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Aspectos más o menos contradictorios del experimento en física
 
Jaime Óscar Falcón Vega
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El experimento en física probablemente tiene sentidos tan diversos como los experimentos mismos en la historia de esta disciplina. En ella, con los nuevos puntos de vista más o menos imprevisibles que adopta en su desarrollo, un determinado experimento adquiere distintos significados.
 
 
Más aún, un experimento realizado en cierta época, es decir, cuando se hace por primera vez algo que es considerado un experimento, tiene aspectos más o menos contradictorios que le dan sentidos relativamente diferentes. Pienso que esta pluralidad es una buena razón para que quienes hacen  epistemología le presten la atención que se merece al experimento en física. Pero aquí no trataré de epistemología; me mantendré tan cerca como sea posible de la física, así que este artículo será más o menos contradictorio, como es la física. El texto podría continuarse al infinito, ya que mi selección de experimentos no responde a ningún criterio sistemático, sólo tienen que ser comprensibles para un público amplio y tienen que dar una idea de algunos de los variados significados de la palabra “experimento” en “física”.
 
 
Esperienza matemática
 
 
1638. Galileo Galilei. Discorsi e Dimostrazioni Mathematiche, intorno à due nuove Scienze: “Imaginemos que esta página sea una pared erigida en forma perpendicular al horizonte (una parete eretta all’horizonte), con un clavo incrustado del que pende (pendere) una bola de plomo de una o dos onzas, la cual está suspendida (sospesa) del finísimo hilo AB de dos a tres codos de largo, perpendicular al horizonte (perpendicolare all’horizonte) y separada, aproximadamente dos dedos, de la pared; trácese en la pared una línea horizontal DC que corte en escuadra (segante à squadra) la perpendicular AB (il perpendicolo AB). Llevamos el hilo AB con la bola hasta AC y lo dejamos caer libremente. Primero lo veremos descender des- cribiendo el arco CB y sobrepasar de tal manera el punto B que, tras recorrer el arco BD, llegará casi hasta la paralela CD, sin llegar a tocarla por un pequeñísimo intervalo (per piccolissimo intervalo)”.
 
 
Interrumpo por un momento el experimento de Galileo para hacer valer una observación de Koyré: ¿Cómo es que vemos un péndulo en lo que siempre se había visto una plomada? La misma palabra “péndulo” significaba plomada. Galileo usa en italiano la palabra latina pendere: la bola pende del clavo, está supendida del hilo, que traza la perpendicular AB. Lo dejamos caer libremente: la bola describe el movimiento natural de los graves, traza la perpendicular hacia el centro del mundo; la perpendicular AB traza el movimiento de la bola, su movimiento natural suspendido. El péndulo es un objeto de la cosmología aristotélica, pero también de la práctica humana. Una parete eretta all’horizonte —el péndulo es el instrumento de los arquitectos para medir la perpendicular y de los marinos para medir la inclinación del barco. Según el lenguaje, la cosmología natural de Aristóteles y la práctica humana de la época de Gali- leo, el péndulo es una plomada. Ahora voy a falsificar el experimento de Galileo para demostrar que el péndulo es una plomada.
 
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Falsificación: “por un pequeñísimo intervalo. Entonces veremos la bola de plomo descender describiendo el arco DB y sobrepasar de tal manera el punto B que, tras recorrer el arco BC, llegará casi hasta la paralela CD, sin llegar a tocarla por dos pequeñísimos intervalos. Entonces la veremos descender describiendo el arco CB y sobrepasar de tal manera el punto B que, tras recorrer el arco BD, llegará casi hasta la paralela CD, sin llegar a tocarla por tres pequeñísimos intervalos. Y ahora, Signori, dejando que este movimiento descendente continúe hasta el final, verán con gusto que la bola finalmente se detiene en la perpendicular AB y así permanece para siempre describiendo la perpendicular, a menos que el péndulo sea de nuevo forzado a otra posición AC”.
 
 
La falsificación puede considerarse como un experimento aristotélico en un sentido eminente: describe un hecho de la observación. Incluso es una falsificación del péndulo de Galileo en la lógica de Popper: en contraposición con el experimento de Galileo, el péndulo no oscila eternamente. El experimento también pone en dificultades a la teoría aristotélica en otra dimensión: “Llevamos el hilo AB con la bola hasta AC y lo dejamos caer libremente. Primero lo veremos descender describiendo el arco CB y sobrepasar de tal manera el punto B que...”. Si el péndulo ya alcanzó su posición natural AB, ¿por qué se pasa la bola de B? Una justifi- cación sería que el péndulo, al ser forzado a AC, no alcanza sin dificultad su posición inicial AB; aunque finalmente llega a su posición natural AB, no lo hace inmediatamente. El movimiento es un acto del ser en tanto que es en potencia. Si esta justificación nos parece un pretexto, ¿por qué no también la de Galileo del piccolissimo intervalo? “No llega a tocarla [la parale- la CD] precisamente por el impedimento del aire y del hilo”. La respuesta está prejuzgada en el experimento de Galileo.
 
 
“De lo que podemos concluir verazmente que el ímpetu adquirido por la bola en el punto B al descender por el arco CB fue tanto que bastó para volver a empujarla por un arco similar BD a la misma altura; hecha esta experiencia (esperienza), y muchas veces reiterada, quisiera que ahora fijemos un clavo en la pared, como podría ser E o F, que sobresalga cinco o seis dedos rozando la perpendicular AB. Entonces el hilo AC, al volver con la bola por el arco CB, se topará en B con el clavo E, obligándole a recorrer la circunferencia BG descrita en torno al punto E. Con ello veremos lo que podrá hacer el mismo ímpetu que desde el punto B hizo subir el móvil por el arco BD hasta la altura de la horizontal CD. Ahora, Signori, verán con gusto que la bola se dirige hacia la horizontal en el punto G, y lo mismo sucedería si el obstáculo se colocara más abajo, como en F, con lo que la bola describiría el arco BI, terminando siempre su balanceo precisamente en la línea CD. Y si el choque con el clavo se hallase tan bajo que la parte del hilo que queda no fuese lo suficientemente larga para alcanzar la altura de CD (lo cual ocurriría si el clavo se encontrara más cerca del punto B que de la intersección de AB con CD), entonces el hilo saltaría sobre el clavo enrollándose en éste”.
 
Tal es el experimento de Galileo, cuyo objeto es el péndulo matemático. Consideremos primero la figura ABCD. Evidentemente es simétrica respecto a la perpendicular AB. Por simetría bilateral, las caídas por CB y por DB son equivalentes. Por lo tanto, sea soltado desde AC o AD, el péndulo llegará a B con el mismo ímpetu, lo cual muestra una simetría oculta. El móvil recorre el arco DB acelerándose hasta llegar a B por su gravedad y recorre el arco BD desacelerándose hasta llegar a D por su gravedad. El movimiento de bajada por DB y el de subida por BD son simétricos por inversión del tiempo. Ambas simetrías, la evidente y la oculta, hacen que el péndulo oscile eternamente por los arcos CB y DB,de uno a otro lado. Realizamos esta esperienza y la repetimos muchas veces. Es un hecho de la observación, acerca del cual vale la analogía platónica de la caverna. El péndulo matemático (lo real) oscila eternamente por sus dos simetrías. La pared, el clavo, el hilo y la bola (la sombra) son un “péndulo” que oscila como en el experimento falsificado.
 
 
Pero la clave del experimento galileano es el segundo clavo. El clavo en E rompe la simetría bilateral. El arco CB y el arco BG no son simétricos, tampoco lo son los movimientos por CB y GB. Verán “con gusto” que el péndulo oscila eternamente por los arcos CB y GB,de uno a otro lado al infinito. La sombra lo hace unas cuantas veces, mientras que el péndulo matemático oscilará para siempre por los arcos CB y GB. Galileo explica por qué esto es así: “Este experimento no deja lugar a dudas acerca de la verdad de nuestro supuesto; ya que siendo los arcos CB y DB iguales y colocándolos de la misma forma, el ímpetu adquirido en la caída por el arco CB es el mismo al alcanzado en la caída por el arco DB; pero el ímpetu en B, producto de la caída por el arco CB, puede elevar al mismo móvil (movile) por el arco BD; por lo tanto, el ímpetu obtenido en la caída BD es igual al que eleva al móvil por el mismo arco, desde B hasta D. De este modo, en general, todo ímpetu logrado en la caída por un arco es igual al que puede elevar al móvil por el mismo arco. Pero todos los ímpetus que causan una elevación por los arcos BD, BG y BI son iguales, ya que son producidos por el mismo ímpetu, obtenido en la caída por el arco CB, como lo muestra el experimento. Así, todos los ímpetus adquiridos en las caídas por los arcos DB, GB e IB son iguales”.
 
 
La última afirmación representa el sentido del experimento. Galileo sólo hace un postulado en la tercera jornada de los Discorsi: “Los grados de velocidad alcanzados por el mismo móvil en planos diversamente inclinados, son iguales cuando las alturas de los planos también son iguales”.
 
 
En el diálogo, Salviati, que representa a Galileo, dice que con una esperienza quiere acrecentar tanto la probabilidad del postulado que poco le falte para igualarse a una ben necessaria dimostrazioni.
 
 
Sin embargo, después del experimento dice: “Tomemos, por el momento, esto como un postulado, la verdad absoluta del cual se establecerá cuando observemos que la inferencia que de él se desprende corresponde y está perfectamente cotejada con la experiencia”. La primera confrontación con la experiencia en los Discorsi es el experimento del plano inclinado, inferido matemáticamente del postulado. El punto es que un solo experimento no demuestra nada.
 
Pero del experimento de Galileo es posible inferir un experimento pensado. “Con el clavo en E, llevamos el hilo AB con la bola hasta AC y lo dejamos caer libremente, primero lo veremos descender describiendo el arco CB y sobrepasar de tal manera el punto B que, tras recorrer el arco BG, llegará más allá de la paralela CD, hasta el punto G’ encima de CD y adelante de G”. Si el móvil sube de CD a G’ por su gravedad, entonces el péndulo ABCEG’ es el dispositivo de un perpetuum mobile. Con una máquina así, valiéndose sólo de la gravedad, puede sacarse agua de las minas, subirse piedras a lo alto de las torres, etcétera. “Pero suponga ahora que la bola sobrepasa el punto B y recorre el arco BG, casi hasta la paralela CD, sin llegar a tocarla por un pequeñísimo intervalo, pero alcanza el punto G” bajo G en el arco BG, por debajo de CD”. El piccolissimo intervalo G”G hace del péndulo ABCEG” nuevamente el dispositivo de un perpetuum mobile; pues “todo ímpetu adquirido en la caída por un arco es igual al que puede elevar al móvil por el mismo arco”; pero si el ímpetu obtenido en la caída por el arco CB es capaz de elevar al móvil por el arco BG sólo hasta el punto G” debajo de G, el ímpetu alcanzado en la caída por el arco G”B elevará al cuerpo por el arco BC hasta el punto C en la paralela CD por encima del punto G”. Pero un perpetuum mobile es imposible; por lo tanto el péndulo oscila eternamente por los arcos CB y GB, de uno a otro lado al infinito.
 
Este principio lo formuló Huygens en el Horologium Oscillatorium. Es imposible construir un mecanismo tal que su movimiento, sin aplicar fuerza, haga subir el centro de gravedad de los cuerpos que lo componen. Pero con este principio, el experimento del péndulo ya no es el mismo que antes, pues sólo confirma lo que ya sabíamos. Lo maravilloso del experimento de Galileo es que el péndulo nos dice lo que no sabíamos (personas con inclinaciones kantianas pueden decir que el péndulo galileano enuncia juicios sintéticos a priori). Galileo hace del péndulo un interlocutor más en el diálogo, cuyo discurso es matemático. Este es un rasgo del experimento en esa nuova sciencia a la cual llamamos “física”.
 
 
Matematización de los fenómenos
 
 
1785. Institut de France. Mémoires de l’Académie des Sciences. Memoria de Coulomb sobre la “ley fundamental de la electricidad”, “Determinación experimental de la ley según la cual cuerpos cargados con el mismo tipo de electricidad se repelen unos a otros”.
 
 
“En una memoria presentada a la Academia en 1784, determiné con un experimento las leyes que gobiernan la torsión en un hilo metálico. Encontré que esta fuerza es proporcional al ángulo de torsión, a la cuarta potencia del diámetro, e inversamente proporcional a la longitud del hilo. La constante de proporcionalidad depende del metal usado, y puede ser determinada experimentalmente.”
 
 
“En la misma memoria mostré que usando esta fuerza de torsión es posible medir con precisión fuerzas muy pequeñas; como una diez-milésima de grano. En la misma memoria presenté la primera aplicación de esta teoría, un intento de evaluar la fuerza constante atribuida a la adhesión en la fórmula que expresa la fricción en la superficie de un cuerpo sólido que se mueve por un fluido [...] Hoy someto a la Academia una balanza eléctrica construida de acuerdo con los mismos principios; mide exactamente el estado y la fuerza eléctrica de un cuerpo, por pequeña que sea su carga.”
 
 
Uno de los aspectos más notables de esta memoria es el modo de presentar los resultados. La memoria está dividida en dos partes: a) Construcción de la balanza. Coulomb comienza una detallada descripción de la construcción de la balanza de torsión. En dos páginas, acompañadas de una lámina con cinco figuras, menciona todas las partes de la balanza, incluyendo sus medidas y los materiales de que consiste. Con ello, es posible reconstruir la balanza de Coulomb. b) Ley fundamental de la electricidad. “La fuerza repulsiva entre dos esferas pequeñas cargadas con el mismo tipo de electricidad es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre los centros de las dos esferas”.
 
 
Coulomb enuncia la “ley fundamental de la electricidad” y procede enseguida a describir el experimento, también en dos partes. En la primera utiliza poco menos de una página para exponer el procedimiento del experimento con la balanza de torsión, con lo que es posible repetir el experimento. La segunda, es la explicación y los resultados del experimento. Aproximadamente en el mismo espacio, explica cómo calcular la fuerza con que las esferas “cargadas con el mismo tipo de electricidad” se repelen. La esfera a está en un extremo del brazo de la balanza, el cual es una aguja suspendida de un hilo de metal con un contrapeso que la hace girar sobre un plano horizontal. Al girar, la aguja de la esfera a se mueve en un círculo en este plano. La posición de la esfera a se lee en una escala circular fijada horizontalmente, mientras que la esfera b está fija a la altura del plano horizontal de la balanza, sostenida por una barra. Para cambiar la posición de la esfera a se tuerce el hilo de metal de la balanza girando su punto de suspensión. Este giro, que representa el ángulo de torsión, se mide con un micrómetro en el plano de suspensión del hilo de metal. La operación de la balanza produce una tabla con dos entradas, la posición de la esfera a leída en la escala circular horizontal y el ángulo de torsión del hilo de metal leído con el micrómetro. La fuerza con que las esferas “cargadas con el mismo tipo de electricidad” se repelen se calcula usando las fórmulas de las “leyes de torsión en hilos de metal”. El resultado es la “ley fundamental de la electricidad”.
 
Esta memoria puede ser considerada como un tratado de epistemología de la matematización de los fenómenos. Es notable que, aparte de la descripción del procedimiento para “cargar” las esferas a y b con electricidad, la única mención de la misma en toda la memoria es la “ley fundamental de la electricidad”, referida a su pura presencia en ambas esferas a distintas separaciones, es decir, el fenómeno es “la ley fundamental de la electricidad” misma. Pero ¿cómo se le puede atribuir a un fenómeno el carácter de ley? o, dicho de otro modo, ¿cómo puede la descripción de la construcción y operación de la balanza de torsión establecer una ley universal? La respuesta está en lo anterior.
 
 
El principio epistemológico de la matematización de los fenómenos es la identidad del fenómeno con su forma matemática. La forma matemática del fenómeno es la ley. Esto vale del mismo modo para la “ley fundamental de la electricidad” que para las “leyes de torsión en hilos de metal”.
 
 
La forma de la “ley fundamental de la electricidad” no es característica de la electricidad. El comentario de Coulomb a este respecto es notable: “Los cuerpos magnéticos se atraen o se repelen unos a otros a distancias finitas de la misma manera en que los cuerpos cargados. El fluido magnético parece tener, si no por su naturaleza por lo menos por sus propiedades, una analogía con el fluido eléctrico. Con base en esta analogía podemos admitir que los dos fluidos obedecen a las mismas leyes. En todos los demás fenómenos de atracción o repulsión que la naturaleza nos presenta, como en el caso de la elasticidad y la afinidad química, las fuerzas parecen ser ejercidas sólo a distancias muy pequeñas, y parece ser, por lo tanto, que no son otra cosa que las mismas leyes de la electricidad y el magnetismo. En efecto, calculando por medios teóricos la atracción o repulsión de los elementos de un cuerpo, sabe- mos que las moléculas se repelen o se atraen siempre por fuerzas que son inversamente proporcionales al cubo de las distancias (o a una potencia menor). Particularmente, los cuerpos pueden actuar uno sobre el otro a distancias finitas; si la acción de las moléculas dependiera de una proporcionalidad inversa como el cubo de la distancia (o una potencia mayor), en general sus cuerpos no podrían actuar uno sobre el otro sino sólo a distancias infinitamente pequeñas.” Las leyes de la electricidad y del magnetismo, demostradas por los experimentos de Coulomb, están calcadas de la ley de la gravitación universal de Newton. Parece ser, por lo tanto, que todos los fenómenos de atracción o repulsión que la naturaleza nos presenta ¡obedecen a la misma ley! Llamaré a ésta “la ley de Coulomb”.
 
 
Esta ley es de acción a distancia. La epistemología de la matematización de los fenómenos es asombrosamente simple. El dispositivo experimental de Coulomb está diseñado para demostrar precisamente una ley de acción a distancia. Para ver la novedad del modo de proceder de Coulomb cito a Newton: “Es inconcebible que la materia bruta inanimada debiera, sin la mediación de otra cosa que no es material, operar sobre y afectar a otra materia sin contacto mutuo, como tiene que ser si la gravitación, en el sentido de Epicuro, es esencial e inherente a ella. Y ésta es una razón por la cual deseo que Usted no me adjudique la gravedad innata. Que la gravedad sea innata, inherente y esencial a la materia, de modo que un cuerpo puede actuar sobre otro a distancia a través de un vacío, sin la mediación de ninguna otra cosa, por la cual su acción y fuerza pueda ser transmitida de uno a otro, es para mí un absurdo tan grande, que no creo que ningún hombre que tenga en materias filosóficas una facultad competente de pensar pueda jamás caer en éste. La gravedad tiene que ser causada por un agente que actúa constantemente de acuerdo con ciertas leyes; pero si este agente es material o es inmaterial, eso lo dejo a la consideración de mis lectores”. Para ver si el agente es “material o inmaterial”, consideremos el problema de valores en la frontera.
 
Problema. Determinar una función u = f(x, y, z) que sea solución de la ecuación de Laplace en una región R:
 
 
 
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con valores dados en la frontera ∂R. Estos valores son de dos tipos. En el primero están los de la función u = f (x, y, z) y en el segundo, los de la derivada normal de la función:
 
 
 
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El problema de valores en la frontera determina unívocamente a la función u=f(x,y,z)en la región R hasta una constante aditiva.
 
 
Esta es la forma matemática de la ley de Coulomb. La solución u del problema es el potencial, la fuerza es el gradiente del potencial con un signo menos:
 
 
 
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El experimento de Coulomb plantea un problema de valores en la frontera del segundo tipo. En él la electricidad con que las esferas a y b están “cargadas” es cosa dada. La región R es el espacio sin las esferas, la frontera ∂R es la superficie de las esferas. La derivada normal del potencial en ∂R se desprende de la densidad de carga σ en la superficie de las esferas:
 
 
 
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la ε (constante dieléctrica) es unívoca en un sistema de unidades dado. La pregunta que deja abierta Newton está cancelada en la forma matemática de la ley de Coulomb. No se trata de ningún “agente”, “material o inmaterial”, entre los cuerpos. En la ley de Coulomb está prejuzgado un campo de fuerzas definido unívocamente por el potencial en todo el es- pacio fuera de las esferas a y b, cada vez que la balanza de torsión se pone en operación.
 
El potencial es la forma matemática de la acción a distancia. Pongamos al potencial en los términos de la teoría de funciones de variable compleja. Sea la función analítica:
 
 
 
f(x, y) = u(x, y) + i v(x, y)
 
 
 
su parte real u y su parte imaginaria v cumplen las condiciones de Cauchy-Riemann:
 
 
 
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los subíndices indican derivadas parciales. Puesto que una función analítica puede ser diferenciada cuan- tas veces se quiera, sus partes real e imaginaria tienen derivadas continuas de cualquier orden. Diferenciando las condiciones de Cauchy- Riemann, y sumando y restando, se obtiene que u y v son funciones potenciales:
 
 
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Se dice que v es la conjugada de u y que –u es la conjugada de v porque cumplen las condiciones de Cauchy- Riemann. Inversamente, dada una función potencial u se puede construir una conjugada v unívocamente hasta una constante aditiva. La teoría de funciones de variables complejas y la teoría del potencial en dos dimensiones son, en este sentido, equiva- lentes. Sea R una región en el plano complejo con frontera ∂R; sea f una función analítica en ∂R. La extensión analítica de f a la región R es unívoca. La noción de extensión analítica en la teoría de funciones puede ser considerada como la forma matemática pura de la acción a distancia.
 
