miércoles, 25 de enero de 2006

Geometría innata

La ciencia por gusto - Martín Bonfil Olivera
Geometría innata

25-enero-06

¿Cómo aprendemos geometría? ¿En los libros? ¿O nacemos sabiéndola?

Antes de responder piénselo dos veces. La geometría es importante; puede ser cuestión de supervivencia. ¿Sería posible que cualquier animal pudiera moverse por el mundo sin conocer algunos de sus principios básicos? ¿Podría un cazador primitivo lanzar una flecha y acertar a su blanco sin cierta comprensión intuitiva de conceptos como líneas, ángulos, trayectorias..?

Sócrates, 400 años antes de nuestra era, pensaba que cualquier persona poseía ya el conocimiento de ésta y otras ciencias, y que lo único que se necesitaba era hacer las preguntas correctas para que tal conocimiento innato se manifestara. Platón, años más tarde, estaba convencido de que las formas geométricas existían en un mundo ideal; los humanos, a través de sus manifestaciones materiales imperfectas, podíamos tener acceso a ellas. Y alrededor del 300 antes de Cristo Euclides derivó todo el conocimiento geométrico partiendo de cinco proposiciones autoevidentes (sus famosos cinco postulados), que nadie en su sano juicio podría negar (bueno, al menos cuatro de ellos… el quinto no es tan evidente). ¿Será cierto que ya traemos cierto conocimiento geométrico de fábrica, o será más bien tenemos que aprenderlo?

La semana pasada la revista Science publicó los resultados de una interesante investigación que busca aclarar precisamente esta cuestión. El estudio, encabezado por Stanislas Dehaene, del Colegio de Francia, consistió en estudiar a niños y adultos de una tribu del Amazonas –los mundurukú– para comparar sus intuiciones geométricas con las de niños y adultos estadunidenses.

Los mundurukú viven aislados y su lenguaje no incluye palabras para expresar conceptos geométricos; cabría esperar que tuvieran dificultades para adquirir culturalmente dichos conceptos. Como no tienen acceso a medios de comunicación, enseñanza escolar, ni a instrumentos como reglas o compases, son buenos sujetos para investigar la posible presencia de conceptos geométricos innatos.

Los experimentos consistían en mostrar a los sujetos varios conjuntos de seis imágenes, de las cuales cinco compartían alguna característica geométrica (líneas paralelas o convergentes, líneas rectas o curvas, abiertas o cerradas, diversos ángulos o formas geométricas) y una era distinta. Se les pedía que señalaran la que era diferente, rara o fea. Los resultados fueron muy claros: tanto niños y adultos mundurukú como niños estadunidenses obtenían alrededor de dos terceras partes de aciertos (los adultos estadunidenses obtenían más aciertos, como era de esperarse, pues han tenido una educación escolar).

En otro experimento, más elaborado, se escondía un objeto en una de tres cajas, las cuales eran colocadas con cierta relación geométrica en un área marcada. A los sujetos se les proporcionaba un mapa que mostraba la caja que contenía el objeto; si lograban interpretar el mapa –lo cual requería el uso de conceptos geométricos–, aumentaban sus posibilidades de hallar el objeto. Nuevamente, los mundurukú obtuvieron la misma puntuación que los niños estadunidenses en las pruebas.

¿Conclusiones? Según Dehaene y sus colaboradores, “nuestros resultados proporcionan evidencia de la existencia de intuiciones geométricas en ausencia de educación escolar, experiencia con símbolos gráficos o mapas, o un lenguaje rico en términos geométricos”, y esto indica, añaden, que “los conceptos geométricos básicos… son un constituyente universal de la mente humana”.

Desde un punto de vista evolutivo, tal conclusión tiene mucho sentido. Es natural que las intuiciones geométricas básicas hayan ido desarrollándose a lo largo de la evolución, y que hayan proporcionado una ventaja evolutiva a las especies que las tienen.

Si los hallazgos se confirman (hay quien piensa que el estudio midió simplemente la capacidad general de razonamiento), ¿cuál es el siguiente paso? Investigar si estos conceptos innatos están también presentes en los bebés, o bien averiguar a qué edad se desarrollan. Será también muy interesante –y todo un reto– ver si están presentes, por ejemplo, en nuestros primos más cercanos, los chimpancés.

Quizá, gracias a estudios como éstos, la eterna disyuntiva entre natura y cultura deje de ser un campo de especulaciones para convertirse en un área sobre la que tengamos conocimiento confiable y comprobable.

