolutiva, de una modificación delambiente o de ambas.

Esos períodos clave de la histo-ria evolutiva de los insectos son elCarbonífero inferior, con la “in-vención” del ala y del vuelo, elPermo-Triásico, con la del estadioninfal, y el Cretácico, con la “puesta

a punto” de la polinización por losinsectos y el advenimiento de losinsectos sociales. A partir de cadauna de esas explosiones evolutivas,las especies que se diversifican des-cienden de las que resultaron favo-recidas por la explosión preceden-te. Sin embargo, ciertas especies“arcaicas” llegan también a adap-tarse; por eso, entre los insectos secuentan algunas de las especies másantiguas de la Tierra.

¿Cómo podría ignorarse a los in-sectos en la gran empresa investi-gadora que paleontólogos, paleo-climatólogos y geólogos llevan acabo para reconstruir el pasado? Ina-gotable fuente de información, estaclase representa, por sí sola, el 55por ciento de la biodiversidad ac-tual conocida, y el 85 por ciento dela diversidad animal. Los insectosactuales comprenderían entre 3 y30 millones de especies vivas, de lascuales se han descrito sólo 900.000.

Esos animales minúsculos de seispatas se han adaptado a todos losmedios, terrestres o acuáticos, y atodos los climas, polares, templa-dos, tropicales o desérticos. Tal om-nipresencia los convierte en ópti-

mos indicadores del pasado, puescada especie está asociada a un climay a un medio específico, donde ha-lla los recursos necesarios para sumetabolismo. Tal mosca que vivióhace 50 millones de años y, sinembargo, presenta una morfologíamuy similar a la de una especiemoderna, tenía probablemente unabiología similar a la de su descen-diente actual y debió vivir en unclima parecido.

La investigación paleontológica

Los insectos ofrecen también elinterés de su antigüedad. Des-

cienden de los primeros animalesque conquistaron los ambientesterrestres; son así los únicos “tes-tigos” vivos de un lejano pasado.Aparte de ciertos insectos, ¿qué or-ganismo terrestre actual se parecea su antepasado de hace 200 mi-llones de años? Tamaña estabilidadtaxonómica constituye una bendi-ción para los paleontólogos, ya quecolma las lagunas documentales de-bidas a la ausencia de fósiles deciertas épocas. Así, los insectos re-velan semejanzas climáticas entreépocas distantes y proporcionan in-formaciones preciosas para la re-construcción de la evolución geo-gráfica de las especies. Pese a esasventajas, los paleontólogos investi-gan poco los fósiles de insectos.¿Por qué?

Sin duda, porque los creían ausen-tes del registro fósil. La verdad esque aparecen en numerosos sedi-mentos. En Francia, pueden contarsemás de un centenar de yacimientosde fósiles de insectos. En Siberiahay muchos más, poco o mal ex-plorados todavía. Los yacimientosde ámbar son numerosos (Líbano,Siberia, Estados Unidos, España,Francia). Además, los insectos hanfosilizado a menudo en antiguoslagos de cráteres, como el paleolagomiocénico de Murat, en la regiónde Cantal. Se les halla también ensedimentos fluviales, como los del

1. EL PECECILLO DE PLATA, muy frecuente hoy en día, es una forma estable.Se han encontrado fósiles de una especie similar de más de 400 millones deaños de antigüedad. Este ejemplar que nos ha llegado aprisionado en ámbar delBáltico tiene 40 millones de años.

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CAMBRICO ORDOVICICO SILURICO

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