 
Referida al experimento de Coulomb, la matematización de los fenómenos tiene una consecuencia para la epistemología de las matemáticas: todo experimento de electrostática produce una solución constatable experimentalmente de la ecuación de Laplace.
 
 
Comparado con el experimento de Galileo, parece que el de Coulomb no dice nada; no es cierto, la ley de Coulomb permitió la elaboración de la teoría del potencial; por ende, por lo menos contribuyó, más o menos indirectamente, a la teoría de funciones de variables complejas, las superficies de Riemann, las “variedades” (Mannigfaltigkeiten) topológicas y las diferenciables, etcétera.
 
 
Descubrimiento experimental
 
 
1820. Oersted. Experimenta circa effectum conflictus electrici in acum magneticum: “Los primeros experimentos sobre el tema que me propongo ilustrar se iniciaron en las clases de electricidad, galvanismo y magnetismo que impartí en el invierno que acaba de pasar. Con ellos parecía haberse mostrado que la aguja magnética era movida de su posición con la ayuda de un aparato galvánico, cuando el circuito galvánico estaba cerrado, pero no cuando estaba abierto, como intentaron en vano ciertos físicos muy célebres hace varios años. Sin embargo, como estos experimentos fueron efectuados con aparatos algo defectuosos y, a causa de esto, los fenómenos que fueron producidos no parecían suficientemente claros dada la importancia del tema, conseguí que mi amigo Esmarch, el ministro de justicia del rey, se me uniera para que los experimentos fueran repetidos y extendidos con el gran aparato galvánico que armamos juntos. Un hombre distinguido, Wleugel, caballero de la Orden Danesa, y presidente de nuestro Consejo Piloto, también estuvo presente en nuestros experimentos como colaborador y testigo. Además, fueron testigos ese excelentísimo hombre, decorado por el rey con el honor más alto, Hauch, cuyos conocimientos de ciencia natural han sido por largo tiempo celebrados; y ese hombre agudísimo, Reinhard, profesor de historia natural; Jacobsen, profesor de medicina, un hombre de sagacidad extrema al efectuar experimentos; y el químico más experimentado, Zeise, doctor en filosofía. En verdad yo mismo he hecho frecuentemente experimentos relacionados con la materia propuesta, pero de los fenómenos que me tocó descubrir así, repetí los experimentos en presencia de estos hombres tan cultos”.
 
No está claro en sus escritos si Oersted hizo su descubrimiento al estar dando clase o si sólo lo presentó por primera vez en sus clases. Esto se presta al mito del descubrimiento “por una observación accidental”. Lenard señala que el hecho de que Oersted tuviera una pila voltáica y una brújula sobre la mesa ya indica que estaba buscando tal efecto.
 
 
Whittaker, en A History of the Theories of Aether & Electricity, proporciona esta versión del descubri- miento: “Durante un curso de las lecciones que impartió en el invierno de 1819-1820 sobre ‘Electricidad, Galvanismo y Magnetismo’, se le ocurrió la idea de que los cambios observados en la aguja de la brújula durante una tormenta de rayos podrían dar la clave del efecto que estaba buscando; y esto lo llevó a pensar que el experimento debería ser intentado con el circuito galvánico cerrado en vez de abierto, e investigar si algún efecto se produce en una aguja magnética cuando se hace pasar una corriente eléctrica por un alambre cercano. Primero colocó el alambre en ángulo recto respecto a la aguja, pero no observó ningún resultado. Después del término de una lección en la que este experimento negativo había sido mostrado, se le ocurrió la idea de colocar el alambre paralelo a la aguja; al intentarlo observó una de- flección pronunciada, con lo que se estableció la relación entre el magnetismo y la corriente eléctrica”.
 
 
Pero dejemos de lado las intenciones que haya tenido Oersted. Lo que hace de este descubrimiento uno experimental es que no sabía lo que iba a descubrir al realizarlo. Pero además, tiene sentido decir que Oersted no sabía que fue lo que descubrió. La ley de la acción ejercida sobre un polo de magnetismo “austral” o “boreal” puesto a cualquier distancia de un alambre rectilíneo que conduce una corriente voltáica se puede enunciar así: “Trácese del polo una perpendicular al alambre; la fuerza sobre el polo está en ángulo recto a esta línea y al alambre, y su intensidad es proporcional al recíproco de la distancia”. Ésta, la ley del efecto descubierta por Oersted, fue anunciada por Biot y Savart en la Académie des Sciences poco después de que la noticia del experimento de Oersted llegó a Francia, el 30 de octubre de 1820. Un dispositivo experimental para demostrar la ley de Biot-Savart es una construcción geométrica. Se coloca el alambre que conduce una corriente voltáica sobre una recta perpendicular al plano de la mesa. Por la ley de Biot-Savart, las líneas de fuerza en cada plano horizontal que corta al alambre forman la familia de círculos concéntricos en el alambre. Una aguja magnetizada suspendida horizontalmente por su centro de gravedad traza precisamente esas líneas de fuerza; y puesto que la aguja traza las tangentes a cada círculo, su desviación es proporcional a los recíprocos de los radios de los círculos. Este experimento, el de la ley de Biot-Savart, no es el de Oersted, quien comienza la descripción de su experimento con dos definiciones: “Conéc- tense los polos opuestos del aparato galvánico con un alambre metálico, al cual, por brevedad, llamaremos en adelante el conductor de conexión o el alambre de conexión. Sin embargo, al efecto que tiene lugar en el conductor y en el espacio que lo rodea le da- remos el nombre de conflicto eléctrico”. El descubrimiento de Oersted es que ese “efecto” de la segunda definición, el “conflicto eléctrico”, desvía la aguja magnética. Observemos primero el parentesco del “conflicto eléctrico” con la ley de Biot-Savart, deteniéndonos en la descripción del experimento de Oersted: “Coloquemos la parte rectilínea de este alambre en posición horizontal sobre la aguja magnética debidamente suspendida y paralela a ella. Si es necesario, la unión del alambre puede ser doblada de forma tal que la parte correcta pueda tener la posición necesaria para el experimento. Una vez dispuesto así por el momento, la aguja magnética se moverá y, en efecto, bajo la parte del alambre que recibe electricidad más rápido desde el polo negativo del aparato galvánico, declinará hacia el oeste [...] El cable de unión, colocado en el plano horizontal en el cual se mueve la aguja magnética, balanceado mediante un contrapeso y paralelo a la aguja, no perturba ni hacia el este ni hacia el oeste, sino que sólo la hace temblar en el plano de inclinación, de manera que el polo cerca del cual la fuerza eléctrica negativa entra al cable, declina cuando está situado del lado oeste y se eleva cuando se sitúa al este [...] Si el cable de unión es colocado en un plano horizontal por debajo de la aguja magnética, todos los efectos son los mismos que cuando el plano está sobre la aguja, sólo que en dirección inversa, de forma que el polo de la aguja magnética bajo la cual se encuentra la parte del cable de unión que recibe la electricidad más rápidamente, desde el polo negativo del aparato galvánico, declina hacia el este”.
 
 
El solo hecho de que el alambre esté situado en un plano horizontal muestra que el dispositivo experimental de Oersted no estaba diseñado para descubrir la ley de Biot-Savart. Sin embargo, Oersted saca esta conclusión: “De manera similar, es posible inferir, a partir de lo observado, que este conflicto genera giros, pues ésta parece una condición sin la cual es imposible que la misma parte del ca- ble de unión, que cuando es colocado bajo el polo magnético lo lleva hacia el este y cuando es colocado por encima lo lleva hacia el oeste; pues ésta es la naturaleza de los giros, que los movimientos en partes opuestas tienen una dirección opuesta”.
 
 
Enseguida Oersted hace un comentario sorprendente para nosotros: “Más aún, el movimiento por círculos combinado con el movimiento progresivo, de acuerdo a la longitud del conductor, parece obligado a for- mar una cochlea o línea espiral, lo cual, sin embargo, si no estoy equivocado, no contribuye en nada a la explicación del fenómeno hasta ahora observado”.
 
¡Lo mismo podría decirse de la ley de Biot-Savart, que “no contribuye en nada a la explicación del fenómeno hasta ahora observado”! Para Oers- ted, que el “conflicto eléctrico” “efectúe giros” tiene un sentido que no es reductible a una ley geométrica. Oersted concluye con esta observación:
 
 
“Sólo agregaré esto a lo que ha sido dicho: que he demostrado en un libro publicado hace siete años que el calor y la luz están en conflicto eléctrico. Por observaciones que se han hecho valer recientemente podemos ahora concluir que el movimiento por giros también ocurre en estos efectos; y creo que esto contribuye mu- cho para iluminar los fenómenos que llaman la polaridad de la luz”.
 
 
Dice Whittaker que estos comentarios “recuerdan las especulaciones magnéticas de Descartes”. Es cierto, miremos cómo investiga Oersted al “conflicto eléctrico”: “Los efectos del cable de unión sobre la aguja magnética atraviesan vidrio, metal, madera, resina, cerámica, piedra; ya que si se interpone una placa de vidrio, metal o madera, no se destruye de ninguna manera, tampoco desaparecen si se interponen simultáneamente placas de vidrio, metal o madera; el efecto sólo parece aminorarse ligeramente. El resultado es el mismo al interponerse un disco de ámbar, una laca de pórfido, una vasija de cerámica, incluso llena de agua. Nuestros experimentos también han mostrado que los efectos mencionados no se modifican si la aguja magnética es encerrada en una caja de cobre llena de agua. No es necesario establecer que el paso de estos efectos a través de todos estos materiales nunca había sido observado en electricidad y magnetismo. Por tanto, los efectos que ocurren en el conflicto eléctrico son lo más diferente posible de los efectos de una fuerza eléctrica sobre otra [...] Una aguja de cobre suspendida como una magnética no es movida por el efecto del cable de unión. También las agujas de vidrio, o las de la llamada goma de laca, sujetas a los mismos experimentos, se mantienen estáticas [...] De todo esto podrá ser permisible aducir algunas consideraciones para la explicación de estos fenómenos [...] El conflicto eléctrico sólo puede actuar sobre materiales con partículas magnéticas. Todos los cuerpos no magnéticos parecen ser penetrables por el conflicto eléctrico; pero los magnéticos, o mejor dicho, sus partículas magnéticas, parecen resistir el paso de este conflicto, de ahí que puedan ser movidos por el impulso de las fuerzas contendientes [...] El conflicto eléctrico no sólo está confinado al conductor, sino, como ya hemos dicho, también está disperso al mismo tiempo en el espacio circundante, y esto es, en cierta forma, suficientemente claro a partir de las observaciones hasta ahora expuestas”.
 
 
Entonces sigue el pasaje: “De igual forma es posible inferir de lo que se ha observado que este conflicto genera giros”. Estos vórtices cartesianos no son simplemente una “consideración” “para la explicación de estos fenómenos”, como dice Oersted, son el objeto mismo de su experimento. Pero se refiere más bien a las intenciones de Oersted. No hay ninguna relación simple entre lo que estaba buscando y lo que descubrió.
 
 
Pero, ¿qué descubrió Oersted? No basta con decir que descubrió “la relación entre el magnetismo y la corriente eléctrica”. Oersted presenta con toda fuerza la novedad de su descubrimiento: “No es necesario establecer que el paso de los efectos a través de todos estos materiales, en electricidad y galvanismo, nunca antes había sido observado. Por lo tanto, los efectos que ocurren en el conflicto eléctrico son los más diferente posible de los efectos de una fuerza eléctrica sobre otra”. Morris Shamos comenta: “Salvo que ya se conocía que el efecto magnético de la Tierra atraviesa estos materiales”. Oersted, por lo visto, no habla de “magnetismo” (a no ser que tengamos la inocencia de pensar que cuando Oersted dice “conflicto eléctrico” lo que quiere decir es “campo magnético”). Es un hecho sorprendente que una consecuencia del descubrimiento de Oersted haya sido la desaparición del magnetismo.
 
Exactamente una semana después de que la noticia del descubrimiento de Oersted llegara a Francia, Ampère demostró, en la reunión de la Académie del 18 de septiembre, que “dos alambres paralelos que conducen corrientes se atraen si las corrientes van en la misma dirección, y se repelen si las corrientes fluyen en direcciones opuestas”. Este descubri- miento parece confirmar la noción de “conflicto eléctrico”. En el trabajo de Ampère la aguja magnética ya no está presente y en ninguna parte hay “magnetismo”, lo que existe es “el efecto [...] que ocurre en este conductor y en el espacio circundante”. Pero en el experimento de Ampère está otra cosa presente. En sus propias palabras: “Cuando M. Oersted descubrió la acción que ejercía una corriente en un imán, uno podría ciertamente haber sospechado la existencia de una acción mutua entre dos circuitos conduciendo corrientes; pero esto no era una consecuencia necesaria; pues una barra de fierro suave también actúa sobre una aguja magnetizada, aunque no haya una acción mutua entre dos barras de fierro suave.” La sospecha de “la existencia de una acción mutua entre dos circuitos conduciendo corrientes” está prejuzgada en la posición epistemológica de la escuela a la que pertenecía Ampère y que, en palabras de Whittaker, “explicaba todos los fenómenos físicos en términos de fuerzas iguales y en direcciones opuestas entre pares de partículas”. Pero la posición de Ampére está perfectamente expresada en el título de la memoria que presenta tres años después del descubrimiento de Oersted, una de las más celebres en la historia de la filosofía natural: “La teoría analítica de los fenómenos electrodinámicos, deducidos únicamente de la experiencia”.
 
Ampère es quien introduce el término “electrodinámica”. Para ver lo que esto significa, primero escribo la fórmula de la ley de Ampère (en notación vectorial para facilitar la lectura, a pesar de que el análisis vectorial no fue introducido sino hasta fines del siglo XIX):
 
 
 
form8
 
 
 
En la fórmula anterior ds y ds’ son “elementos” de circuitos eléctricos, r la línea que los une, i e i’ las intensidades de corriente, F la fuerza ponderomotríz entre los dos elementos de circuito; la constante depende de las unidades empleadas.
 
 
Medio siglo después, Maxwell dice que toda la teoría y el experimento se resumen en esta fórmula, “de la cual pueden ser deducidos todos los fenómenos, y que se mantendrá siempre como la fórmula cardinal de la electrodinámica”. Regresaré enseguida a este último punto. Primero me interesa otro lado de la ley de Ampère: la fórmula es, en su contexto histórico, el “acta de la reducción” del magnetismo a la electricidad. La “electrodinámica” es la aniquilación del magnetismo como realidad independiente de la electricidad y de la dinámica newtoniana. Ampère mismo explica el “fluido magnético” por medio de una teoría de “corrientes moleculares”. Según esto, efectivamente ¡todos los fenómenos pueden ser deducidos de esa fórmula!
 
 
La ley de Coulomb y la de Ampère ponen a la electricidad en términos de la electrostática y la electrodinámica. La realidad es “la electricidad”, en reposo y en movimiento, y la estática y la dinámica “newtonianas”. Voilà tout! En lo que respecta al “conflicto eléctrico” de Oersted, éste no forma parte de la fórmula, se encuentra anulado.
 
 
Medio siglo después del Treatise on Electricity and Magnetism de Maxwell, en su curso de física teórica, Sommer-feld enuncia la ley de Ampère en los siguientes términos:
 
 
 
form9
 
 
 
“El número de líneas de corriente eléctrica que atraviesan una superficie arbitraria σ es acompañado por una tensión de circuito magnética sobre la curva s que limita a σ, la cual es igual tanto en magnitud como en dirección (Ley de concatenación electromagnética de Ampère)”.
 
 
Los “elementos de circuito” de Ampère eran “elementos” de los alambres en los circuitos eléctricos de sus dispositivos experimentales. La densidad de corriente C de Maxwell puede ser la pura corriente de desplazamiento D· de un campo eléctrico variable. No se trata ya ni de alambres ni de agujas magnetizadas; σ es una superficie “arbitraria”, s su frontera. Las “líneas” y los “tubos de fuerza” de Faraday alcanzan en las ecuaciones de Maxwell la forma de realidad físico-matemática; esta realidad es el campo electromagnético. Ni la ley de Ampère se mantuvo “siempre como la fórmula cardinal de la electrodinámica” ni el “conflicto eléctrico” de Oersted contribuyó a “la explicación” de los fenómenos observados.
 
 
Esto recuerda el comentario de Bachelard: “El error es necesario para alcanzar el fin. No hay tal cosa como verdades primeras, lo que hay son errores primeros [...] Soy el límite de mis ilusiones perdidas”. La “realidad” del campo electromagnético se convierte también en una “ilusión perdida” al aparecer la electrodinámica cuántica.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
 
Galileo Galilei. 1638. Diálogos acerca de dos nuevas ciencias. Losada, Buenos Aires, 1945.
Institut de France. 1785. Mémoires de l’Académie des Sciences, en Great Experiments in Physics, M. H. Shamos. Holt, Rinehart and Winston, Inc., 1959.
Newton I. Mathematical Principles of Natural Philosophy and his System of the World. (traducción de Motte). University of California Press, 1960.
Oersted. 1820. Experimenta circa effectum conflictus electrici in acum magneticum (traducción de J. E. Kempe) en Journal of the Society of Telegraph Engineers, vol. V, 1876.
Lenard, P. 1934. Great Men of Science. British Book Centre, Nueva York.
Whittaker, E. 1960. A History of the Theories of Aether & Electricity. Harper Torchbooks / The Science Library, Harper and Brothers, Nueva York, vol. I.
Jaime Óscar Falcón Vega
Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México.
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Falcón Vega, Jaime Óscar. (2004). Aspectos más o menos contradictorios del experimento en física. Ciencias 75, julio-septiembre, 60-74. [En línea]
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Cuatro Ciénegas, un laboratorio natural de astrobiología
 
Valeria Souza, Ana Escalante, Laura Espinoza, Aldo Valera, Antonio Cruz, Luis E. Eguiarte, Ferrán García Pichel y Jim Elser
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La astrobiología es una nueva disciplina que pretende estudiar la vida fuera de la Tierra. Su primera meta es entender cómo empezó y evolucionó la vida aquí, para así buscar vida o sus señales en otros planetas de manera más eficiente. En otras palabras, intenta ligar la evolu- ción de los planetas con la evolución biológica y específicamente busca determinar si la evolución biológica se repetiría “como una película”, esto es que si bajo ciertas condiciones fisicoquímicas particulares se obtendrían los mismos tipos de organismos con adaptaciones y fisiologías similares o no. Nosotros consideramos que estudiar con cuidado la actual ecología microbiana nos ayudará a predecir dónde podemos buscar los organismos y cómo descifrar las señales de vida, ya sea analizando ambientes que emulen lo esperado en determinados planetas o condiciones que reflejen la vida antigua en la Tierra, especialmente las que llamamos extremas, como temperaturas muy altas o bajas, salinidades o pH extremos, etcétera.
 
 
Con estos objetivos nuestro grupo de trabajo interdis- ciplinario ha laborado durante varios años en el Valle de Cuatro Ciénegas, en Coahuila. Nuestro grupo incluye desde limnólogos y paleontólogos hasta genetistas de poblaciones que estudian peces y bacterias, pasando por biólogos moleculares y especialistas en invertebrados. Este valle funciona como un laboratorio natural para el estudio de la evolución temprana en la Tierra, por lo que es particularmente importante para la astrobiología. Además, se sospecha que el tipo de sales y la dinámica del agua podrían ser análogas a las de Marte y, por lo tanto, serviría como un modelo para buscar vida en ese planeta. Por otra parte, es uno de los pocos lugares donde actualmente coexisten los estromatolitos, característicos de la vida temprana en la Tierra, con una heterogénea comunidad de animales, y también es uno de los sistemas acuáticos continentales con mayor diversidad y endemismos de México y el mundo.
 
 
Un factor interesante es que sus aguas son muy pobres en nutrimentos, particularmente en fósforo. Aun así, en ellas existe una cadena trófica análoga a la que se considera distintiva del Cámbrico temprano (hace unos 540 millones de años), donde los estromatolitos y bacterias fotosintéticas (cianobacterias) y quimioautótrofas son fuente de alimento de los metazoarios, principalmente caracoles y peces herbívoros. En este ecosistema acuático las bacterias, y no las algas o plantas superiores, parecen formar la base de la pirámide alimentaria.
 