Aunque claro, no faltará quien piense que aspirar a esto es como buscarle la cuadratura al círculo.

miércoles, 18 de enero de 2006

Cómo tratar a los charlatanes

La ciencia por gusto
Martín Bonfil Olivera

Cómo tratar a los charlatanes
18-enero-06

Charlantes hay en todos lados: desde el que nos pregunta dónde quedó la bolita hasta el que nos quiere vender champú con ADN de canguro para que nuestro cabello brille más.

El problema es que algunos se hacen pasar por científicos, y entonces no es tan fácil ignorarlos o darles la vuelta. Se impone algún tipo de respuesta, sin darles a la vez la oportunidad de aprovechar su popularidad para ponerlo a uno en ridículo como un "científico intolerante y dogmático". Cosa que sucede con bastante frecuencia cuando charlatanes y científicos se enfrentan en debates televisivos: los científicos acaban siendo los aguafiestas que no quieren aceptar que existen "otras visiones" de la realidad (y es que tales visiones sí que existen, sólo que no son científicas).

MILENIO Diario reportó ayer un magnífico ejemplo (aunque quizá involuntario) de cómo se puede tratar a los charlatanes más burdos: pitorreándose de ellos. Se trata de unos muchachos yucatecos que planearon un pequeño engaño para burlarse y quizá aprovecharse de Jaime Maussan, el conocido "experto" en el llamado fenómeno OVNI (es decir, la creencia de que cuando vemos una luz o un puntito en el cielo y no sabemos qué es, ello constituye prueba "científica" de que nos visitan civilizaciones extraterrestres).

Maussan es bien conocido por presentar videos o fotos de objetos borrosos, mal iluminados y provenientes de fuentes poco confiables, y a continuación afirmar que son pruebas contundentes de la presencia de extraterrestres en nuestro planeta. También acostumbra tachar a todo aquel que cuestione sus "pruebas" de dogmático y cerrado. Lo que lograron los jovencitos yucatecos, que según MILENIO sólo pretendían "sacarle una lana" a Maussán, fue demostrar lo poco confiable de sus criterios.

Para ello utilizaron un teléfono celular con cámara y una máscara de hule comprada en un carnaval en Mérida. La filmación muestra a un supuesto extraterrestre que se oculta ("desaparece", según Maussán) detrás de un poste. ¿Precario? Quizá, pero el pez mordió el anzuelo: "La evidencia extraterrestre" fue transmitida por Televisa durante la pasada edición del programa Otro rollo, que conduce Adal Ramones", reporta MILENIO.

La estrategia de caballo de Troya de estos jóvenes ha sido usada en muchas ocasiones para demostrar la poca credibilidad de algún charlatán. Pero no siempre se puede tratar así al enemigo: hay ocasiones en que uno no puede simplemente pitorrearse, y se hace necesario buscar tácticas más elegantes. Es lo que hizo la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (AAAS, por sus siglas en inglés) para dar cachetada con guante blanco a los extremistas religiosos que insisten en introducir visiones creacionistas en las clases de biología en los Estados Unidos (disfrazadas, claro, con el ropaje seudocientífico de la teoría del "diseño inteligente").

En su edición del pasado 23 de diciembre Science, la revista de la asociación, publicó su nombramiento del "avance científico del año", distinción que otorgó nada menos que a la evolución.

Aunque no precisamente a la teoría formulada por Charles Darwin, la cual después de todo está por cumplir 150 años (se publicó en 1959). Más bien, Science eligió reconocer a una serie de investigaciones de lo más variado que muestran que los científicos están pudiendo estudiar a la evolución en vivo y en "tiempo real", gracias a las nuevas herramientas moleculares con que cuentan.

Y es que el auge de la genómica ha permitido realizar estudios que en tiempos anteriores eran sólo teoría, como la famosa comparación entre el genoma del chimpancé "nuestro pariente evolutivo más cercano" y el humano; pronto podremos estudiar, por ejemplo, qué genes hacen que un cerebro humano sea diferente del de un simio, o qué genes nos hacen susceptibles a enfermedades como la hepatitis o el Sida, al que nuestros primos son inmunes. También se está estudiando a nivel genético, en peces, insectos y aves, cómo se producen nuevas especies: una población va divergiendo poco a poco hasta formar especies separadas.