 
Cuatro Ciénegas está situado en el estado de Coahuila y presenta una extensión de aproximadamente 150 000 kilómetros cuadrados. Su altitud promedio es de 735 metros, pero está encerrado entre altas serranías formadas principalmente por rocas calizas que alcanzan hasta 3 000 metros de altura. Su clima es muy seco, semicálido, con pocas lluvias en verano y ocasionalmente algunas en invierno. Se caracteriza por su gran diversidad de ambientes acuáticos, entre los que destacan los humedales tipo pantanos. Incluye también complejos sistemas de corrientes subterráneas, manantiales, canales, ríos, lagos y estanques temporales. Algunos de los manantiales son termales (30-35°C) y su temperatura disminuye corriente abajo, lo cual puede deberse a un enfriamiento del agua a lo largo del curso o bien a que existen diferentes fuentes de abastecimiento de agua. Las aguas en general son duras, ya que contienen gran cantidad de sales de calcio y magnesio con sodio, potasio, sulfatos, carbonatos y cloruros. La dureza de las aguas se incrementa a partir de los manantiales hasta los ríos y las lagunas de desecación donde la salinidad es de nivel de saturación. El pH cambia de manera paralela, y varía de neutro (7.0-7.2) en los manantiales hasta bastante básico (8.0-9.7) en lagos terminales en fase de desecación.
 
 
La extraordinaria riqueza en especies de las aguas de Cuatro Ciénegas, muchas endémicas, está ampliamente descrita y fue factor esencial para que se decretara como Reserva de la Biósfera en 1994. Las causas de esa gran diversidad han sido poco exploradas, pero se sugiere que el valle sirvió como refugio para la flora acuática y terrestre durante las glaciaciones, brindando las condiciones adecuadas para que se mantuviera una inmensa diversidad de organismos y microambientes. Éstos han permanecido a lo largo del tiempo debido a una gran estabilidad ambiental y a su aislamiento geográfico. También se ha sugerido que la fauna acuática experimentó una radiación adaptativa producto de altas tasas de especiación, lo que generó el elevado número de endemismos. Nosotros creemos que las comunidades acuáticas de la zona son particularmente estables, y que sus condiciones específicas, junto con la baja cantidad de fósforo, impiden que las algas dominen los cuerpos de agua. Esto permite mantener las comunidades de estromatolitos y todos sus organismos asociados casi sin cambios.
 
 
Dado el carácter extremadamente salado del camino del agua de Cuatro Ciénegas, pensamos que los microorganismos que soportan estas condiciones representan un grupo clave para el análisis junto con los estromatolitos que mantienen al menos parte de la cadena alimentaria del agua.
 
 
Bacterias y arqueas
 
 
Actualmente se sabe que los organismos que han evolucionado en nuestra Tierra pertenecen a tres grandes linajes, llamados “dominios”. Dos de ellos corresponden a organismos que no tienen núcleo o procariontes, los dominios Archaea y Bacteria, mientras que el tercero está formado por los organismos que tienen núcleo en sus células, los Eukarya. Los procariontes no parecen ser muy diferentes a simple vista, de hecho por mucho tiempo se les consideró como un solo grupo. Fue a partir del surgimiento de la biología molecular y del análisis de secuencias de ADN que comenzaron a detectarse diferencias importantes entre estos dos tipos de procariontes.
 
 
En nuestro estudio nos interesa mucho la resistencia a la salinidad, ya que los ambientes hipersalinos son comunes en Cuatro Ciénegas y es el tipo de ambiente donde se considera que existió o podría existir vida en Marte. En relación con la salinidad, los organismos se clasifican en dos categorías: la primera es la de los halófilos obligados, que crecen a no menos de entre 10 y 12% de sal común en el agua y hasta en un límite de 34%, dependiendo de la temperatura y de si los iones en solución son de potasio o de cloro. Los arqueas halófilos utilizan la actividad de un pigmento llamado bacteriorrodopsina como uno de los mecanismos para sobrevivir en altas concentraciones de sal. La segunda categoría corresponde a los halotole- rantes, generalmente bacterias y algas (Eukarya), que pueden vivir en un amplio rango de concentraciones de sal, desde prácticamente nada hasta 30% de sal común, y en donde el soluto compatible no es ni potasio ni cloro, sino compuestos orgánicos.
 
 
Debido a lo extremo de las condiciones de salinidad, todos estos organismos presentan una serie de adaptaciones fisiológicas y bioquímicas que les permite lidiar con la baja cantidad de agua disponible y la diferencia de presión osmótica que se genera en ambos lados de la membrana celular. Los ambientes hipersalados también tienen otras características, como alta composición iónica total, temperaturas generalmente estables, luz intensa (en el caso de salinas de desecación) y pH alcalino. Para compensar la gran presión osmótica en estos ambientes, los organismos tienen que producir u obtener del exterior solutos compatibles con el medio y lograr el balance osmótico que mantenga su integridad celular. Estos solutos pueden ser iones inorgánicos o moléculas orgánicas, y el uso de unos u otros depende del tipo de organismo.
 
 
Los arqueas se caracterizan por colonizar ambientes extremos, donde no se había sospechado que la vida fuera posible. Estos organismos pueden crecer en temperaturas altas o muy bajas, elevadas concentraciones de sal, gran acidez, alta presión, nutrimentos muy escasos, etcétera. En general son anaerobios, no toleran el oxígeno, y muchos de ellos son autótrofos, pues obtienen energía y construyen sus nutrimentos a partir de bióxido de carbono. En este dominio los organismos halófilos son una excepción, ya que son aerobios, requieren oxígeno, y presentan un metabolismo tipo quimiorganótrofo, en donde la fuente de energía son aminoácidos o ácidos orgánicos. Esto sugiere que los arqueas halófilos aparecieron después de que las cianobacterias contaminaran con oxígeno el planeta, mientras que los otros miembros del dominio parecen ser más antiguos.
 
 
Los arqueas halófilos logran mantener un equilibrio osmótico en ambos lados de la membrana con un bombeo activo (requiere energía) de iones de potasio (K+) del exterior hacia el interior para equilibrar las concentraciones iónicas de sodio (Na+) fuera de la membrana (resultado de la gran cantidad de sal común en los ambientes en que estos organismos se encuentran).
 
 
Algunas especies de arqueas halófilos son capaces de la síntesis del adenosín trifosfato (ATP) mediada por luz usando la bacteriorrodopsina, sin embargo, como esta vía no involucra pigmentos clorofílicos no puede considerarse fotosíntesis. Los arqueas extremo-halófilos tienen una pigmentación roja debida a la bacteriorrodopsina, estructura similar al pigmento visual llamado rodopsina, la cual se asocia a una molécula tipo carotenoide llamada retinal que puede absorber la luz y catalizar la formación de una estructura con la fuerza de mover protones. En condiciones de baja aeración, los arqueas halófilos cambian de color de- bido a la estructura bacteriorrodopsina+retinal, pasando de un color rojo-naranja a un color morado-rojo intenso. El mecanismo de producción de ATP en estas condiciones de estrés consiste en generar un gradiente protónico similar al de la mitocondria eucarionte. Sin embargo, el crecimiento en estas condiciones es muy lento.
 
 
En contraste, las bacterias verdaderas o dominio Bacteria en general colonizan ambientes más cercanos a las condiciones fisiológicas a las que estamos acostumbrados; sin embargo, también existen bacterias que pueden vivir en condiciones extremas de temperatura, sal y anaerobiosis. Las bacterias son el dominio de la vida más abundante y diverso en el planeta. Sus formas no son muy diferentes, pero su variedad en estrategias para obtener recursos y para sobrevivir son extraordinarias.
 
 
Los organismos halotolerantes que viven en condiciones saladas han desarrollado diferentes rutas para el mantenimiento de la presión osmótica. Las bacterias halotolerantes tienen varios mecanismos para la osmorregulación, mientras que las Archaea halófilas dependen totalmente de los iones que existen en el ambiente en donde se en- cuentran.
 
 
Las bacterias de Cuatro Ciénegas
 
 
En Cuatro Ciénegas encontramos una diversidad impresionante de organismos de los dominios Bacteria y Archaea. Para este análisis hemos usado tanto técnicas tradicionales, que involucran el cultivo de los procariontes en medios particulares, como técnicas moleculares, que implican, en primer lugar, la extracción del ADN total de muestras ambientales y su posterior análisis con diferentes métodos que permiten clasificarlo en distintos niveles. El principal resultado de nuestros estudios es el descubrimiento de que las comunidades bacterianas en Cuatro Ciénegas son muy diferentes unas de otras: si bien hay algunas especies que se encuentran en varios ambientes, la composición de especies es contrastante en los distintos sitios.
 
 
Algunas de las bacterias que hemos encontrado son similares a organismos cosmopolitas que están en ambientes salinos del mundo, como Bacillus, capaces de formar esporas y volar con el polvo. También hemos detectado numerosos géneros de Bacteria y Archaea que se consi- deran fundamentalmente marinos. Como ejemplos de estos microorganismos están los Rheinheimera que es una bacteria marina de los mares del norte de Europa, bacterias similares a simbiontes de moluscos marino del género Teredinibactertunerae, así como otras cercanas a Rhodobacter marinas que forman parte del picoplancton. En las cuevas de Cuatro Ciénegas encontramos bacterias oxidantes del azufre, muy similares a algunas descritas como endosimbiontes de gusanos exclusivos de las ventilas hidrotermales del Atlántico, bacterias típicas de glaciales y arqueas sólo reportadas en sedimentos marinos. También encontramos representantes de los géneros Magnetospirilium y Aquaspirilium, que son típicamente marinos.
 
 
Dada su relevancia para la astrobiología, queremos comentar con más detalle algunos de los procariontes halófilos y halotolerantes que hemos encontrado en Cuatro Ciénegas. Por ejemplo, tenemos Halomonas, Vibrio, Oceanomonas y la arqueas Halobacterium, que se han reportado en salinas marinas de otras localidades del mundo, pero no son fáciles de movilizar por el aire debido a que son susceptibles, como la mayor parte de los procariontes, a la desecación y a la luz ultravioleta.
 
 
Los datos de comunidades bacterianas que tenemos hasta ahora indican que las cepas similares a organismos marinos de Cuatro Ciénegas son residentes, ya que no sólo hay gran cantidad de especies en los cuerpos de agua de Cuatro Ciénegas, sino también hay mucha diferenciación entre sitios, generando un conjunto aún más diverso a la escala de todo el valle. Si existieran especies migrantes, aunque su movimiento entre pozas sea raro, esta pequeña tasa de migración sería suficiente para homogeneizar las poblaciones y reducir la diferencia entre sitios. Este hecho no se observa en Cuatro Ciénegas, pero es muy común en las salinas artificiales de varios sitios del mundo, donde la microbiota es generalista y cosmopolita, por lo que la diversidad de especies de procariontes, tanto Bacteria como Archaea, es muy baja en todos los niveles.
 
 
Los estromatolitos
 
 
Como hemos mencionado, las estructuras microbianas conocidas como estromatolitos dominaron el registro fósil de la Tierra por miles de millones de años antes de la explosión del Cámbrico. Durante el largo periodo en que fueron abundantes, el oxígeno generado por la fotosíntesis de las cianobacterias (bacterias verdaderas que dominan en estas estructuras) se fue acumulando, hasta convertir los océanos y la atmósfera en medios oxidantes, tal y como los conocemos hoy en día y como no existen en ningún otro planeta del sistema solar. Nuestra atmósfera con oxígeno que nos permite respirar y la capa de ozono que nos protege de la radiación solar ultravioleta son el legado de estos antiguos estromatolitos. Sin embargo, en el inicio del Cámbrico estos organismos sufrieron un declive generalizado en tamaño y abundancia.
 
 
Pero aunque raros, todavía existen varios tipos de estromatolitos vivos. Éstos son agrupaciones de microbios fotosintéticos, principalmente cianobacterias, junto con otras bacterias y concreciones minerales calcáreas. Podríamos decir que son rocas vivientes o bacterias petrificadas. La formación de estromatolitos es un proceso complicado en el que participan varios grupos de bacterias, principalmente cianobacterias. Debido a su elevado componente mineral resisten bien los procesos de trasformación geológica, y por eso se les encuentran en el registro fósil. En la actualidad pueden crecer adosados a taludes o en el fondo de aguas someras formando arrecifes en miniatura, incluso pueden estar sueltos como pequeñas pelotas deformadas sobre los sedimentos. A estas últimas estructuras se les llama oncolitos. Los estromatolitos generalmente sólo se forman en ambientes muy particulares, como las zonas marinas de intermarea donde la salinidad puede llegar a ser muy alta y en algunas localidades de agua dulce muy ricas en calcio. Estos ambientes generalmente son pobres en especies que no sean parte de los propios estromatolitos.
 
 
La presencia de estos organismos en un determinado lugar no es sólo una función compleja de los factores que permiten su formación, sino también de las tasas de destrucción a las que puedan estar sometidos. La desaparición casi total de los estromatolitos fósiles coincide con la aparición de los animales. La hipótesis llamada “del pastoreo”, basada en esta coincidencia, nos explica su desaparición masiva en el Cámbrico como una causa directa de la acción animal. Ávidos de ingerir las nutritivas películas bacterianas, los animales recién surgidos fueron destruyendo los estromatolitos a medida que se iban formando. En particular los caracoles, que, con su potente rádula bucal son capaces de excavar las estructuras petrificadas en busca de comida.
 
 
Esta teoría es la más aceptada y se ve reforzada por el hecho de que actualmente los estromatolitos (y los tapetes microbianos, que son sus análogos sólo que sin calcificar) tienden a encontrarse únicamente en ambientes extremos, como las fuentes termales y las pozas de salmuera, donde no se desarrollan los invertebrados. Sin embargo, en los manantiales termales y las corrientes de Cuatro Ciénegas encontramos una gran diversidad de formas y tipos de estromatolitos coexistiendo con animales tanto vertebrados como invertebrados. Aparentemente esos estromatolitos son la base principal de la cadena alimentaria, lo cual significa que todo el resto del ecosistema se alimenta de ellos. Por lo tanto, Cuatro Ciénegas parece ser un lugar único en la Tierra no sólo por la coexistencia de estromatolitos y animales, sino también porque encontramos una cadena alimentaria heterogénea, con una considerable diversidad estructural y de especies. En otras palabras, en Cuatro Ciénegas coexiste una gran variedad de estromatolitos con una notable cantidad de sus depredadores.
 
 
Los microorganismos por sí solos harían de Cuatro Ciénegas un interesante laboratorio vivo, pero es la coexistencia de las comunidades estromatolíticas con animales complejos, como son peces, caracoles y crustáceos, lo que hace realmente únicos en el mundo moderno a estos manantiales y corrientes de agua.
 
 
Marte y Cuatro Ciénegas
 
 
Algunos autores han sugerido que la atmósfera marciana debió ser mucho más caliente y gruesa en el pasado de lo que es en la actualidad, y que tenía elevadas cantidades de bióxido de carbono. En algún momento debieron darse importantes transformaciones atmosférico-climáticas, que provocaron cambios hidrológicos complejos con los que pudieron presentarse reducciones en la mayoría de los cuerpos superficiales de agua formando evaporitas con sal común. Mientras que el agua se congelaba como resultado de los cambios climáticos, las sales en el agua se concentraron cada vez más. Con base en esto se ha sugerido que organismos análogos a nuestros arqueas halófilos pudieron existir en las zonas de desecación.
 
 
Esta hipótesis sobre la vida en Marte y la conocida habilidad de los arqueas halófilos para sobrevivir en un ambiente de baja actividad hídrica, basada en las especiales adaptaciones bioquímicas mencionadas, así como sus requerimientos de altas concentraciones de sal, los hacen modelos viables para explorar la posible existencia de vida en el Marte primitivo. Por ello, las características de Cuatro Ciénegas lo convierte en un modelo terrestre adecua- do para lo que se podría buscar en Marte.
 
 
Por otra parte, y dejando la astrobiología a un lado, el realizar estudios cuidadosos de la microbiota de este valle nos puede decir cosas muy interesantes sobre la vida en este planeta. Actualmente estamos llevando a cabo estudios de genética de poblaciones de especies de bacterias y arqueas extremófilas, mismos que nos van a permitir comparar sus patrones con microrganismos que entende- mos bien, como nuestro comensal y a veces patógeno Escherichia coli, las bacterias del suelo Rhizobium y aquellas generalistas de mares salados y suelos como Bacillus. Esto nos lleva a preguntarnos si existe un microbio promedio y si existen algunos patrones que se repiten en la ecología evolutiva de los organismos de Bacteria y Archaea. Con estos detallados estudios de las comunidades y poblaciones de procariontes podremos descubrir las reglas que siguen los seres vivos sin importar su ubicación, ya que las fuerzas evolutivas (selección natural, migración, deriva génica, mutación) deben ser las mismas y sólo varía en cada organismo la intensidad con la que actúan y su interacción, dependiendo de la historia genética particular de cada uno de los organismos.
 
 
Un laboratorio amenazado
 
Es innegable que el Valle de Cuatro Ciénegas representa un laboratorio vivo único en el mundo que nos permite estudiar la evolución temprana de la vida en nuestro pla- neta y que, por lo tanto, es de fundamental interés para la nueva disciplina llamada astrobiología. La diversidad de ambientes particulares, la gran cantidad de especies endémicas y los altos niveles de biodiversidad representan un tesoro que debe ser conservado para las generaciones futuras. Sin embargo, esto es especialmente difícil dado que los ecosistemas como el de Cuatro Ciénegas son extraordinariamente frágiles. Este hábitat representa un oasis en medio del desierto de Coahuila. La presión de la gente por el uso del agua de la cuenca, sea con objetivos agrícolas u otros diferentes, es muy alta. El acto de desviar un curso de agua para usarla en irrigación conduce a la destrucción de los cauces y pozas naturales, con la concomitante destrucción de las poblaciones locales, lo que podría determinar la extinción total de las especies endémicas de peces, de caracoles y de las comunidades estromatolíticas que hacen de este valle un invaluable laboratorio natural para los biólogos evolutivos. Esperemos que nuestros es- tudios y la difusión de su importancia ayuden a conservar este tesoro evolutivo.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
 
Carr, M. H. 1979. “Formation of Martian flood features by release of water from confined aquifers”, en J. Geophys. Res., núm. 84, pp. 2995-3007.
Carr, M. H. 1986. “Mars: A water rich planet?”, en Icarus, núm. 68, pp. 187-216.
Litchfield, C. D. 1998. “Survival strategies for mi- croorganisms in hypersaline environments and their relevance to life on early Mars”, en Meteoritics & Pla- netary Science, núm. 33, pp. 813-819.
Madigan, M. T., J. M. Martinko y J. Parker. 2000. Brock Biology of Microorganisms. Prentice Hall, Nue- va Jersey.
Minckley, W. L. 1969. “Environments of the Bolson of Cuatrocienegas, Coahuila, Mexico, with special reference to the aquatic biota”, en Science Series, núm. 2, pp. 1-65, University of Texas at El Paso.
Ventosa, A., J. J. Nieto y A. Oren. 1998. “Biology of Moderately Halophilic Aerobic Bacteria”, en Microbiol and Mol Biol Reviews, vol. 62, núm. 2, pp. 504-544.
Valeria Souza, Ana Escalante, Laura Espinoza, Aldo Valera, Antonio Cruz y Luis E. Eguiarte
Instituto de Ecología, Universidad Nacional Autónoma de México.
 
Ferrán García Pichel Jim Elser
Departamento de Biología y de Microbiología, Arizona State University.
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Souza, Valeria y et. al. (2004). Cuatro Ciénegas, un laboratorio natural de astrobiología. Ciencias 75, julio-septiembre, 4-12. [En línea]
 
 
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  de la red  
     
Dolor con-ciencia
 
 
Susana Biro
conoce s del autor
         
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Pulsa, pica, late, arde, cansa, marea, asusta... Hay casi tantas maneras de describir al dolor como personas que lo padecen. Y es que, por varias razones, este extremo del sentido del tacto es una de las experiencias más subjetivas que vivimos los seres hu- manos. Tan es así que sólo después de muchos años de trabajo la Asociación Interna- cional para el Estudio del Dolor ha llegado a la siguiente definición: “El dolor es una experiencia sensorial y emocional relacionada con el daño real o potencial de algún tejido, o que se describe en términos de algún daño”. Hay varias cosas dignas de resal- tar en esta definición. La primera es el hecho mismo de que exista una asociación así, y que pasen años refinando la definición de algo aparentemente tan sencillo. Además, es notable que los expertos en el tema hagan la distinción entre lo sensorial (percibido con los sentidos) y lo emocional (interpretado o valorado por el cerebro en función de experiencias pre- vias). Sucede que, a diferencia del resto de los animales, en los que el dolor es sola- mente una señal útil que avisa de la presencia de daño, en nuestro caso tiene además un significado. Como lo ilustra de manera contundente el libro La cultura del dolor, de David Morris, hay múltiples factores involucrados en nuestra percepción del dolor, como nuestra experiencia previa y nuestra educación. Por ello, los significados que tiene el dolor cambian según la época o el país en donde se les estudie.
 