En otras palabras, la AAAS, al premiar a la evolución, muestra que algo que los científicos estudian a diario no puede ser "sólo una teoría". Una manera elegante de cerrar la boca a los charlatanes creacionistas. Aunque a veces se antojaría más tratarlos como a Maussan: mostrando lo ridículos que pueden ser.

miércoles, 11 de enero de 2006

Bacterias y sorpresas en los tiempos del cólera


La ciencia por gusto - Martín Bonfil Olivera

Bacterias y sorpresas en los tiempos del cólera
Miércoles 11-enero.

Una de las características más interesantes —aunque también más desesperantes— de la ciencia es que el conocimiento que nos proporciona se halla en constante cambio. Esto quiere decir que lo que uno sabe puede dejar de ser válido de un momento a otro… pero también que en cualquier momento puede uno encontrar sorpresas.

Recientemente un artículo publicado en la revista Nature (16 de diciembre) proporciona justo un ejemplo de este tipo de novedades: se trata de la conexión que existe entre la ecología, la genética y la fisiología de la bacteria causante del cólera (Vibrio cholerae) y la presencia de un compuesto llamado quitina en el agua de mar.

La quitina es el polímero más abundante en la naturaleza, después de la celulosa (en el mar, es el número uno). Usted la conoce bien, porque es uno de los componentes principales de los caparazones de insectos y crustáceos. Cuando uno pela un camarón (o una langosta, si hay más suerte), o bien cuando aplasta a una cucaracha, lo que truena es precisamente esa “cáscara” rígida, que los expertos denominan exoesqueleto (pues estos animales no tienen huesos, y es el caparazón de quitina lo que les da rigidez a sus cuerpos).

Los polímeros son moléculas gigantescas, formadas por la unión de miles de moléculas más pequeñas conocidas como monómeros. Todos los plásticos son polímeros, aunque artificiales. La celulosa, que forma la pared rígida que rodea a las células vegetales —la madera está hecha principalmente de celulosa, al igual que el papel, el algodón y muchos otros productos vegetales— es, como decíamos, el que más abunda en la naturaleza. Se dice que es un polisacárido, pues está formada por millones de unidades del azúcar glucosa (es curioso pensarlo: tanto la madera como la ropa de algodón están hechas, en gran medida, ¡de azúcar! Si no podemos sentir su sabor es porque las moléculas individuales están presas en las largas cadenas ramificadas de celulosa). La quitina está también formada por un azúcar, aunque un poco más complicada (llamada, por si sentía usted curiosidad, N-acetilglucosamina).

Pues bien: se ha descubierto que la bacteria del cólera, que normalmente vive en el mar —de donde sale de vez en cuando a causar epidemias en tierra firme— no simplemente se la pasa nadando por ahí, sino que suele proliferar en donde hay quitina (es decir, en donde haya plancton, crustáceos, algas u hongos, todos los cuales contienen este polisacárido).

De hecho, a diferencia de lo que se pensaba hasta hace unos años, hoy se sabe que muchas bacterias, más que la vida libre, prefieren vivir en comunidades compactas llamadas biofilmes o biopelículas, en las que las bacterias se establecen, normalmente junto con otras especies de microorganismos, sobre alguna superficie (una roca, el caparazón de un crustáceo, nuestros dientes —la placa dental es un biofilme). La película se mantiene unida gracias a sustancias adhesivas que segregan las mismas bacterias.La formación de biofilmes favorece el desarrollo de las bacterias. Pero lo novedoso es que se ha descubierto que cuando V. cholerae los forma en presencia de quitina, por ejemplo al crecer sobre las conchas de pequeños crustáceos, se activa otra interesante capacidad oculta de esta bacteria: la de intercambiar información genética con sus congéneres y la de tomar el material genético (ADN) que otras bacterias hayan liberado al medio —por ejemplo al morir— e incorporarlo a su propio genoma.

¿Cuál es la utilidad de este intercambio genético favorecido por la quitina? La misma que tiene el sexo en los organismos que lo presentan: aumentar las posibilidades de supervivencia de la bacteria al poner a su disposición nuevos genes que le pueden resultar útiles en condiciones adversas. Muchos de los genes que le proporcionan a V. cholerae la capacidad de ser resistente a antibióticos se adquieren de esta forma.