Desde el punto de vista de la fisiología, actualmente se saben muchas cosas acerca de los procesos físicos y químicos involucrados en la sensación misma. La investigación sobre la fisiología del dolor es un campo muy activo y tiene varias ramas. Por un lado, cada vez se están desarrollando mejores analgésicos que desinflaman el tejido dañado o interrumpen el envío de las señales de dolor al sistema nervioso central. Por otro lado, utilizando lo último en dispositivos para crear imágenes del cerebro, como la tomografía por emisión de positrones, se trabaja en el mapeo de las señales que resultan de un estímulo doloroso. De esta manera se pretende entender mejor el proceso completo. En estos estudios se ha encontrado que un mismo estímulo causa reacciones distintas en cada individuo. Esto puede atribuirse a que cada cuerpo es diferente, pero también a que las actitudes ante el dolor varían de persona a persona.
 
Dada la naturaleza compleja y subjetiva del dolor, en años recientes se han creado clínicas para pacientes que sufren de manera constante o crónica este padecimiento. El enfoque es novedoso en por lo menos dos aspectos. Primero, se considera al dolor como una enfermedad y no sólo el síntoma de otra. Y segundo, para su tratamiento se reúne a médicos alópatas y alternativos, terapeutas y otros especialistas de disci- plinas complementarias. El dolor crónico puede tener efectos dañinos en la calidad de vida de una persona, lo que hace indispensable que el paciente se involucre en su tratamiento. Ahora existe la gran ventaja de que se puede conocer más sobre cualquier tema de salud paseando por la red. Un excelente punto de partida para el tema que nos ocupa es el sitio de la Clínica Mayo. Éste tiene una guía muy completa acerca del dolor, en que se le describe desde todos los puntos de vista. Para información más detallada acerca de un tipo de dolor en particular, se puede visitar la página de los Institutos Nacionales de Salud de los Estados Unidos. Todas las páginas que arroja una búsqueda dentro de este sitio hablan del mecanismo fisiológico al igual que de su contraparte emocional. En cada caso se describen la investigación y el tratamiento de este mal que afecta a un enorme porcentaje de la población.
 
Precisamente por la subjetividad que caracteriza a este fenómeno, es crucial tener a la mano información clara y completa que permita saber más e integrarse mejor en el tratamiento de su padecimiento. Esto es especialmente importante en el caso del dolor crónico, cuyo tratamiento efectivo no sólo incluye medicina, sino un cambio en la forma de vida.
Susana Biro
Dirección General de Divulgación de la Ciencia, Universidad Nacional Autónoma de México.
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como citar este artículo

Biro, Susana. (2004). Dolor con-ciencia. Ciencias 75, julio-septiembre, 44-45. [En línea]


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El envejecimiento de la población
 
María Teresa Velázquez Uribe
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En años recientes, el proceso de envejecimiento de la población y sus consecuencias se ha investigado con énfasis no sólo en los sistemas de pensiones, sino también en los costos de salud y de cuidado de la población llamada adulto mayor, senescente, vieja, de la tercera edad o en edad avanzada. Estos estudios tienen gran relevancia en el actual contexto mundial, particularmente para México que, al estar inmerso en un proceso de transición demográfica, enfrenta profundos cambios de expectativas en los ámbitos sociales, económicos, políticos, culturales, recreativos y de seguridad social, entre otros.
 
El fenómeno de la transición demográfica se caracteriza por una continua reducción en las tasas de natalidad y de mortalidad, la última suele descender antes que la primera, por lo que durante el periodo de transición la tasa de crecimiento es alta y la población aumenta.
 
El origen de este proceso puede ubicarse a finales del siglo XVIII en algunos países europeos, cuando una serie de cambios demográficos condujeron a la transformación de la estructura de la población en cuanto a edad y sexo, la reducción en la tasa de mortalidad y la posterior disminución en la fecundidad. Todo ello originó un descenso en la población de edad joven y un incremento en la población de edad adulta y adulta tardía. Así, conforme los países más avanzados completaron su proceso de transición, su estructura por edades se transformó en favor de los grupos de mayor edad.
 
En esos países la transición demográfica ha durado dos o tres siglos, con pocas diferencias entre las tasas de natalidad y de mortalidad, y un crecimiento relativamente lento de la población. En cambio, en los países en desarrollo la transición demográfica se está produciendo de manera muy brusca. La tasa de mortalidad disminuye rápidamente, mientras que la de natalidad lo hace con lentitud. La tasa de crecimiento de la población es muy alta y ésta crece de forma explosiva.
 
Como resultado, las mayores proporciones de población de 60 años y más se encuentran en los países desarrollados, donde cerca de la mitad de sus habitantes son adultos mayores. En el año 2000, la relación de la población en la tercera edad entre la de 15 a 64 años, intervalo en que se considera económicamente activas a las personas, era cercana a dieciocho en los países desarrollados, mientras que en los llamados en desarrollo apenas rebasaba siete. Otro dato que ilustra este fenómeno es la edad mediana, que refleja la forma de la estructura por edad, en los países desarrollados es de casi 34 años y en los otros 22 años.
 
Asimismo, a lo largo del tiempo, las diferencias en la proporción de población de 60 años y más son notables en algunos países del mundo. En 1990 Suecia era el país con la mayor proporción de población en la tercera edad, le seguían Alemania, Francia y Japón, mientras que Kenia tenía la más baja, seguido por México, Corea y Brasil. Para 2025 se estima que Alemania rebasará a Suecia, en tanto que Italia se colocará como el tercer país con la mayor proporción de adultos mayores. En el otro extremo, Kenia seguirá con una proporción muy baja de edades avanzadas en su población, con un porcentaje muy por debajo del que tendrán México, Corea y Brasil (cuadro 1).
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cuadro 1
Estos datos, que muestran las tendencias del proceso de envejecimiento de la población en varios países, sugieren que el crecimiento del porcentaje de edades avanzadas no es un fenómeno que atañe solamente a los países desarrollados. Exceptuando a Kenia, todos los países considerados presentan un número creciente de individuos que alcanzan esa etapa de la vida. De hecho, los mayores incrementos en la esperanza de vida de aquellos que nacieron entre 1970 y el año 2000 se observaron en los países en desarrollo, con una ganancia de más de veinte años. Sin embargo, todavía se encuentran lejos de países como Japón que tienen una esperanza de vida al nacer cercana a 80 años.
 
El alargamiento de la vida, producto de los avances en el campo de la salud, conduce a una modificación radical en la estructura por edades de la población en casi todo el mundo al disminuir a lo largo del tiempo la base de la pirámide de edad, donde se ubican los más jóvenes, e incrementarse la participación relativa de la cúspide, que representa a las edades avanzadas.
 
Por otro lado, la previsible ampliación de la posibilidad de vivir más años tiene sus particularidades, depen- diendo de la región, el género o las condiciones sociales que enfrentan las personas de la tercera edad. En América Latina, por ejemplo, las mujeres tienen mayor esperanza de vida a partir de la edad de jubilación, convencionalmente fijada en 65 años, y el diferencial entre los sexos crece en el transcurso del tiempo, pero la ganancia en años disminuye conforme aumenta la edad, de la misma forma que el ritmo al que se incrementa la esperanza de vida de las personas en edad de jubilación.
 
Estos datos permiten tener una idea del tipo de problemas que enfrentará la región debido al envejecimiento de la población. Sin embargo, una revisión detallada de la evolución en la esperanza de vida de los distintos grupos que conforman la cúspide de la pirámide de edad puede aportar elementos adicionales para determinar la magnitud de las futuras necesidades de atención de la población en edades avanzadas.
 
La esperanza de vida en América Latina
 
Según estimaciones del Centro Latinoamericano de Demografía (CELADE), en el año 2000 la esperanza de vida de una persona de 60 años de edad promediaba poco más de diecinueve años para los hombres y cerca de veintidós 27 para las mujeres. En el caso de los hombres únicamente en Costa Rica se supera los veinte años (figura 1).
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figura 1
En las siguientes dos décadas, se espera que descienda el ritmo de crecimiento en la esperanza de vida de quienes tengan 60 años. Para los hombres el incremento será de 0.62 años en 2010 y de 0.55 en 2020, mientras que para las mu- jeres los valores correspondientes serán de 0.98 y 0.89 años respectivamente. A pesar de ello, en 2010 un hombre de 60 años podrá vivir casi veinte años más, pero si es mexicano o costarricense su vida puede prolongarse por más tiempo. Las mujeres de la misma edad en promedio tendrán una esperanza de vida cercana a 23 años en 2010 y a 24 años en 2020.
 
De acuerdo con la misma fuente, la esperanza de vida de quienes tenían 70 años en 2000 era poco más de 12 años para los hombres y de 14 para las mujeres, esto significa que en ese año todos los latinoamericanos de esa edad podían esperar vivir más de 80 años (figura 2).
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figura 2
Las previsiones para las siguientes dos décadas indican incrementos de 0.47 y 0.42 años en la esperanza de vida de los hombres y 0.77 y 0.69 años en la de las mujeres. Estos supuestos significan que para los hombres de 70 años la posibilidad de sobrevivencia se ampliará a doce años y medio y a poco más de trece años en 2010 y 2020 respectivamente. Para las mujeres de la misma edad, la ampliación se ubicará entre quince y dieciséis años.
 
Vale la pena mencionar que en el año 2000 México encabezaba la región en cuanto a la esperanza de vida de las personas de 70 años, lugar que continuará ocupando, al menos en el caso de los hombres, en 2020. Por otra parte, las tendencias regionales indican que a esta edad la diferencia entre la esperanza de vida de los hombres y la de las mujeres cada vez es mayor.
 
Finalmente, para los hombres que tenían 80 años en en promedio, mientras que la de las mujeres promediaba poco más de un año por encima. Solamente en México y Colombia pasan de nueve años (figura 3).
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figura 3
Para 2010 se espera que la esperanza de vida de los hombres crezca 0.31 años, llegando a siete años y medio, y para las mujeres el incremento estimado es de 0.49 años, lo que resulta en un promedio de casi nueve años. Mientras que en el año 2020 los hombres de 80 años podrán llegar a vivir casi ocho años más y las mujeres más de nueve, debido al incremento en la esperanza de vida de 0.27 y 0.42 años respectivamente.
 
También en este segmento México presenta las mayores posibilidades de sobrevivencia, tanto en hombres como en mujeres. Esto indica que la mortalidad de los adultos mayores está más controlada y, por ello, se mantiene en niveles más bajos en comparación con el resto de los paí- ses de la región.
 
En resumen, las tendencias de la esperanza de vida en América Latina señalan que al llegar a 60 años las mujeres pueden vivir 25 años más y los hombres 20. A los 70 años, las mujeres tienen posibilidades de alargar su vida quince años, mientras que en el caso de los hombres, se observa un desplazamiento hacia el mismo número de años. Finalmente, la esperanza de vida a los 80 años está cerca de alcanzar diez años, tanto para los hombres como para las mujeres.
 
Los niveles máximo y mínimo de la esperanza de vida de los adultos mayores para América Latina tienden a la convergencia, pues el diferencial se va reduciendo en el transcurso de los años; esto puede hablar de que los paí- ses se están dirigiendo hacia un punto que puede ser considerado el límite posible para la esperanza de vida. Además la diferencia entre los niveles máximo y mínimo de esperanza para las mujeres es mayor en comparación con la que se presenta en los hombres (cuadro 2).
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cuadro 2
El por qué de la diferencia en la esperanza de vida de hombres y mujeres puede resultar más complejo de lo que se imagina. En primera instancia, biológicamente la mujer tiene una mortalidad menor que la del hombre en los primeros meses de vida; sin embargo, a edades más avanzadas existen muchos factores que contribuyen a una mayor mortalidad masculina.
 
Por ejemplo, los accidentes son más frecuentes entre los hombres que entre las mujeres como consecuencia de la mayor exposición a riesgos físicos que generalmente están vinculados a aspectos laborales. Sin embargo, existen otras situaciones en donde el riesgo de accidente no se relaciona con la situación de trabajo: hay más homicidios entre hombres que entre mujeres, más fumadores que fumadoras, más hombres usan medios de transporte, el abuso de bebidas alcohólicas es superior entre los hombres, etcétera. Es necesario considerar que los niveles de ingreso más elevados, aunados a una educación que oriente hacia una alimentación más sana, que promueva el ejercicio y la moderación en el uso del cigarro y del alcohol, podrían ser elementos importantes para elevar la esperanza de vida entre los adultos mayores.
 
Conclusiones
 
Hay que tener en cuenta las consecuencias de una mayor longevidad. Pues si la vida de una persona de 60 años puede prolongarse por más de veinte años, es decir rebasar 80 años de edad, resulta que más de un cuarto de su existencia será considerada como adulto mayor.
 
Los países de América Latina incrementarán la esperanza de vida de su población de la tercera edad a ritmos cada vez menores, esto podría indicar que están próximos a alcanzar su límite en las décadas futuras. Sin embargo, esta tendencia también se observa en los países industrializados —a la vanguardia en los procesos de transición demográfica y epidemiológica—, que no han dejado de incrementar su esperanza de vida, aunque a ritmos decrecientes. Por lo tanto, es de esperar que en América Latina haya transformaciones de mayor o menor magnitud dependiendo de las características de cada país.
 
América Latina se encuentra en un proceso de crecimiento en la longevidad de su población, producto de los cambios en las condiciones generales de vida y el progreso de las ciencias médicas. Estos factores, junto con el control de la natalidad, conducen a un proceso de envejeci- miento de la población que traerá diversas consecuencias en los ámbitos económicos, sociales y políticos.
 
Por su parte, los acelerados cambios en las aspiraciones y los estilos de vida, la creciente movilidad geográfica y social de las personas, así como las transformaciones en las relaciones entre los miembros de las familias y la magnitud de las experiencias compartidas, son algunas características del contexto en el que cada vez más personas alcanzan la tercera edad.
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SITIOS WEB
 
www.eclac.cl/celade www.un.org/esa/population/unpop.htm
CUADROS Y FIGURAS
 
Cuadros 1 y 2: CONAPO-DIF. 1994. El proceso de en- vejecimiento en México.
Figuras 1, 2 y 3: Elaboración de la autora a partir de CELADE. 2001. “América Latina: Fecundidad”, en Bo- letín Demográfico, núm. 68.
María Teresa Velázquez Uribe
Dirección General del Colegio de Ciencias y Humanidades, Universidad Nacional Autónoma de México.
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como citar este artículo

Velázquez Uribe, María Teresa. (2004). El envejecimiento de la población. Ciencias 75, julio-septiembre, 28-34. [En línea]
 
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El envejecimiento y los radicales libres
 
Mireya Velázquez Paniagua, Bertha Prieto Gómez y Rocío Contreras Pérez
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Lo más sorprendente del envejecimiento es que, tras el milagro de la morfogénesis, esto es la creación de un organismo a partir de una masa de células, el cuerpo es incapaz de mantenerse tal y como se formó.
 
T. KIRKWOOD
 
El abatimiento de las causas de muerte asociadas a diversas enfermedades conduce al alargamiento de la vida de los seres humanos, que en promedio alcanzan una edad de 1 200 meses. Esto representa casi el doble de lo que viven los caballos o una y media vez el promedio de vida de los elefantes, y hace de nosotros uno de los mamíferos más longevos del planeta. A pesar de ello, tal y como aparece a lo largo de nuestra historia, no ha decaído el deseo humano de mantenerse vivo y sobre todo joven por más tiempo. Un ejemplo son los alquimistas que, envueltos en el misterio de la oscuridad y la leyenda, realizaban diversos actos persiguiendo tres objetivos: la transmutación de los metales comunes en oro, la piedra filosofal y el elíxir de la eterna juventud.
 
Actualmente ya no seguimos buscando la eterna juventud sino que tratamos de entender los mecanismos responsables del envejecimiento y las alteraciones que este proceso natural causa en los distintos órganos y sistemas de un organismo, acaso con la idea de mejorar la calidad de vida.
 
El aumento en la esperanza de vida en nuestras sociedades tiene una marcada influencia sobre los procesos de salud, pues a medida que se incrementa la edad aparecen afecciones crónicas y degenerativas que resultan en enfermedad y la subsecuente muerte del individuo. Esta situación implica profundos cambios en diversos ámbitos de la organización social (programas de salud, economía, entre otros).
 
El envejecimiento es un proceso complejo que involucra tanto factores intrínsecos como extrínsecos a los seres vivos. Los mamíferos comparten algunas de sus características, como el incremento en la mortalidad después de alcanzar la maduración, los cambios en la composición bioquímica de los tejidos, una progresiva disminución de las capacidades fisiológicas y de adaptación a cambios ambientales, y una mayor susceptibilidad y vulnerabilidad a las enfermedades.
 
El envejecimiento produce alteraciones sistémicas cuando la mayoría de los órganos y tejidos van disminuyendo su actividad. Estas modificaciones comprenden la reducción de la flexibilidad de los tejidos, la pérdida de células nerviosas, el endurecimiento de los vasos sanguíneos y la disminución general del tono corporal. Diversas causas se han asociado a este deterioro; entre ellas se encuentran las de índole genética, los cambios en la actividad metabólica celular o en los procesos bioquímicos, las alteraciones hormonales y las condiciones ambientales. Varias de ellas son alteraciones que ocurren en los distintos aparatos y sistemas como resultado del proceso de envejecimiento.
 
En el sistema nervioso se presenta una disminución del impulso nervioso, los reflejos y la memoria, así como una creciente dificultad para el aprendizaje. Además, el envejecimiento fisiológico en el eje neuroendócrino se caracteriza por una alteración en los patrones de secreción hormonal. Por ejemplo, se ha reportado una disminución en la amplitud de los pulsos nocturnos de la hormona liberadora de gonadotropinas (GnRH) en el anciano. Estas alteraciones hipotálamicas también se ven reflejadas en otras funciones como la termorregulación, el control de la presión arterial y la sed. El anciano presenta un mayor riesgo de desarrollar hipotermia, trastornos electrolíticos e hipertensión arterial.
 
El sistema músculo esquelético sufre un progresivo debilitamiento, resultado de la pérdida de masa muscular que lleva al organismo a la degeneración en los cartílagos y ligamentos, y a la falta de flexibilidad y elasticidad muscular.
 
En el sistema óseo disminuye el contenido mineral y la masa ósea porque con la edad tiene lugar un descenso en la ingesta de calcio y una reducción en su absorción. Este defecto absortivo es consecuencia de un déficit de vitamina D. Por ello el envejecimiento implica un mayor riesgo de sufrir fracturas osteoporóticas.
 
El aparato digestivo ve declinar sus funciones vitales, como la incorporación correcta de los nutrimentos en la ingestión (falta de dientes), la digestión y la absorción, así como la excreción de los desechos; mientras que en el aparato genitourinario se reduce la función de excreción renal, lo cual no permite la adecuada eliminación de toxinas.
 
Finalmente, en el sistema endocrino se producen cambios en la cantidad, la composición celular y la función del tejido endocrino secretor. Las glándulas disminuyen de tamaño y desarrollan áreas de atrofia que se acompañan de cambios vasculares y fibrosis. Además, se ha descrito un fallo progresivo en la glándula pineal que se manifiesta en un descenso gradual en los valores de melatonina, lo cual es considerado un marcador del envejecimiento en los seres humanos.
 
Los radicales libres
 
En las últimas décadas han surgido diversas teorías que intentan explicar el proceso de envejecimiento, entre ellas una de las que tiene más adeptos es la de los radicales libres. Esta teoría propone que, debido a la alteración de los mecanismos antioxidantes, se generan y acumulan los radicales libres y se produce un estrés oxidativo que daña estructuras celulares, lo cual conduce a la muerte celular.
 
En todos los cambios arriba mencionados subyace la formación excesiva de radicales libres, mismos que ocasionan la destrucción de las macromoléculas de la célula (ácidos nucleicos, lípidos, carbohidratos y proteínas), induciendo una disminución en la resistencia al ambiente y un incremento en la fragilidad celular.
 
Los radicales libres son resultado de los procesos fisiológicos propios del organismo, como el metabolismo de los alimentos, la respiración y el ejercicio, o bien son generados por factores ambientales como la contaminación industrial, el tabaco, la radiación, los medicamentos, los aditivos químicos en alimentos procesados y los pesticidas. Son átomos o moléculas extremadamente reactivas, debido a que en el orbital más externo de su estructura tienen uno o más electrones sin aparear. Esta inestabilidad les confiere una avidez física por la captura de un electrón de cualquier otra molécula de su entorno, ocasionando que la estructura afectada quede inestable (figura 1).
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figura 1
De esta forma pueden establecer reacciones en cadena por medio de varios transportadores que se oxidan y se reducen secuencialmente, cuando un radical libre inicial modifica una biomolécula después de transferir o capturar un electrón. El daño es transmitido por medio de los transportadores, que incluso pueden ser moléculas circulantes.
 
Con base en esta definición, son radicales libres la molécula de oxígeno, el átomo de hidrógeno y los metales de transición (en estado iónico). La enorme reactividad de los radicales de oxígeno los lleva a interactuar ávidamente con otras moléculas.
 
Los radicales libres se forman por fuentes exógenas o endógenas. Un ejemplo de las segundas se observa en los sistemas biológicos, los cuales necesitan el oxígeno para su metabolismo energético. Aproximadamente 80% del adenosín trifosfato (ATP) que utilizamos se forma en las mitocondrias, donde se consume entre 85 y 90% del oxígeno. En ellas, el oxígeno molecular disuelto entra a la cadena respiratoria para reducirse a agua, proceso en el que son generados en forma sucesiva, el anión superóxido, el peróxido de hidrógeno y el radical hidroxilo, especies de radicales derivadas del oxígeno.
 
Las estructuras subcelulares de generación de radicales libres incluyen principalmente las mitocondrias, los lisosomas, los peroxisomas, así como la membrana nuclear, la citoplásmica y la del retículo endoplásmico.
 
Una vez que el radical se genera tiene una vida media de microsegundos, corto lapso de tiempo en el que es capaz de interactuar con las biomoléculas cercanas.
 
Los radicales libres juegan un papel fisiológico clave en la homeostasis, como es el caso del óxido nítrico sintetizado por la enzima óxido nítrico sintasa. El óxido nítrico participa en la relajación muscular, el control del tono vascular y varias otras funciones que dependen de la guanosina monofosfato cíclico (GMPc). El superóxido (O2 ̄ ) formado por la oxidasa NAD(P)H controla la producción de eritropoyetina, participa en el control de la ventilación, en la relajación del músculo liso y en la transducción de señales de varios receptores membranales que activan funciones inmunes. En general, los radicales derivados de especies reactivas de oxígeno intervienen en la respuesta del estrés oxidativo (el bombardeo persistente de moléculas por radicales de oxígeno reactivo) y mantienen la homeostasis redox.
 
Los radicales libres son generados y utilizados por células como los neutrófilos, los monocitos, los macrófagos, los eosinofilos y la fibroblastos para eliminar organismos extraños como bacterias y virus. Pero el incremento de estos radicales conduce a un deterioro celular que se refleja de manera muy pronunciada durante la vejez, etapa en que se presentan varias enfermedades asociadas al daño oxidativo (destrucción molecular producida por radicales libres derivados del oxígeno).
 
Una vez formados los radicales libres por el metabolismo celular, éstos son capaces de reaccionar rápidamente con la molécula vecina. Los lípidos representan el grupo más susceptible debido a la presencia de dobles enlaces en sus ácidos grasos, además de constituir de manera fundamental el organelo celular más expuesto, que es la membrana celular (en el cuadro 1 se describen algunas de ellas).
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cuadro 1
Las células han desarrollado mecanismos que las protegen del efecto nocivo de los radicales libres con base en un complejo sistema de defensa constituido por los agentes antioxidantes. Así, cuando se incrementa la producción de radicales libres, estos mecanismos se activan para controlar y estabilizar el ambiente redox intra o extracelular. Los antioxidantes se definen como aquellas sustancias que, presentes en bajas concentraciones respecto a las de un sustrato oxidable (biomoléculas), retardan o previenen la oxidación. Al interactuar con el radical libre, el antioxidante cede un electrón, se oxida y se transforma en un radical libre débil no tóxico (figura 2).
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figura 2
Existen dos tipos de antioxidantes: los endógenos, dotados por el propio sistema biológico, y los exógenos, tomados de la dieta (cuadro 2).
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cuadro 2
Las propiedades de los principales antioxidantes y la descripción del tipo de radical libre al que neutralizan en el sistema biológico se resumen en el cuadro 3.
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cuadro 3
Algunas evidencias
 
El envejecimiento se ha asociado a un incremento en la concentración de radicales libres, posiblemente por la reducción de la actividad antioxidante o el incremento de factores prooxidantes, lo cual deriva en un descontrol en la producción y eliminación de radicales libres que se refleja en la elevación del daño oxidativo celular y se manifiesta en afecciones diagnosticadas durante la vejez.
 
Clínicamente se han relacionado muchas enfermedades crónicas con el daño producido por los radicales libres, las cuales afectan a todos los aparatos y sistemas del organismo, como algunos tipos de cáncer (en pulmón, estómago y piel), la inflamación y padecimientos inmunitarios que involucran al riñón (glomerulonefritis, falla renal crónica), el hígado (hepatitis), el páncreas (diabetes mellitus) y el sistema nervioso (Alzheimer, Parkinson); alteraciones en los vasos y el corazón (incremento en la presión arterial, acumulación de grasa en los vasos sanguíneos) y padecimientos oftalmológicos, como las cataratas, el sangrado ocular y el daño degenerativo de la retina. Las sustancias que inducen el incremento en la producción de radicales libres, como el alcohol o el humo de cigarrillo, producen en el individuo afecciones como lesiones cardiacas por alcoholismo, mientras que en el fumador es frecuente encontrar lesiones pulmonares (enfisema), cáncer de pulmón y de bronquios.
 
Existen abundantes evidencias que indican que el daño oxidativo está involucrado en el proceso de envejecimiento y en las enfermedades asociadas a éste. Las especies de radicales derivados de oxígeno son carcinógenas potenciales, ya que facilitan la mutagénesis, la promoción tumoral y su progresión. Recientes investigaciones muestran que las dietas ricas en frutas y vegetales son capaces de reducir ciertos tipos de cánceres así como enfermedades cardio-vasculares. Estas dietas contienen antioxidantes exógenos como carotenos o las vitaminas A, C, y E.
 
También en la patogénesis de la arteroesclerosis se ha involucrado la producción excesiva de especies de radicales derivadas de oxígeno, que promueven un proceso de lipoperoxidación, induciendo una muerte masiva de macrófagos, con lo que se inicia la formación de lesiones arteroescleróticas. Algunos estudios revelan que esta lipoperoxidación puede ser disminuida por la vitamina E.
 
El sistema nervioso central es particularmente susceptible al daño por radicales libres debido a sus altos requerimientos energéticos, su gran consumo de oxígeno, la elevada concentración de ión ferroso (Fe2+), la alta composición de lípidos polinsaturados y los niveles relativamente bajos de algunos sistemas de antioxidantes. Una amplia serie de enfermedades neurodegenerativas están asociadas a la intervención de radicales libres.
 
El proceso de la cadena respiratoria en la mitocondria genera cuatro radicales libres por cada molécula de oxígeno que entra al sistema, es así que el ADN mitocondrial está expuesto a un ambiente oxidativo. Con la edad, este ADN sufre un progresivo daño por los radicales libres en el músculo esquelético, el diafragma, el músculo cardíaco y el cerebro. Los defectos de la respiración mitocondrial no sólo se encuentran en tejidos normales sino también en los de personas con enfermedades que se manifiestan durante el envejecimiento, como el mal de Parkinson, el de Huntington (alteraciones en el movimiento), el de Alzheimer (en la memoria) y las lesiones del músculo cardíaco y el esquelético. Se ha propuesto que agentes bloqueadores de la cadena respiratoria como la Coenzima Q10, la vitamina E, la nicotinamida y la vitamina C podrían amortiguar algunos de los efectos de las mitocondropatías y el envejecimiento.
 
En el cerebro de pacientes afectados por la enfermedad de Alzheimer se ha detectado una proteína amiloide-ß mutada (Dß), situada en las placas seniles. Una serie de investigaciones sugieren que esta proteína causa degeneración y muerte neuronal por medio del incremento en la producción de radicales libres. Se ha reportado que la melatonina es capaz de prevenir el estrés oxidativo y la muerte de neuronas expuestas a la proteína amiloide. Este hecho, entre otros, sugiere que la melatonina es como un potente neuroprotector, gracias a su poder antioxidante. La melatonina es una hormona altamente lipofílica, propiedad que la habilita para atravesar cualquier barrera fisiológica, logrando penetrar hasta el núcleo celular y, en su camino, a todos los sitios celulares, en donde es capaz de neutralizar radicales libres. Es importante señalar que la concentración de melatonina y de otras sustancias endógenas antioxidantes se reduce en el envejecimiento lo que da inicio al incremento del estrés oxidativo y el envejecimiento celular.
 
Conclusiones
 
Los estudios actuales están enfocándose a analizar el impacto que tienen las especies de radicales libres derivadas o no de oxígeno en el proceso de envejecimiento, como una pauta para comprender el mecanismo sistemático que siguen estas moléculas para iniciar el deterioro o la muerte celular.
 
Si bien el proceso de envejecimiento depende de varios factores, el estrés oxidativo es un aspecto crucial en el desarrollo del mismo, ya que una vez iniciado el daño por los radicales libres, éste puede generar una reacción en cadena que, aunada a la incapacidad de los sistemas antioxidantes endógenos para controlar el incremento en la producción de los radicales libres, termina por inducir afecciones letales en la fase de vejez. Con base en estos hechos, el uso de antioxidantes en la dieta diaria de individuos en etapa de vejez podría disminuir las alteraciones generadas por el estrés oxidativo, no “rejuveneciendo” al sujeto sino mejorando su calidad de vida.
 
Aunque falta mucho por investigar, es posible que en un futuro no muy lejano podamos utilizar sustancias endógenas como la melatonina, que en el anciano se encuentra disminuida, con el fin de lograr una mejora en la calidad de vida en esta etapa.
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Mireya Velázquez Paniagua Bertha Prieto Gómez
Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México.
 
Rocío Contreras Pérez
Centro Interdisciplinario de Ciencias de la Salud, Instituto Politécnico Nacional.
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Velázquez Paniagua, Mireya y Prieto Gómez Bertha, Contreras Pérez Rocío. (2004). El envejecimiento y los radicales libres. Ciencias 75, julio-septiembre, 36-43. [En línea]
 
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  de la solapa  
     
El insecto
 
 
Jules Michelet
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En El insecto la naturaleza es un espejo de la sociedad. Este juego de reflejos nos permite apreciar la visión que se tenía en aquél entonces tanto de la naturaleza como de la sociedad, y percibir la manera en que las distintas concepciones del mundo existentes en la sociedad imprimían en la naturaleza su propio sello, proyectándose en ella, para luego mostrar esta imagen como un ejemplo a seguir por la humanidad. Es uno de los rasgos más interesantes de esta obra. La aparición de la teoría de Darwin acallará muchas de estas interpretaciones al imponerse la lucha por la existencia y la sobrevivencia del más apto como el mecanismo de la evolución —idea que tomó de Malthus para llevarla a la naturaleza. La ideología siempre ha estado presente en la ciencia.
 
A diferencia de la gran mayoría de los escritores de temas científicos, Michelet no hace de lado “lo subjetivo”, es transparente en sus pasiones e ideales, y construye un relato que lleva al lector en un impulso vital a alcanzar tales alturas. Conocimiento y pasión son los ingredientes de su escritura, y fue siempre su preocupación al emprenderla, tal y como se lo manifestó a Sainte Beuve en una carta escrita en 1835, en donde hace patente su inquietud por lograr la unión de los distintos ámbitos que maneja —“religión, derecho, geografía, literatura, arte, etcétera”—, en una misma narración, así como la manera de proporcionar “un movimiento vital” a todos esos elementos para lograr “la unidad del relato”. Fue lo que hizo del gran historiador también un reconocido escritor. “En el orden del saber —escribió Roland Barthes tomando como ejemplo a Michelet—, para que las cosas se conviertan en lo que son, lo que han sido, hace falta este ingrediente: la sal de las palabras. Este gusto de las palabras es lo que torna profundo y fecundo el saber”.
 
Es justo esta conjunción lo que hace de El insecto un texto fascinante, en donde el lirismo propio del romanticismo de la época coexiste con sus inevitables prejuicios sociales —de género, raza, etcétera—, las observaciones científicas con ríspidos debates teóricos permeados por los conflictos políticos e ideológicos del momento, la precisión de los textos de célebres naturalistas con la fantasía de los relatos de viajeros, la historia humana con la historia natural, lo llamado objetivo con lo supuestamente subjetivo.
 
Así, a pesar de los innumerables conocimientos que se han generado desde entonces en el campo de la entomología, de los cambios en la misma clasificación de los insectos, esta obra conserva el impulso vital que le imprimió su autor. Bien lo dice Roland Barthes: aunque la ciencia contemporánea refute algunas de las afirmaciones que contienen las obras de Michelet, siempre “encontraremos en él pura y llanamente una escritura”.
 
Fragmento del prólogo
El insecto,
Jules Michelet
Prólogo y traducción de César Carrillo Trueba
Cien del mundo, CNCA, México, 2000. 217 p.
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Michelet, Jules. (2004). El insecto. Ciencias 75, julio-septiembre, 79. [En línea]


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  del herbario  
     
Las costras biológicas del suelo y las zonas áridas
 
 
Víctor Rivera, Irma Manuell y Héctor Godínez
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Las zonas áridas son ecosistemas altamente heterogéneos por la amplia variación en los patrones de temperatura y precipitación y la existencia de distintos tipos de suelo con características contrastantes. Estas cualidades provocan que algunas de ellas presenten una gran diversidad biológica y un elevado número de especies endémicas, como el desierto sonorense, el Valle de Tehuacán-Cuicatlán, y los Bolsones Interandinos de Colombia y Venezuela que destacan por su alto número de especies de plantas y vertebrados terrestres.
 
No obstante, actualmente existen grupos de organismos que habitan en estas zonas cuya riqueza específica y abundancia ha sido poco estudiada, por lo que no se cuenta con suficiente información sobre su importancia para el funcionamiento de dichos ecosistemas. Entre ellos están las bacterias heterótrofas y autótrofas, las algas, los microhongos, los líquenes y las briofitas. Comúnmente estos microrganismos viven asociados conformando comunidades que pueden desarrollarse en las capas superficiales del suelo o bien sobre éste, denominadas costras biológicas, organogénicas, criptobióticas, microfíticas o microbióticas. Aunque las costras han sido encontradas en los ecosistemas árticos, boreales y áridos, es en los últimos donde aparentemente tienen mayor importancia ecológica, ya que pueden llegar a cubrir hasta 70% de la superficie. Los estudios sobre la composición específica de las costras muestran que son más o menos similares en distintos ecosistemas —ejemplo de ello son las semejanzas entre las especies de organismos halladas en las costras de las zonas áridas y de las regiones árticas. Algunos géneros de bacterias heteró- trofas encontrados comúnmente son Pseudomonas, Acinetobacter y Micrococcus, en tanto que las bacterias au- tótrofas pueden estar representadas por las cianobacterias Microcoleus, Schizothrix y Nostoc, los líquenes por los géneros Collema y Catapyrenium, y las briofitas por Tortula, Aloina y Bryum (figura 1).
 
a
figura 1
 
 
La diversidad de estos microrganismos en nuestro país es poco conocida, ya que no existen inventarios completos de muchos de ellos. Algunos estudios recientes realizados en el Valle de Tehuacán-Cuicatlán indican la presencia de siete especies de cianobacterias (por ejemplo Scytonema javanicum y Microcoleus sociatus) y diecinueve de musgos (como Didymodon revolutus y Erpodium acrifolium). Es necesario continuar con estos trabajos para completar los inventarios de las especies que conforman esas costras y poder compa- rarlas con aquellas reportadas para las costras de otros desiertos.
 
 
El papel que juegan las costras en el funcionamiento de los ecosistemas áridos es un tema no exento de controversias. Sin embargo, existen evidencias que sugieren su influencia en la fertilidad y estabilidad del suelo, y en la composición y abundancia de las especies que habitan en estos ambientes, producto de las interacciones que establecen con plantas vasculares y animales.
 
 
Con respecto a la fertilidad del suelo, algunas especies de bacterias autótrofas y heterótrofas participan en el ciclo del nitrógeno, ya que poseen la enzima nitrogenasa que les permite fijar el nitrógeno atmosférico, elemento considerado factor limitante en los suelos de las zonas áridas, contribuyendo así al reservorio de nutrimentos disponibles para las plantas. La cantidad de nitrógeno fijado por estas comunidades puede ser de hasta 100 kilogramos por hectárea al año y varía dependiendo de las condiciones ambientales de las regiones donde habitan. Además del nitrógeno, las costras pueden incrementar el contenido de carbono en los suelos, pues algunos microrganismos dominantes realizan la fotosíntesis y acumulan cantidades significativas de productos derivados de este proceso. Así, en los desiertos del suroeste de los Estados Unidos se ha estimado que las costras pueden aportar desde 6 hasta 350 kilogramos de carbono por hectárea al año. De igual forma, el incremento de otros elementos, como el fósforo y el potasio, también ha sido relacionado con la presencia de las costras.
 
 
Las zonas áridas son altamente vulnerables a la erosión hídrica y eólica puesto que en ellas existen amplias áreas de suelo desprovistas de vegetación. Las costras microbióticas crecen preferentemente en los suelos desnudos, por lo que pueden contribuir a estabilizar el suelo y disminuir el riesgo de erosión. Las estructuras de fijación de las guros” donde las condiciones de humedad y nutrimentos son favorables para la germinación de las semillas y la sobrevivencia de las plántulas. Este hecho puede tener efectos positivos sobre la demografía de las plantas, pues en las zonas áridas el establecimiento de las plántulas frecuentemente está limitado por la cantidad de humedad disponible en el suelo. No obstante, el efecto positivo de las costras varía dependiendo de la región y la especie de planta que se trate. El crecimiento individual es otro aspecto del ciclo de vida de las plantas que puede ser modificado por la interacción con las costras. En este sentido, los tejidos de las plantas que crecen en superficies encostradas tienen un mayor contenido de algunos nutri- mentos —cobre, magnesio, nitrógeno, potasio, zinc— que aquellos de plantas creciendo en suelos desnudos. En nuestro país, los estudios recientemente hechos en laboratorio sugieren que las costras del Valle de Tehuacán-Cuica-tlán pueden incrementar la germinación y el crecimiento de algunas especies de plantas vasculares como la leguminosa Mimosa luisana y el cactus columnar Myrtillocactus geometrizans. No obstante, para conocer la relevancia de las costras en el nivel pocianobacterias, musgos, líquenes y briofitas se entretejen en las capas superficiales del suelo, formando una especie de red que atrapa cuerpos orgánicos y partículas minerales, y permite la infiltración del agua, con lo que participan en el ciclo hidrológico. Por otro lado, las costras reducen la energía erosiva del agua al acentuar la rugosidad de la superficie del suelo. En los desiertos de Australia y Norteamérica las costras facilitan la infiltración, mientras que en los de Israel impiden la entrada del agua e incrementan la escorrentía superficial. Al parecer, estas diferencias están relacionadas con la composición específica de las costras, las propiedades del suelo y la topografía.
 
 
Las costras microbióticas establecen diversas interacciones biológicas con otros organismos de la comunidad. Son el alimento o el hábitat de distintas especies de animales invertebrados como protozoarios, nemátodos, moluscos y artrópodos. Con los vertebrados las interacciones están restringidas por su reducido tamaño y su relativamente baja productividad; sólo algunos rumiantes como los guanacos, las cabras y las ovejas pueden incluirlas en su dieta. En relación con las plantas, se ha sugerido que las costras proveen “sitios seblacional y comunitario en esta región es necesario continuar realizando trabajos en el laboratorio y en el campo con otras especies de plantas.
 
 
La evidencia anterior muestra que las costras microbióticas tienen un papel ecológico importante en las zonas áridas. Sin embargo, distintas perturbaciones ambientales como la contaminación del aire, la exposición a sustancias químicas, la presencia de plantas invasoras, el pisoteo del ganado, la minería y el fuego pueden afectar su composición específica, su cobertura y su actividad fisiológica.
 
 
La información disponible muestra que el tiempo de recuperación de las costras después de una perturbación es variable, ya que depende de su composición específica y de la región en donde se hallan. En algunos desiertos norteamericanos, como el de Mojave y la Meseta de Colorado, se ha estimado que las cianobacterias y los líquenes tardan en recuperarse de 35 a 65 años y de 45 a 85 años, respectivamente, mientras que el tiempo necesario para los musgos puede ser de hasta 250 años.
 