De modo que bioquímica, genética, ecología y salud se ven unidas por un polisacárido, la quitina: los biofilmes formados sobre esta sustancia aumentan las capacidades de supervivencia de V. cholerae. Uno nunca puede saber dónde surgirán nuevas conexiones inesperadas en el mundo natural, ni cuándo el avance de la ciencia nos las revelará. En ciencia, las sorpresas nunca se acaban.

miércoles, 4 de enero de 2006

Curiosidades de Año Nuevo

Milenio Diario-Enero 4, 2006
La ciencia por gusto - Martín Bonfil Olivera
Curiosidades de Año Nuevo

El Año Nuevo es buena ocasión para formular propósitos, hacer listas de logros, enviar deseos a los amigos... y también para ver muchas tonterías en la televisión.
Este año, por ejemplo, amén de soportar las predicciones astrológicas –siempre vagas y frívolas, y nunca acompañadas de una sana evaluación de cuántas de las del año pasado efectivamente se cumplieron–, pude enterarme de que por sólo unos cientos de pesos puedo comprar el “cirio de la abundancia”, debidamente ritualizado, activado y listo para usarse (“¡enciéndalo con cerillos de madera, nunca con encendedor!”). También de que para tener un buen año hay que tomar una llave y engarzarla en un listón rojo al que se le deben hacer varios nudos. Y aprendí que la baba de caracol (!) es lo mejor que existe para prevenir las arrugas y eliminar el acné, gracias a su alto contenido de alantoína (el último compuesto de moda, luego de la melatonina, la creatinina y tantos otros…)
Si piensa usted que a continuación voy a decir que en el riguroso mundo de la ciencia no se encuentran este tipo de cosas ridículas, tengo sorpresas. Más allá del fraude clonatorio comentado aquí el año pasado –hace una semana–, los mejores ejemplos los halla uno en la entrega de los premios Ig Nobel, una especie de Nobel alternativos y humorísticos, pero verídicos, que se entregan cada octubre para reconocer investigaciones que no pueden –o no merecen– ser reproducidas.
No había podido comentar aquí los del año pasado: el de física lo ganaron, por ejemplo, dos científicos de la Universidad de Queensland, Australia, por haber monitoreado desde 1927 gotas de brea que caen por un embudo al ritmo de una cada 9 años, con el fin de demostrar sin lugar a dudas que se trata de un líquido, y no de un sólido, como aparenta. El premio de química lo recibieron investigadores de la Universidad de Minesota por demostrar que se puede nadar igual de rápido en jarabe de goma guar (un espesante para alimentos) que en agua. El Ig Nobel de dinámica de fluidos se otorgó a un equipo trinacional que calculó la presión que acumula el intestino de los pingüinos para expulsar su excremento a 40 centímetros de sus nidos (respuesta: unas 8 veces la presión de los intestinos humanos). El de biología lo ganó otro equipo internacional por identificar los olores particulares que exudan 131 especies de ranas cuando se estresan. Y el de la paz (mi favorito) se otorgó a unos ingleses que identificaron en ciertas langostas una neurona que se activa cuando se le muestran escenas en que aparece Darth Vader.
Pero no sólo en los Ig Nobel halla uno ejemplos de ciencia aparentemente absurda (aunque, insisto, legítima). Recientemente investigadores de la Escuela de Textiles y Diseño de la Universidad Heriot-Watt, en Escocia, anunciaron un estudio para averiguar cómo influye la ropa en la percepción que la gente tiene de… ¡los traseros de las mujeres!
La cosmología es quizá la rama de la ciencia que más pone a prueba nuestra credulidad. El concepto mismo del Big Bang -la gran explosión que dio origen al universo- presupone la pregunta obvia: ¿qué hubo antes? La respuesta estándar (que no tiene sentido preguntarlo, ya que con el Big Bang se creó el tiempo mismo, junto con el espacio) es tan insatisfactoria como la explicación del misterio de la Santísima Trinidad.
Más recientemente, dos investigadores de Washington y Harvard publicaron una hipótesis sobre por qué nuestro universo, que según la teoría de las supercuerdas debería presentar nueve dimensiones, tiene sólo tres. La respuesta: sólo un universo de tres dimensiones puede existir sin irse destruyendo conforme se expande (también podría existir uno de siete, pero en él no sería posible la existencia de planetas con órbitas estables alrededor de las estrellas, y por tanto de la vida). O sea, quizá el universo, formado por vibraciones de supercuerdas y originado de la nada en una explosión misteriosa, está perfectamente calibrado para que podamos existir. ¿Increíble? No más que las predicciones astrológicas. Pero hay una diferencia: las teorías cosmológicas no son embustes para obtener dinero fácil; están apoyadas en evidencia empírica y teórica que nos hacen confiar en que tienen algo que ver con la realidad. ¡Lástima que no ofrezcan prosperidad instantánea!