 
En México, aproximadamente 60% del territorio está cubierto por zonas áridas que presentan problemas de conservación. La ganadería extensiva, el cambio en el uso del suelo y la erosión hídrica y eólica producen cambios rápidos y severos que afectan la dinámica de estos ecosistemas. A pesar de ello, el conocimiento acerca de la composición específica y la ecología de las costras es aún incipiente. El estudio de éstos y otros aspectos relacionados con el monitoreo de estas comunidades de microrganismos es esencial, no sólo para entender el funcionamiento de estos ambientes sino también para contribuir a su conservación.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
 
Belnap, J. y O. L. Lange (eds.). 2001. Biological soil crusts: structure, function, and management. Springer-Verlag, Berlín.
Eldridge, D. 2000. “Ecology and management of biological soil crusts: recent developments and future challenges”, en The Briologist, vol. 103, núm. 4.
Evans, R. D. y J. R. Johansen. 1999. “Microbiotic crusts and ecosystem processes”, en Critical Re- views in Plant Sciences, vol. 18, núm. 2.
West, N. E. 1990. “Structure and function of mi- crophytic soil crusts in wildland ecosystems of arid to semi-arid regions”, en Advances in Ecological Re- search, vol. 20.
FIGURAS
 
1. Basado en Belnap y Cange, 2001.
Víctor Rivera Aguilar
Irma Manuell Cacheux
Héctor Godínez Álvarez
Facultad de Estudios Superiores Iztacala, Universidad Nacional Autónoma de México
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Rivera Aguilar, Víctor y Manuell Cacheux Irma, Godínez Álvarez Héctor. (2004). Las costras biológicas del suelo y las zonas áridas. Ciencias 75, julio-septiembre, 24-27. [En línea]


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Los sistemas hidrotermales y el origen de la vida
 
Jerjes Pantoja Alor y José A. Gómez Caballero
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A finales de la década de los sesentas y principio de los setentas surge la idea de un programa de investiga- ción de carácter interdisciplinario sobre los manantiales termales de México, cuando el primero de los autores de este artículo desarrollaba una serie de investigaciones acerca de los yacimientos minerales del centro y sur de México. En esa época se iniciaban los estudios formales de la Comisión Federal de Electricidad en el Eje Volcánico Transmexicano para la exploración de yacimientos geotérmicos con miras a la generación de electricidad. En ellos se establecía una estrecha relación entre la alteración y mineralización de la roca y las zonas de hidrotermalismo activo.
 
 
No obstante que los manantiales submarinos se descubrieron en 1977 en la dorsal de las Galápagos, el hi- drotermalismo cobra auge cuando aparece en el número de noviembre de 1979 de la revista National Geographic la descripción y las fotografías de la primera solfatara submarina de alta temperatura, con enormes gusanos en forma de tubo y almejas, localizada en la dorsal Rivera a 2 500 metros de profundidad frente a la costa de Nayarit. Por su latitud, esta fumarola localizada con el submarino Alvin fue denominada “21°N”; su color era negro debido al alto contenido en sulfuros de hierro. A tal hallazgo seguiría el de las ventilas de la cuenca de Guaymas en 1982, hecho por el mismo submarino a 2 000 metros de profundidad, así como el de una serie de ventilas distribuidas a todo lo largo del sistema global de dorsales. A raíz de tales descubrimientos la importancia del hidrotermalismo ha ido en aumento, como lo manifiesta la creación de proyectos internacionales de índole interdisciplinaria —entre ellos el llamado InterRidge, creado en 1992 con sede en Tokio, con un extenso plan de actividades para el periodo 2004-2013, y el de la Carnegie Institution of Washington, enfocado tanto a sistemas terrestres como extraterrestres.
 
 
A nivel mundial, la investigación científica básica sobre los sistemas hidrotermales se desarrolla en las si- guientes líneas: 1) génesis de yacimientos minerales en sistemas hidrotermales continentales, tanto fósiles como activos; 2) nuevas técnicas y métodos para la obtención de energía en rocas secas sobrecalentadas mediante inyección de agua y la racionalización del uso de esos sistemas; 3) exploración de manantiales hidrotermales en dorsales y corteza oceá- nica; 4) origen de la biósfera; 5) infor- mación biogeológica contenida en los depósitos hidrotermales; 6) su viabilidad como ambientes potenciales de síntesis prebióticas; y 7) homologación de la evolución biológica en otros cuerpos de nuestro sistema solar.
 
 
Hidrotermalismo y mineralización
 
 
Se conoce como hidrotermalismo al conjunto de efectos producidos por el agua a una temperatura mayor que la ambiental. A los lugares donde brota este agua se les conoce como manantiales termales. Entre los fenómenos naturales más espectaculares están los manantiales calientes con temperaturas muy cercanas a la del punto de ebullición del agua. Sin embargo, un géiser es todavía más espectacular y consiste en una fuente emergente dotada de un sistema especial de calentamiento y desfogue que da lugar a una columna de agua y vapor que es expulsada con gran fuerza y frecuentemente alcanza entre 30 y 60 metros de altura. Antes y después de que el chorro cese sobreviene un estruendoso ruido provocado por la expulsión rápida y violenta de una columna de vapor, seguida por un periodo de calma al terminar la erupción. Este comportamiento confiere a la actividad del géiser un carácter intermitente y sincrónico.
 
 
Cuando un manantial tiene un gasto constante, no intermitente, de una mezcla de agua, vapor y gases, se le da el nombre de fumarola; cuando esta última precipita una cantidad abundante de azufre en la periferia y tiene un alto contenido de ácido sulfhídrico se le da el nombre de solfatara; y se llama sofión (del italiano soffione, aplicado originalmente al agua con un alto contenido de ácido bórico) cuando en la fumarola predomina el vapor. A pesar de contar con numerosas zonas geotérmicas y manantiales emergentes (ver recuadro “Sistemas hidrotermales en México”), México sólo posee un géiser, localizado en San Juan Cosalá, Jalisco, pegado a la margen occidental del lago de Chapala. Aunque en la ciudad de Puebla se halla el vestigio de un posible géiser fósil.
 
 
El agua de un manantial termal puede ser meteórica, o sea proveniente de la superficie del terreno (lluvia, ríos, lagos o del subsuelo) o magmática, que se libera junto con otros fluidos y volátiles de un magma ascendente por disminución de presión y temperatura. Al agua magmática también se le llama agua juvenil. Los sistemas hidrotermales se generan, en la gran mayoría de los casos, por fuentes magmáticas de calor. La variación en la temperatura y la densidad de los fluidos conducen a una circulación convectiva dentro de la corteza, la cual produce una transferencia de calor y minerales a gran escala. El hidrotermalismo se desarrolla en cualquier lugar de la corteza terrestre donde el agua coexiste con una fuente de calor. Los sistemas hidrotermales constituyen vestigios importantes en la evolución y diferenciación temprana de la corteza terrestre al enlazar los procesos de la litósfera con los ciclos hidrológico y atmosférico. Los precipitados químicos de sus aguas consisten en conjuntos mineralógicos simples donde predominan el sílice, los carbonatos, los sulfuros metálicos, los óxidos y las arcillas. La mineralogía depende de la composición de la roca encajonante, la temperatura, la concentración de iones hidrógeno (pH) y el potencial de óxido reducción (eH) de los fluidos hidrotermales. A través del tiempo geológico, el desprendimiento de volátiles de los sistemas hidrotermales ha contribuido significativamente a la formación de los océanos y de la atmósfera.
 
 
Cuando el magma inicia su camino ascendente desde el manto superior y alcanza la corteza oceánica o la continental —ya sea en dorsales oceánicas, puntos calientes, sitios ubicados encima de sistemas de sub- ducción o fracturas corticales—, disminuye la presión y el calor, y ocurre el llamado proceso de diferenciación magmática, que consiste en la cristalización de minerales en una serie progresiva conforme disminuye la temperatura. Así se forman diversos tipos de roca a partir del magma parental, separándose finalmente en la parte superior de las cámaras magmáticas las fracciones más ligeras, más alcalinas y más acuosas. Estas aguas magmáticas transportan, aunque en cantidades reducidas, los elementos de mayor movilidad, comunes en todos los magmas: cobre, plomo, zinc, plata, oro, litio, berilio, boro, rubidio, cesio, sodio, potasio y calcio. La capacidad de transporte de metales se incrementa debido a la presencia de cloruro y sulfuro de hidrógeno, que forman compuestos complejos con los metales.
 
Es común que en las descripciones de los depósitos minerales se haga referencia también a los minerales de alteración que los acompañan, y probablemente muy pocos geólogos podrán negar que tales zonas de alte- ración son guías muy útiles para la exploración de minerales. La alteración, aun la restringida a zonas de fracturas, puede ser el indicio de una intensa mineralización a una profundidad mayor.
 
 
Teorías de mineralización hidrotermal
 
 
Aunque los manantiales termales mineralizados deben haber sido notados desde los albores de la humanidad, no fue sino hasta mediados del siglo XVI, con la publicación de varias obras entre las que destaca De re metallica, cuando el minero alemán Georgius Agrícola planteó con una extraordinaria percepción cuatro postulados fundamentales que siguen teniendo vigencia en la actualidad: 1) que las vetas de minerales son fisuras de origen posterior al de las rocas encajo- nantes; 2) que las soluciones son de agua de origen meteórico; 3) que la fuente de los metales son las rocas por las que circulan las soluciones; y 4) que el agua al descender se calienta y disuelve los metales de las rocas por las que circula, para luego redepositarlos al ascender.
 
Después vendría la famosa controversia entre James Hutton, quien sostenía la hipótesis del “plutonismo”, la cual consideraba que todas las rocas y los minerales son producto de los magmas del interior de la Tierra, y Abraham Gottlob Werner, quien propugnaba la hipótesis del “neptunis- mo”, la cual postulaba que todas las rocas, incluyendo las ígneas y aquellas que resultan de depósitos minerales, se acumularon como sedimentos clásticos o por precipitación química en un océano primigenio.
 
 
En 1847 inicia la época moderna con Élie de Beaumont, quien expresó que muchos de los depósitos minerales fueron formados por soluciones hidrotermales derivadas de fuentes ígneas (volcánicas e intrusivas). Cuarenta años más tarde, Daubreé estuvo de acuerdo en que al menos algunos yacimientos minerales fueron formados por aguas termales, pero que éstos tenían un origen superficial, de aguas meteóricas. La mineralización en el fondo del mar por manantiales termales fue postulada desde hace casi un siglo para explicar los depósitos de hierro bandeado, que constituyen alrededor de 90% de las reservas mundiales, y de manganeso estratificado. Esa hipótesis se hizo extensiva a los depósitos de sulfuros masivos, y fue comprobada al descubrirse que en el mar Rojo se están depositando sedimentos metalíferos precipitados a partir de fluidos de alta salinidad.
 
 
Respecto a la sistematización de los depósitos minerales, corresponde a Lindgren establecer en 1933 el sistema de clasificación más usado y que en esencia aún nos rige. De él es la idea de que los depósitos fueron formados en su mayoría por sistemas hidrotermales, por lo que es considerado como el máximo exponente del hidrotermalismo.
 
 
En 1955 White realizó una profunda investigación de los minerales relacionados con manantiales termales, publicó los resultados de cuatro sistemas de connotación mundial, que incluyen Upper y Morris Basin del Parque Nacional Yellowstone, Steamboat Spring en Nevada, y Wairakei en Nueva Zelanda. Éstos se caracterizan por altas temperaturas en la superficie y a profundidad, un origen volcánico, alta radiación de calor y precipitación de minerales. Antes de este estudio se pensaba que el magma era la fuente tanto del agua como de los metales, a pesar de que Agrícola y Daubrée ya habían considerado el agua meteórica dentro de los fluidos mineralizantes; por ejemplo, Bateman conjeturaba en 1950 que los depósitos se formaban a grandes profundidades, a las que el agua meteórica no tenía acceso; no obstante, White notó que algunos depósitos de mercurio estaban obviamente relacionados con manantiales termales y que los manantiales de alta temperatura que depositaban el precipitado químico llamado “sínter” eran el equivalente moderno de los depósitos epitermales de oro y plata, por lo que a dicho autor se atribuye el reconocimiento moderno de la participación del agua meteórica en los sistemas hidrotermales.
 
 
En 1974, el mismo autor propuso una clasificación del agua en seis tipos genéticos: 1) meteórica, origina- da en la superficie; 2) marina; 3) connata, la atrapada en los poros de la roca; 4) metamórfica, asociada o resultante de procesos metamórficos; 5) magmática, sin considerar su origen inicial; y 6) juvenil, que surge a la superficie por primera vez. En cuanto a la composición de los fluidos, ésta depende principalmente de cuatro factores: 1) tipo y composición del magma parental y su historia de cristalización; 2) condiciones de presión y temperatura; 3) mezcla con aguas de otras fuentes; y 4) asimilación de la roca encajonante.
 
 
La teoría de la tectónica de placas, surgida en la década de los sesentas, condujo a la postulación de la existencia de manantiales termales submarinos. Para comprobar lo anterior se efectuó un estudio de investigación con el submarino Alvin, de la Woods Hole Oceanographic Institution, guiado por la cartografía del fondo oceánico. En dicho estudio se descubrió, en 1977, a 330 kilómetros al nordeste de las Islas Galápagos y a 1 500 metros de profundidad, el primero de tales manantiales, el ahora célebre Rose Garden. Este manantial expulsaba agua ligeramente tibia, de temperatura cercana a 25°C, que contenía áci- do sulfhídrico. Hasta entonces se consideraba que a tales profundidades, en una oscuridad total, sólo podía existir una vida exigua, que subsistía sólo de los organismos nadadores muertos que cayeran al fondo; no obstante, el submarino se encontró con una abundante vida alrededor del manantial. En este ambiente, la base de la pirámide alimentaria está constituida por bacterias que fabrican sus propios alimentos, utilizando como fuente de energía el ácido sulfhídrico mediante el proceso llamado quimiosíntesis. Rodeando la abertura se encontraban enormes gusanos en forma de tubo (Riftia pachyptila) de color blanco y cerca de 1.80 metros de longitud, y de su parte superior emergían gusanos de color rojo que alojaban en sus tejidos una gran cantidad de dichas bacterias, formando una simbiosis; ade- más se hallaron almejas y mejillones de hasta 25 centímetros. En contraste, en las dorsales del Atlántico sólo se hallarían camarones ciegos.
 
Las ventilas hidrotermales se distribuyen a lo largo de todo el sistema de dorsales oceánicas que circundan el globo con una longitud de 46 000 kilómetros. En la figura 1 se muestran los centros de mineralización hidrotermal reconocidos en el sistema de dorsales del Pacífico oriental en el hemisferio norte.

A

figura 1
En la figura 2 se ilustra esquemáticamente el fenómeno de mineralización hidrotermal que se origina a través de las ventilas hidrotermales.

b

figura 2
La zona aledaña a las dorsales se encuentra sujeta a esfuerzos de tensión que producen grietas profundas. A través de ellas el agua marina, fría y densa, se infiltra a grandes profundidades, donde se calienta por la cercanía del magma. Al ser calentada, el agua incrementa en gran medida su poder de disolución y lixivia las rocas basálticas que constituyen la corteza oceánica, las cuales contienen en cantidad reducida una gran diversidad de elementos metálicos que pa- san en solución a los fluidos hidrotermales. Estos fluidos resultan afectados por una gran multiplicidad de factores que determinan su carácter fisicoquímico extraordinariamente complejo. Debido al incremento en su temperatura, los fluidos inician su ascenso hacia la superficie del fondo marino, donde los metales transportados en solución y el ácido sulfhídrico conte- nido en los fluidos, al entrar en contacto con el agua, reaccionan para formar sulfuros metálicos, principalmente de hierro, mismo que le confiere a las columnas de fluidos emergentes un característico color negro que les ha valido el nombre en inglés de black smokers. El valor económico o no de un depósito de los llamados “sulfuros masivos vulcanogénicos” así formados depende del tiempo que opere el sistema convectivo descri- to, el cual debe alimentar el depósito en forma constante. Esto no es fácil, ya que existen muchos agentes que pueden interrumpir el desarrollo del hidrotermalismo. Como ejemplo de ello, puede citarse el del mismo Rose Garden, que al ser visitado nuevamente en 2002 para celebrar el 25 aniversario de su descubrimiento, había sido tapado por un derrame de lava y su sistema convectivo había encontrado salida en otro sitio rela- tivamente cercano, que fue llamado Rosebud.
 
 
El sistema global de dorsales oceá- nicas está sujeto a variaciones even- tuales en su comportamiento tectó- nico. Actualmente se considera que el sistema del Pacífico influye en la circulación de las corrientes marinas y el comportamiento de los fenómenos climáticos mundiales, como el lla- mado “El Niño”.
 
 
El inicio de la vida
 
 
Las etapas iniciales de la vida se sobreponen en el tiempo a un intenso periodo de bombardeo meteorítico sobre la Tierra, hace 4 000 a 3 800 mi- llones de años. Para algunos investigadores, el desarrollo de la vida pudo haber sido frustrado por los impactos de grandes meteoritos, los cuales alteraron y en parte destruyeron este hábitat primitivo. Así, los modelos simulados indican que un impacto de 500 kilómetros de diámetro habría creado una atmósfera de vapor de agua y roca fundida que en un periodo de pocos meses evaporó los océanos. Esta atmósfera vaporizada habría producido climas lluviosos con duración de varios miles de años, que restablecieron los anteriores océanos. Pero los eventos meteoríticos arcaicos también pudieron eliminar a casi todos los organismos establecidos en la superficie y permitir únicamente la subsistencia de las especies hipertermófilas. Si este escenario fue real, entonces el ancestro común en el árbol genealógico de la vida en la Tierra sería un organismo termófilo ligado a los impactos meteoríticos.
 
 
Para algunos investigadores, hace unos 3 500 millones de años, un poco después de los procesos de acreción y compactación gravitacional del polvo y los gases que crearon la Tierra, comenzaron a generarse los prime- ros elementos orgánicos, los cuales con el tiempo se volvieron más complejos y formaron las moléculas de ARN que se caracterizan por su capacidad de duplicación. ¿Como se estructuró el ARN? Todavía es un misterio. Las primeras células se parecían mucho a los modernos procariontes o a los organismos conocidos como arquea, que se generan en ambientes de alta temperatura. Tanto los modernos como los antiguos procariontes no tienen núcleo, únicamente sostienen en su interior pequeñas cantidades de material genético dentro de un citoplasma gelatinoso. Hace unos 2 000 millones de años aquellas células primitivas evolucionaron a organismos que incorporaban en su interior partes especializadas. Al principio se reproducían por división en dos partes idénticas, tal como lo hacen bacterias y arqueas en la actualidad. Un poco después, las eucariotas comenzaron a reproducirse combinando material genético de dos progenitores. Lo anterior constituye el inicio de la reproducción sexual, que incrementa la variabilidad genética y conduce a la profusión de diferentes formas de vida e intensifica el ritmo de la evolución. Así, muchas estructuras celulares y los procesos que las generan persisten en una amplia varie- dad de líneas evolutivas, una de las cuales conduce al ser humano.
 
 
Biogénesis
 
 
Los sistemas hidrotermales han jugado un papel fundamental en la evolución temprana de la Tierra y en los procesos endógenos para la síntesis de los compuestos orgánicos que constituyen los ladrillos básicos de la vida. La información genética codificada en el genoma de las especies termófilas, amantes del calor, son claves importantes en la evolución de la biósfera temprana. Por lo general los ambientes hidrotermales precipitan grandes cantidades de minerales favorables para la captura y preservación del registro fósil, lo que permite la integración de estudios de sedimentología microbiana, paleontología y geoquímica, como los que se efectúan actualmente en Yellowstone.
 
 
Las investigaciones que se realizan demuestran que los sistemas hidrotermales podrían haber constituido los ambientes adecuados para la síntesis prebiótica de los compuestos orgánicos necesarios para la vida y también un lugar para el origen de la misma. Incluso podrían ser el refugio o el ambiente extremo de los primeros organismos termófilos que aparecieron en la Tierra. Tales estudios conducen a refinar las estrategias para las investigaciones de huellas de materiales prebióticos o el inicio de la vida.
 
 
Un importante campo de estudio que se está iniciando es el del sustrato microbiano dentro de los sistemas hidrotermales desarrollados en rocas máficas y ultramáficas en el fondo marino. En este tipo de ambiente, importante por su extensión ya que no está circunscrito a las dorsales, el calor es provisto por las reacciones de serpentinización, que consisten en la alteración, debida al agua marina, de los silicatos ricos en magnesio, princi- palmente olivino, que son minerales abundantes en este tipo de rocas, sobre todo en las ultramáficas. Durante la serpentinización hay liberación de metano e hidrógeno, que son aprovechados por los microrganismos autótrofos.
 
 
Además, los procesos hidrotermales tienen una íntima relación con la formación y evolución planetaria, y es muy probable que existan, o hayan existido, en otros cuerpos del sistema solar. Por ello los sistemas hidro- termales y sus depósitos se consideran como objetivos primordiales para buscar evidencias fósiles de vida dentro del sistema solar.
 
 
Existe la fundada sospecha de la existencia de fluidos bajo la superficie de algunos cuerpos planetarios de nuestro sistema solar. Los resultados de Europa, la luna helada de Júpiter, enviados por la sonda Galileo permiten considerar a este satélite como un importante objetivo para la exploración de sistemas hidrotermales extraterrestres. Desde hace algún tiempo se investiga si los cometas y meteoritos carbonosos han aportado una cantidad significativa de material orgánico prebiótico, que posteriormente fuera utilizado en los procesos de la generación de la vida inicial.
 
 
También hay la posibilidad de que hayan existido sistemas hidrotermales en la historia temprana de los asteroides externos (cercanos a Júpiter), los cuales se consideran relacionados con las condritas carbonosas. En estos asteroides existen minerales originados por alteración hidrotermal que ocurre, por lo común, entre 50 y 100 oC. Además se considera probable la existencia de ambientes hidrotermales en la historia temprana de Marte. Se piensa que fueron comunes los depósitos de composición silícea, producidos por acción hidrotermal, pero desaparecieron hace unos 3 500 millones de años. Aun así, se especula sobre la posible existencia de agua en el subsuelo de ese planeta. Estas ideas se apoyan en la presencia de canales, dispersos caóticamente, que aparecen alrededor de los cráteres de impacto sobre la superficie del planeta. Éstos pueden haberse formado por la aportación catastrófica de un gran volumen de agua proporcionada por acuíferos subterráneos poco profundos. Al mismo tiempo, los espectrómetros de emisión para la detección de anomalías térmicas han descubierto hematita especular en superficies específicas de ese planeta; en el ambiente terrestre, dichos depósitos se precipitan únicamente en ambientes hidrotermales.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
 
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Beaumont, É. 1847. Note sur les émanations volcaniques et métallifères, en http://gallica.bnf.fr/ Fonds_Frantext/T0088272.htm.
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Daubrée, G. A. 1887. Les eaux souterraines aux époques anciennes. París.
Agricola, Georgius. De re metallica. (1.a edición en latín de 1556). Traducido en 1912 por Hoover, H. C. y L. H. Hoover. Dover, Nueva York, 1950.
Lindgren, W. 1933. Mineral deposits. McGraw- Hill, Nueva York (4.a ed.).
Miller, A. R. 1964. “High salinity in sea water”, en Nature, vol. 203, pp. 590-594.
Oftedahl, C. 1958. “A theory of exhalative-se- dimentary ores”, en Geol. Foren. Stockholm. Forh., vol. 80, pp. 1-19.
Van Hise, C. R. y C. K. Leith. 1911. “The geology of the Lake Superior iron region”, en U.S. Geological Survey Monograph, núm. 52, p. 641.
White, D. E. 1955. “Thermal springs and epither- mal ore deposits”, en Economic Geology, Fiftieth Anni- versary Volume, pp. 99-154.
White, D. E. 1974. “Diverse origins of hydrother- mal ore fluids”, en Economic Geology, vol. 69, pp. 954- 973.
Jerjes Pantoja Alor
José Arturo Gómez Caballero
Instituto de Geología, Universidad Nacional Autónoma de México.
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como citar este artículo

Pantoja Alor, Jerjes y Gómez Caballero, José Arturo. (2004). Los sistemas hidrotermales y el origen de la vida. Ciencias 75, julio-septiembre, 14-22. [En línea]
 
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Reforma y triunfo del inglés. Ciencia, educación y literatura en el renacimiento isabelino
 
Rafael Martínez Enríquez y Laura Furlan Magaril
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Language most shewes a man: speake that I may see thee
(El lenguaje, más que nada, exhibe al hombre: habla para que pueda verte)
 
 
BEN JONSON
 
El inglés, como todo idioma, debió recorrer un largo camino para adquirir su propia identidad. Sus orígenes, el periodo cuando aparece plenamente identificado, se remite a la época del Beowulf, en el lejano siglo XI, y se considera que para el XV ya había adquirido plena conciencia de la necesidad de contar con una prosa más sofisticada, así como un vocabulario más amplio y una estructura que respondiera a las posibilidades de la imaginación.
 
 
Llegado el siglo XVI, el inglés no había gestado su propio Dante, y a lo más contaba con Chaucer y John Skelton, quienes a pesar de recibir los halagos de William Caxton —el primer impresor en Inglaterra y a la vez traductor y autor con méritos propios—, no habían logrado que el inglés alcanzara la excelencia del griego o el latín. Sin embargo, es en esta época cuando la conjunción de factores sociales, como la reforma religiosa, el avance del humanismo, la necesidad de mejorar la educación y difundir el conocimiento científico, en particular sus aspectos útiles para el comercio y la navegación, propiciaron una revolución en el lenguaje que puso a Inglaterra a la vanguardia de la literatura europea.
 
 
En 1499, en el prólogo a The Contemplation of Sinners, el obispo de Durham comentaba haber escrito la obra intercalando textos en latín y en inglés, lo primero “To gyve consolacyon in that byhalf to lettred men whiche understande latyn” (Para dar consuelo por su parte a los hombres de letras que entienden latín), y los segundos dirigidos a quienes no entendían el latín, a pesar de que —dice— “Our grosse natyue langage and specyally in dytement of meter can not agree in all poyntes with the perfeccyon of latyn” (Nuestro burdo lenguaje nativo, en especial carente de medida, no puede concordar en todos los puntos con la perfección del latín).
 
 
A principios del XVI, la prosa de Tomás Moro y los melodiosos sonetos de Wyatt y Surrey prometían una nueva primavera para la literatura inglesa. Sin embargo, una serie de obstáculos impidieron que esta explosión de creatividad desembocara de inmediato en un formato desligado de los modelos dominantes en el continente. En los tiempos previos a Spencer las deficiencias del inglés aún eran muchas, entre ellas destacaba su incapacidad para alcanzar la elocuencia del latín o por lo menos la del francés. John Skelton —poeta y experto en lenguas clásicas, muy apreciado en los círculos eruditos de Oxford y de Cambridge— escribió en 1545 The boke of Phyllyp Sparowe, donde confiesa en boca de uno de sus personajes que:
 
For as I to fore haue sayd...
Our natural tonge is rude
And hard to be ennuede
With pollysshed tearmes lustye
Oure language is so rustye
So cankered and so ful Of frowardes and so dul That if I wold apply To write ornately
I wot not where to finde Termes to serve my mynde.
 
 
(Pues como antes había dicho / Nuestro lenguaje natural es tosco / Y difícil es otorgarle lustre / Añadiéndole términos refinados / Nuestro lenguaje está tan enmohecido / Tan ulcerado y tan lleno / De insolencias y es tan burdo / Que si me propusiera / Escribir con elegancia / No sé dónde encontrar / Los términos que sirvieran a mi mente).
 
 
Skelton lamenta que su lengua vernácula carezca del número suficiente de expresiones que aporten lustre y elegancia, condiciones necesarias para alcanzar la elocuencia de otras lenguas. Ni siquiera en Gower, literato de gran fama en su tiempo, se podrían encontrar palabras cargadas de la elocuencia anhelada, pues su “englysh is olde / And of no value told” (inglés es antiguo / y se dice que con ningún valor), y lo mismo decía de Lydgate —discípulo de Chaucer— quien tampoco había encontrado la fórmula para traducir honorablemente The Troy Book, frente al cual sus recursos lingüísticos “stumbleth aye for faute of eloquence” (tropezaban por falta de elocuencia).
 
 
El mismo Caxton tenía en poca estima el resultado de sus esfuerzos para traducir al inglés las obras que, escritas originalmente en otras lenguas, consideraba debían ser leídas por sus compatriotas —en particular quienes no conocían el latín— para aumentar su cultura y conocimiento del mundo, de su constitución y su historia. El idioma original de muchas de sus traducciones era el francés, mismo que no alcanzó a dominar, y su aprendizaje del inglés estaba “viciado” por haber crecido en el área de Kentish —suburbio al norte de Londres— “where I doubte not is spoken as brode and rude Englissh as in any place in England” (donde sin duda se habla un inglés tan burdo e inculto como en cualquier lugar de Inglaterra). Esta actitud crítica hacia la calidad de su escritura se repite en varios de sus prólogos y epílogos, en los que se reprocha su pobre manejo del “art of rhetoric”, de “curious gay terms of rhetoric” (términos floridos y curiosos de la retórica), o de su carencia de “ornate eloquence” (ornada elo- cuencia). Este sentimiento no era exclusivo de Caxton, por el contrario, reflejaba una opinión muy extendida y que lo mismo surgía de quienes escribían poesía como de los que se proponían divulgar el conocimiento, aun el alquímico. Así, en el Ordinall of Alchimy de Thomas Norton, escrito alrededor de 1474 e incluido en la legendaria colección de textos alquímicos de Elias Ashmole conocida como Theatrum Chemicum Britannicum, su autor considera necesario esgrimir una justificación por su manejo de “plaine and common speache” (lenguaje plano y común), atribuyendo el hecho a que escribe para grupos de bajo nivel educativo. Prefiere escribir “in English blunt and rude” (en inglés tosco y burdo) que sea entendido por “Ten Thousand Layman” (diez mil legos) en lugar de los “ten able Clerkes” (diez capaces hombres de letras), que podrían leerlo en latín.
 
 
La pobreza del inglés era fácil de explicar en esos tiempos: la literatura considerada de calidad y cuya temática abarcaba —o se reducía a— cuestiones filosóficas, religiosas, científicas y todo aquello vinculado con las artes liberales, se escribía en latín, francés o italiano. El inglés, aún inmaduro como lengua, a los ojos de muchos eruditos, había sufrido y seguía siendo víctima de la intromisión de por lo menos cinco lenguas traídas por quienes en el pasado invadieron Inglaterra y sembraron el caos en los significados de las palabras que constituían “this rude and symple englissh” (este burdo y simple inglés). En oposición a lo que ahora se piensa, en el sentido de que por lo general la asimilación de elementos de otros idiomas enriquece el lenguaje que los recibe, cuando la “invasión” es tan violenta y se ostenta como imposición, el sentimiento que produce es de agresión y de inferioridad de la propia lengua. Al respecto escribía en 1530 un traductor del inglés al latín: There is also many wordes that haue dyuerse vnderstondynges / and some tyme they ar taken in one wyse / some tyme in an other [...] Dyuerse wordes also in dyuerse scryptures: ar set and vnderstonde some tyme other wyse the auctoures of gramer tell or speke of. (Existen también muchas palabras que poseen diversos significados / y en ocasiones adoptan uno de ellos / y en otras toman otro [...] También varias palabras, en diversas escrituras son tomadas y entendidas en sentidos diferentes a como lo dicen o señalan los autores de gramática).
 
 
Y tan variado es el inglés que —decía— pareciera que cada región tendría un dialecto: Oure language is also so dyuerse in yt selfe / that the commen maner of spekynge in Englisshe of some contre can skante be vnderstondid in some other contre of the same londe. (Nuestro lenguaje es tan variado por sí mismo / que la manera usual de hablar inglés en alguna región puede apenas ser entendida en alguna otra región de la misma provincia).
 
 
Baste como muestra de la “diversidad de lenguaje” el recabar tres maneras de escribir una palabra, la que se refiere a “espejo”, el speculum latino del que tanto se escribió en la Edad Media al buscar en este objeto, por medio de analogías y metáforas, los “reflejos” de la naturaleza, y también por el carácter simbólico que adquirió en la literatura popular dedicada a los sueños. La palabra que actualmente se escribe como mirror (espejo) aparecía en varios títulos, como en la traducción de A. Barclay de un texto de Mancinus, el Myrrour of good manners publicado alrededor de 1323; tenemos también en 1481 The Mirrour of the World de W. Caxton, en 1587 A Mirror for Mathemathiques: A Golden Gem for Geometricians de Robert Tanner, y el ya mencionado, The boke callyd the Myrroure of oure Lady publicado en 1530.
 
Parecía que varios de quienes escribían en inglés en el siglo XVI encontraban deleite en denigrar su medio de expresión. Así, en 1521, al traducir al inglés la vida de un santo, Henry Bradshaw se queja de que “he dyd his busy cure / Out of latine in Englisshe rude and vyle” (Llevó a cabo sus múltiples curaciones / no en latín sino en inglés tosco y vil), y contrasta la versión latina, “flourisshyng in the flouers of glorious eloquence” (floreciendo con las flores de la gloriosa elocuencia), con lo que podía calificar de “rudeness all derke” (rudeza toda oscura) a su traducción. Para mejorar esta situación no ve otra salida que utilizar lo que uno de sus admiradores calificó de “polished terms“ (términos pulidos), refiriéndose a los neologismos creados a partir de vocablos importados del griego y el latín. De paso rinde homenaje a quienes le precedieron en el afán de dotar con elocuencia al inglés, puliendo lo que tiene de “bárbaro”, que en el Riders Dictionarie de Francis Holyoke, editado en 1612, significaba “incompte, inconcinne, impolite, incondite, inquinate, georgice” (inepto, tosco, sin educación), y que en el Enterlude called the Triall of Treasure de 1567 aparecía como la antítesis de lo elocuente: “Though the style be barbarous, not fined with eloquence” (aunque el estilo sea bárbaro, sin las finezas de la elocuencia). Para muchos los modelos a seguir son “the ancient poets, flowering in eloquence” (los poetas de antaño, en quienes florecía la elocuencia), destacando Chaucer y “sententious Lydgate, pregnant Barclay, and inventive Skelton” (el sentencioso L., el fecundo B., y el in- ventivo S.). Pero aun éstos, en el sentir de muchos, carecían de la elocuencia que haría del inglés una lengua tan rica como las que vienen del romance: “the speche of En- glande is a base speche to other novel speches, as Italion, Castylion, and Frenche” (el habla de Inglaterra es un habla vulgar con respecto a otras lenguas, como el italiano, el castellano y el francés), nos dice Andrew Borde en 1548, y en el mismo tono se manifiesta Roger Ascham veintidós años más tarde: “next to the Greek and Latin tonge, I like and loue Italian above all others” (después del griego y del latín, me gusta y amo al italiano por sobre todos los demás).
 
 
Pero como suele suceder, y es un caso ejemplar la evolución de un idioma aunado a la percepción de éste entre sus usuarios y entre quienes les resulta una lengua extranjera, mientras la cuestión de su falta de refinamiento y elocuencia contaminaba a la nación, exhibiéndola como carente de la elegancia que otros países dispensaban en sus costumbres y lenguajes, surgieron otras voces que con plena conciencia del lustre que emana de una nación orgullosa de su lengua, emprendieron la reforma y el enriquecimiento del hasta entonces “thys, our barbarous- nesse Englyshe tounge” (ésta, nuestra bárbara lengua inglesa).
 
Se aceptaba que el Englysshe fuera todavía “indigest and barbarous” (indigesta y bárbara), como lo era en el pasado, pero mucho más que ahora, “before it was enriched and amplyfied by sundry bookes in manner of all artes translated owt of Latine and other toonges into Englysshe” (antes de ser enriquecido y ampliado mediante los diversos libros que del latín y otras lenguas fueron traducidos al inglés). Es decir, es la misma tarea de trasvasar textos al inglés lo que enriquece a esta lengua, asimilando vocablos cuyos significados no eran recogidos por palabras vernáculas, pues en ocasiones había que utilizar hasta tres palabras del inglés para recoger el significado de una en latín. Y a pesar de que para algunos resultaba imposible reproducir la elocuencia del latín y del griego, pues el inglés a su parecer es “plain, honest and substantial, but uneloquent” (llano, honesto y sustancial, pero falto de elocuencia), el conocimiento y la cultura debían estar al alcance de “mercaderes y de los hombres rudos y sin mucha educación”, quienes por no haber “attayned the knowledge of those languages, in whych notwythstandinge many thinges are worthy to be knowen, some must neades contente them selves to wade only in the trouble streams of Translators” (por no poseer el conocimiento de aquéllas lenguas, en las que sin embargo muchas cosas merecen ser conocidas, algunos deben de contentarse con vadear las corrientes turbulentas de los traductores).
 
 
No obstante, mediante un proceso de acumulación, esto correría en beneficio de la mother tonge, pues había quienes opinaban que una medida de la importancia de un idioma era el peso del conocimiento que encerraba en su vocabulario y su capacidad de expresión, y por ello no huían del trabajo de traducción. Al respecto Thomas Wilson reconoce la imposibilidad de traducir a Demóstenes haciendo justicia al griego en que plasmó su obra, pero sostiene que en vista de que los hombres expresan en inglés las ideas del pensador griego, “may I not or any other sette downe those reasons by penne, the wich are uttered dayly in our common speach, by men of vnderstanding” (puedo yo o cualquier otro verter [en el papel] dichas razones con una pluma, aquéllas que a diario son emitidas en nuestro lenguaje común por los hombres bien educados); es decir, si la lengua vernácula puede ser utilizada en el habla, ¿por qué no habría de ser permitida en libros impresos?, “and therefore in my simple reason there is no harm done I saye to anye body by this my English translation” (y por ende en mi cándida razón no se comete daño alguno en contra de nadie, digo yo, con la traducción al inglés).
 
 
Apuntando más alto, Tomás Moro apoyaba sin reservas que la Biblia fuera traducida una vez más al inglés, superando los esfuerzos anglosajones de tiempo atrás y los más recientes de Wyclif en el siglo XIV. Argumentando que a cualquier persona una lengua extranjera le parecería bárbara, y pensando que al igual que del griego se tradujo al latín la palabra de los evangelistas, lo mismo puede hacerse del latín al inglés, Moro sale al paso de quienes no conceden al inglés la riqueza necesaria para transmitir las fórmulas de la Biblia latina. Y qué mejor defensa que la propuesta por Tyndale en 1528, al responder a quienes consideraban que las Santas Escrituras “can not be translated into our tonge” (no pueden ser traducidas a nuestra lengua). Decir esto, para Tyndale, “it is so rude” (es tan agresivo). Y agrega que: It is not so rude as thei are false lyers. For the Greke tonge agreeth moare with the englysh then with the latyne. And the properties of the Hebrue tonge agreeth a thousande tymes moare with englysh then with latyne [...] a thousand partes better maye it be translated [el hebreo] in to the english / then into the latyn [...] and though shall finde in the englesh croncycle how that kynge Adelstone caused the holy scripture to be translated into the tongue that then was in Englonde / and how the prelates exhorted him therto (No es tan tosco como son ellos falsos embusteros. El griego concuerda más con el inglés que con el latín. Y las características del hebreo se acomodan mil veces más con el inglés que con el latín [...] mil tantos es mejor traducir el hebreo al inglés / que al latín [...] y encontrarás en la crónica inglesa cómo el rey Adelstone hizo que las Santas Escrituras se tradujeran a la lengua que entonces se hablaba en Inglaterra / y cómo los prelados lo exhortaron hacia tal fin).
 
 
Y mientras unos defendían, en beneficio de quienes sólo entendían y leían inglés, las traducciones de los textos religiosos, otros se preguntaban por qué Aristóteles y Platón —Greke philosophers— e Hipócrates y Galeno —Greke Phisitions—, quienes seguramente amaban su lengua materna, no escribieron en hebreo. O por qué Cicerón, nacido en el seno del mundo latino, no escribió su Rethorike o Philosophie en lengua griega, “surely as he testifiethe hym self, he had the perfect knowledge of the Greke toonge, yet he wrote nothing therin which we have extant at this day” (tan seguro como que él mismo lo testificó, poseía un conocimiento perfecto de la lengua griega, y sin embargo no escribió nada en dicho idioma que nos haya llegado a nuestros días).
 
 
La educación y el conflicto religioso
 
 
Pero no sólo se trataba de amor por la lengua del territorio que les vio nacer, también se consignaban las venta- jas de enseñar las disciplinas más sofisticadas en la forma que mejor se acomodara al entendimiento. Así, Georger Baker presumió en 1576 que todas las: “Arts and sciences may be published in that tongue which is best vnderstanded: as for example, Hippocrates, Galen [...] Aetius, were Grecians, and wrote all in the Greeke, to the perfect vnderstanding of their countrey men. Also [...] Celsus, being a Latinist, wrote in the Latine. Auicen and Albucrasis, Arabians wrote in the Arabicke tongue. The eternal fame of which worthy men shell never bee extinguished [and] ourr English is as meet and necessary for vs, as is the Greeke for the Grecians” (las artes y las ciencias podían ser publicadas en el lenguaje que sea mejor entendido: por ejemplo, Hipócrates, Galeno [...] Aetio, eran griegos, y todos escribieron en griego, y con ello alcanzaban un entendimiento perfecto por parte de sus coterráneos. También [...] Celso, siendo de origen latino, escribió en latín, Avicena y Albucasis, árabes ellos, escribieron en lengua arábiga. Y la fama eterna de esta distinguida estirpe nunca se extinguirá [y] nuestro inglés es tan apropiado y necesario para nosotros como el griego lo era para los griegos).
 
 
Por su parte, desde mediados del siglo XVI, la religión fue un elemento que cobró suma importancia en el debate entre quienes presionaban por usar al inglés en todo tipo de escritos y quienes deseaban mantener, por diversas razones, al inglés fuera de la arena de los textos filosóficos, los religiosos y también los científicos. Aunque esta división no fue tan estricta, no se aleja de los hechos decir que por lo general los protestantes se colocaron del lado de quienes apoyaban el uso del inglés y los católicos del de quienes levantaban barreras a esta práctica. En este sentido, Thomas Harding —católico de gran renombre— defendía la opinión de que algunos de los misterios que aparecen en la Biblia no deberían ser dados a conocer a todo el mundo, pues habría muchos que no entenderían. Según John Standish, traducir las Escrituras al inglés sería como arrojar perlas a los cerdos, pues los ignorantes, al no ser capaces de razonar los misterios, los tomarían al pie de la letra y trastocarían la doctrina cristiana. Más agresivo, Harding se dirige a los protestantes y les espeta: “yee prostitute the Scriptures [...] as baudes doo theire Harlottes, to the Vungodly, Vnlearned, Rascal people [...] Prentises, Light Personnes, and a rifferaffe of the people” (usted prostituye a las Escrituras [...] como los alcahuetes lo hacen con sus rameras para beneficio de los hombres sin Dios, de los iletrados, los pillos [...] los aprendices, los ingenuos, y de toda clase de personas). Y agrega que los carentes de erudición fueran apartados de la lectura de los textos sagrados, y que esto ocurrió gracias a “the special providence of God” (la especial Provi- dencia de Dios), ya que “pretious stoanes should not be throwen before swine” (ya que las piedras preciosas no deben ser arrojadas a los cerdos).
 
 
Esta manera de razonar se extendía a casi cualquier expresión literaria, y para muchos, en particular los católicos, la función de la literatura era expresar las verdades en forma un tanto velada, para que sólo las elites entendieran los mensajes y su contenido no se viera profanado por el torpe entendimiento de quienes carecían de educación. Así se evitaría, nos refiere John Dohnan —quien se opone a que Cicerón sea traducido al inglés— “the prophaning of the secretes of Philosophy, whiche are esteemed onely of the learned, and neglected of the multitude” (la profanación de los secretos de la Filosofía, que son apreciados sólo por las personas cultas y son despreciados por las multitudes).
 
 
En la oposición católica hacia la traducción de textos bíblicos al inglés resuena el eco de los argumentos ofrecidos por médicos y otros que vivían de su sapiencia, y que no respondían a otra cosa que a sus propios intereses gremiales. En tanto que la Iglesia o los profesores universitarios aparecieran como los únicos poseedores del significado de las palabras, doctas o divinas, el prestigio y la importancia de estos grupos estaban a salvo. A ello se sumaba el temor, en particular en los países católicos, de caer en herejías propiciadas por el mal uso o interpretación de la doctrina, y el recelo que producía la discusión libre y abierta de ideas que, mal controlada, podría subvertir el orden social establecido. Un excelente ejemplo de esta situación lo constituye el caso de la España de Felipe II. A mediados del siglo XVI, cuando aún era gobernada por Carlos V, era evidente que la flama de la herejía se extendía, en gran medida, gracias a los textos protestantes que llegaban a la península ibérica provenientes de Ginebra. Recién llegado al trono Felipe II, en 1559 se publicó el primer Índice español de libros prohibidos, lo que trajo como consecuencia la celebración de una serie de autos-de-fe que pretendían suprimir los focos de distribución de ciertos libros y la discusión de las ideas que contenían. El Concejo de Castilla y la Inquisición tuvieron a su cargo la supervisión y licencia de los libros que se publicaban o entraban a España. Quien fuera encontrado con libros en su poder que no tuvieran la “licencia” era juzgado, y las más de las veces ejecutado y sus bienes confiscados. El colmo fue que Felipe II ordenó el casi inmediato regreso de los españoles que estudiaban en el extranjero, excepto el de aquéllos que seguían estudios de teología en colegios ortodoxos como los de Bolonia, Roma, Nápoles y Coimbra. Igualmente, los viajes al extranjero estaban regulados y no se permitía visitar países donde la semilla protestante había germinado.
 
 
Con el tiempo esta política, si bien mantuvo la hegemonía absoluta del catolicismo en España, resultó desastrosa en lo que se refiere al avance de la ciencia. Al contrario de lo que sucedió en esa época en Italia, Alemania, Francia e Inglaterra, en España hubo un estancamiento en la enseñanza y el desarrollo del saber científico, tanto en las universidades como en los centros de trabajo donde las ciencias y las técnicas tenían un papel protagónico: astilleros, fábricas de telas, centros mineros, talleres de escultores, de pintores y de constructores de instrumentos científicos, etcétera. Esta situación también se reflejó en una fuerte caída en el número de estudiantes que ingresaron a las universidades, sin importar la orientación de sus estudios. En 1668 Lorenzo Magliotti relataba que toda la literatura que se lee en España se reduce a la teología esco- lástica y a una medicina pasada de moda que no va más allá de los trabajos de Galeno.
 
 
Para fortuna de los ingleses, los avatares políticos, el espíritu de empresa y los afanes de muchos de los mejores intelectos de Inglaterra crearon un ambiente que propició una serie de acciones que hicieron de su idioma, en primera instancia, el vehículo de transmisión de las ideas y conocimientos de vanguardia que circulaban en el continente europeo y, a la postre, el modo de expresión, creación y socialización de su cultura.
 
 
La transición del inglés de lengua hablada a lengua escrita no fue sencilla, como se puede apreciar en los múltiples pasajes en inglés que aparecen en este escrito. Hubo que vencer temores, algunos de carácter altruista y otros alzados en defensa de uno u otro gremio. Entre los primeros está el suponer que la existencia de textos médicos escritos en inglés permitiría que muchos hombres y mujeres ignorantes, al leerlos, creyeran estar capacitados para atender a los enfermos, con los peligros que esta práctica permitía preveer. A esto respondió William Turner en 1551 señalando que si Dioscórides escribió su gran libro de herbolaria en griego, y lo mismo hizo Galeno al momento de erigir el edificio más impresionante de la medicina griega, y estos textos eran leídos por griegos y romanos que conocían dicha lengua, aun así no se tenía noticia de que esta práctica “gyve occasion for every old wyfe to take in hand the practice of Phisick” (daba la oportunidad para que cualquier anciana tomara en sus manos la práctica de la medicina), se preguntaba si cualquiera de ellas “gyve any just occasyon of murther?” (había provocado un asesinato), y concluía que en su entender no veía impedimento alguno en poner a disposición de sus compatriotas ingleses un tratado de herbolaria escrito en inglés.
 
 
A raíz de la ruptura de Enrique VIII con Roma, ocurrida en 1534, y de la transferencia de la autoridad religiosa de la Iglesia Católica hacia la Biblia, la traducción de esta última al inglés se convirtió en un imperativo. John Shute, al traducir al inglés The first parte of the Christian Instruction en 1565, sostiene que la palabra divina es la única autoridad, y que por consiguiente debe ser plasmada en inglés dado que “The layman in the battles of life needs it more than the sequestered monk, and that the plowman’s opinion, when nearer to the Bible than the Pope’s, is to be prefered to the latter” (el seglar en las batallas de la vida lo necesita más que el monje en su encierro, y que la opinión del labrador, cuando más cercana esté de la Biblia de lo que está de la palabra del Papa, debe ser aún más preferida que esta última). Por fin, y gracias a una especie de democratización lingüística, la palabra del individuo común y corriente quedaba por encima de la autoridad papal. Y si esta barrera del lenguaje había sido salvada, por qué no hacer lo propio con los asuntos de la ciencia y de otras disciplinas más “vulgares”, y con ello alcanzar los logros de otras naciones que acostumbraban “for the advancement of their country and people to bring them unto the understanding and knowledge of all, and all maner of Artes and science: in so much there is not anye Authour that hath written in anye tongue, or of any Art or Science which they haue not translated into their owne proper and vulgar tongue, for the common commoditie of their countrey” (para el mejoramiento de su pueblo y de su gente aproximarlos hacia la razón y el conocimiento de todo, de todas las Artes y las ciencias, y como no existe ningún Autor que haya escrito en cualquier lengua, o de cualquier Arte o Ciencia que no haya sido traducido a su propia lengua vernácula, para la comodidad común de todo su territorio).
 
 
Nacionalismo, literatura y ciencia
 
 
El discurso para defender y alentar la publicación de textos en inglés encontró un eco de tipo nacionalista: si otros países producían textos en sus lenguas vernáculas, ¿por qué no Inglaterra? Era un deber de los ingleses igualar la balanza con otros países, en particular con Francia e Italia. “For what kinde of science or knowledge euer was inuented by man, which is not now in the Italian or French? And what more prerogatiue haue they then we English men?” (¿Pues qué tipo de ciencia o conocimiento fue alguna vez inventado por el hombre que no exista ya en italiano o francés? ¿Y de qué privilegios gozan ellos por encima de los de nosotros, los ingleses?).
 
 
Por su parte, el comentario de Henry Billingsley, en el prefacio a su traducción de los Elementos de Euclides, tiene un tono que invita a enderezar el rumbo, pues achaca a la traducción a lenguas vernáculas la superioridad que en las ciencias mecánicas poseen otros países sobre Inglaterra. Fue así como al educar a los artesanos y a quienes desempeñaban un oficio que requería un cierto grado de especialización se impulsó el crecimiento de la literatura en inglés. Los espíritus nacionalistas se sumaron a esta empresa y, soslayando las características que hacían del inglés un idioma bárbaro y carente de elocuencia, contribuyeron a que su lengua creciera en refinamiento y alcanzara el lustre y energía de una lengua que se enriquece al proliferar su uso y responder a los retos que esta práctica genera: la asimilación de vocablos derivados del latín, griego, italiano, alemán, danés, español, y el recurrir a circunloquios, fueron todas ellas circunstancias que transformaron el inglés y le añadieron dosis de autoestima a quienes lo utilizaban en su escritura.
 
 
Respondiendo a muchas críticas, John Dee, autor del famoso prefacio a la traducción de Billingsley de los Elementos, considera que esta edición vernácula del más importante texto matemático concebido hasta su época, de ninguna manera afectaría el honor y prestigio de las universidades inglesas y de sus estudiantes: “For, the Honour, and Eftimation of the Vniuerfities, and Graduates, is, hereby, nothing diminished” (el honor y la estimación de las Universidades, y de los Graduados queda, en este caso, en nada disminuidos). De forma congruente con esta posición, y al contrario de lo que sucedía en España, los estudiantes ingleses eran invitados a viajar a otros países “to enrich our toong with knowledge heretofore / Not common to our vulgar speech” (para enriquecer nuestra lengua con el conocimiento que hasta este momento no es usual en nuestro hablar común).
 
 
Thomas Digges, cuya fama proviene del pequeño opúsculo en el que presenta la que sería la versión más leída en la Inglaterra isabelina del sistema copernicano, publicado como un añadido a la reedición del Prognosticatione de Leonard, su ilustre padre, se suma a quien con fervor patrio desea publicar “the demonstrations of these and many moe strange and rare Mathematicall Theoremes, hytherto hidden and not knowen to the worlde” (la demostración de éstos y de muchos más extraños y raros Teoremas Matemáticos, hasta ahora ocultos y no conocidos por el mundo). Y se compromete a “to imploy no small portion of this my shorte and transitorie time in storing our natiue tongue with Mathematical demonstrations, and same suche other rare experiments [...] as no forayne Realme hath hytherto been, I suppose, partaker of” (a emplear una porción no pequeña de este mi corto y transitorio tiempo en abastecer nuestra lengua vernácula con demostraciones matemáticas y otros experimentos igual de raros [...] como, supongo, ningún otro reino extranjero ha sido hasta hoy partícipe).
 
 
Digges fue discípulo de Dee y pasó algún tiempo en la casa de éste en Mortlake, donde varios de los más prestigiados miembros de la corte de la Reina Virgen asistían para gozar del aprendizaje de la astronomía, las matemáticas, la astrología y la alquimia. Ahí coincidieron algunos de los espíritus más progresistas del reino, entre ellos Sir Philip Sidney, a quien Giordano Bruno dedicó sus Degli heroici furori y Lo Spaccio de la bestia trionfante, Edmund Spencer, autor de The Faerie Queene en 1590 —donde Isabel I aparece como la figura imperial que restaurará el cristianismo en toda su pureza en el mundo— y que in- cluye múltiples referencias a la magia, tanto demoníaca como angelical.
 
 
Era éste un extraño concilio de personalidades: poetas, matemáticos, astrónomos, astrólogos, etcétera, cada uno a su vez fungiendo como eslabón de otras cadenas que ligaban ideas, proyectos y aventuras que contribuían al apuntalamiento de nuevos moldes culturales, como lo sería el fortalecimiento del inglés. Entre ellos, poco conocidos en nuestros días, pero en su momento hombres de gran influencia, estaban William Temple y Gabriel Harvey. Ambos fueron firmes defensores de las doctrinas de Pierre de la Ramée (Petrus Ramus), cuyo pensamiento básicamente se oponía al sistema aristotélico, sosteniendo el derecho a cuestionar las ideas del Filósofo y rechazar las que no encontraran sostén en la razón. Temple fue secretario particular de Philip Sidney hasta su muerte en 1585, y luego pasó a desempeñar el mismo papel con Earl de Essex. Harvey, señalado como “a great and continual patron of paradoxis and a main defender of straung opinions, and that communly against Aristotle too” (un real y sostenido patrón de actividades paradójicas, y un defensor importante de opiniones extrañas y que, por lo general, eran también contrarias a Aristóteles), contagiaba a quienes lo leían por su insaciable curiosidad por los temas científicos, y en particular los astronómicos. Conocía en persona a varios de los grandes pensadores de la época y sus textos incluían citas y comentarios relacionados con casi todo hombre de ciencia importante de su tiempo.
 
 
Dotado con una aguda percepción del futuro de la ciencia, su formación humanista le llevó a concebir a la poesía como una especie de conocimiento, como una actividad que debía transmitir “sapientia”. Nadie estaba más convencido que Harvey de que el propósito de un gran poema era resumir porciones de sabiduría tanto de la filosofía natural como de la moral. Por ello admiraba a Chaucer y a Lydgate, pues mientras otros los apreciaban por “their witt, pleasent vaine varietie of poetical discourse [...] I specially note their Astronomie, philosophie, & other parts of profound or cunning art” (su ingenio, y por una agradable y banal variedad en su discurso poético [...] personalmente distingo la Astronomía, la filosofía, y otras partes de un profundo y sutil discurso), y agregaba que “it is not sufficient for poets, to be superficiall humanist: but they must be exquisite artist & curious vniversal scholler” (no es suficiente para los poetas ser humanistas superficiales: deben ser artistas exquisitos y [hombres] curiosos con una erudición universal).
 
En consecuencia, reclamaba a Spencer su relativa ignorancia respecto a cuestiones astronómicas —aunque comparado con el ciudadano promedio del siglo XXI el conocimiento de los cielos por parte de Spencer es muy superior— y se sumaba a un número considerable de intelectuales ingleses que impulsaban el aprendizaje de las ciencias, y en particular las de corte matemático. Entre éstos estuvieron William Kempe, autor de The Education of children in learning en 1588, donde las matemáticas recibían un trato especial, y también de la traducción al inglés de la Arithmeticae de Pierre de la Ramée; William Bedwell, traductor de la Geometriae del mismo autor francés, obra a la que añade señalamientos propios, y Thomas Hood, quien además de publicar escritos matemáticos de su autoría también puso a disposición de sus coterráneos el mismo texto geométrico, pero bajo otro título.
 
 
Para cuando estos textos aparecen, el siglo de Enrique VIII e Isabel I tocaba a su fin. Inglaterra había transitado de su Edad Media a un Renacimiento que en lo político y lo económico había sobrepasado a sus rivales franceses e italianos, y en el arte de la guerra y el desarrollo cultural, en particular en la componente científica, había dejado a España a la saga, aprendiendo en el camino a responder, con G. Harvey, “why a God ́s name main not we, as else de Greeks, haue the kingdome of our owne lenguage?” (¿por qué en el nombre de Dios no podemos nosotros, al igual que los griegos, poseer el reino de nuestro propio lenguaje?). La fuerza del nuevo inglés provenía, en gran medida, de su disponibilidad a enriquecerse con el “yeerely increase” (aumento anual) de palabras vernáculas que superaba a lo que ocurría con otras lenguas, pues “daily both new guardes are inuented; and bookes still found, that make a new supplie of old” (a diario nuevas tutelas son inventadas; y además se encuentran libros que constituyen el repuesto de los viejos).
 
 
John Rastell, entre el ocaso del XV y el alba del XVI, auguraba que el inglés sería una lengua tan rica, preciosa y elocuente como lo eran las lenguas clásicas. Cien años después se decía de la lengua de los ingleses que había alcanzado galanura y fluidez, y que era “capable of any excelence such as the power to express thoughts sweetly and properly” (capaz de cualquier excelencia, tal como la capacidad de expresar pensamientos dulce y decorosamente), como lo desearía un poeta —Sidney en este caso—, pero también pesaba que la nueva filosofía, y su querella con el saber de los clásicos, le hacía volver la espalda al latín y apoyarse en la lengua vernácula que había crecido y ganado en autoridad, al tiempo que la usaba como forma de expresión e intercambio de información. Para John Wallis, puritano y científico, el inglés ofrecía como muestra de su superioridad la simpleza de su estructura gramatical. Esto no era una pieza más de propaganda lingüística, su opinión tomaba como sustento sus propias investigaciones acerca de la mecánica subyacente a la formación de los sonidos que constituyen el habla, y sus esfuerzos por reducir el número de reglas gramaticales que controlarían el lenguaje.
 
 
Sin embargo, todas estas disputas acerca de la capacidad, elocuencia y belleza de la lengua inglesa, y que con Wallis hay que situarlas en las primeras décadas del siglo XVII, ya eran en el imaginario inglés meros debates de intelectuales. En los hechos, el reconocimiento había llegado de la mano de Sidney, Spencer, Marlowe, Chapman, y del trabajo de traducción de la afamada “Biblia del rey Jacobo” —King James Bible— o Versión Autorizada de 1611. De ésta se dice que sus formas llenas de gracia, aunque manteniendo algunos elementos arcaicos que reflejaban la conservación de pasajes afortunados de traducciones previas, constituyó una aportación de gran envergadura y permanencia para la prosa inglesa. Su lenguaje, equilibrando lo antiguo con lo moderno, confirió dignidad y lucidez a las ceremonias seculares y religiosas, y por su arraigo entre la sociedad contribuyó a cimentar la autoridad del idioma inglés.
 
 
Y si esto no bastara, también estaba ahí el gran personaje de la cultura isabelina, el señor que del polvo hizo estrellas y de los sueños realidades, de quien Bloom hizo el inventor de lo humano en el mundo moderno, y que, según sus contemporáneos, hablaba como lo harían los dio- ses mismos: ¿Quién negaría que si las Musas se expresaran en inglés, “[They] would speak with Shakespeare’s fine filed phrase”? (hablarían con las finamente hiladas frases de Shakespeare?)
NOTA
 
En vista de que este texto se propone mostrar los conflictos y transformaciones que llevaron al inglés a ser considerado un idioma “culto”, hemos dejado las citas en inglés, tal y como aparecen en la fuente original, para que el lector pueda apreciar el tenor de los argumentos. Se incluye la traducción de los mismos.
 
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
 
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Digges, Leonard. 155?. A Prognostication of Right Good effect. Reeditado en 1556, con cambios como A Prognostication euerlasting. Publicado una vez más bajo la supervisión de su hijo, Thomas Digges en 1576 y 1583.
Digges, Thomas. 1576, 1583. A Perfit Description of the Coelestial Orbes. Publicado como un opúsculo en la obra anterior. Publicado en 1983 en español en Nicolás Copérnico, Thomas Digges[...] Opúsculos sobre el movimiento de la Tierra. Alianza Editorial, Madrid.
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Rafael Martínez Enríquez
Laura Furlan Magaril
Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México.
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como citar este artículo

Martínez Enríquez, J. Rafael y Furlan Magaril, Laura. (2004). Reforma y triunfo del inglés. Ciencia, educación y literatura en el renacimiento isabelino. Ciencias 75, julio-septiembre, 46-59. [En línea]
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Refranero zoológico
 
 
Anita Hoffman
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Este libro es el resultado de lo que inició hace pocos años como un simple pasatiempo, el de hacer una recopilación paremiológica sobre los animales, considerada entonces limitada a unos cuantos refranes. Siempre nos ha interesado conocer algo más sobre el papel que los demás animales han jugado en la vida del hombre a lo largo de su historia y evolución; los refranes nos indican algo de ello, pues como ya se ha dicho “en cada refrán hay una verdad” o “la persona que es curiosa, tiene un refrán para cada cosa”, además, “en los apuros y afanes, pide consejo a los refranes”.
 
Este interés pronto se extendió a las personas de nuestro círculo, de manera que alumnos, compañeros, amigos y familiares empezaron a enriquecernos con muchas nuevas de estas expresiones populares; otras más se fueron recogiendo de gente del pueblo en los diferentes estados del país. Se comenzó, además, a indagar sobre la literatura pertinente, no solamente la popular que se encuentra en las librerías, sino también las obras clásicas que pudieron localizarse en bibliotecas particulares de amigos y de la Universidad Nacional Autónoma de México. La lista empezó a crecer en forma vertiginosa, con la cual se tuvo la esperanza que el resultado final sobrepasaría la cifra de diez mil. Y decimos final, porque hasta aquí se ha decidido llegar; la verdad es que el decir de la gente es una fuente inagotable de dichas expresiones.
 
Dichos y refranes típicamente mexicanos hay muchos, pero también una gran cantidad fueron traídos por los españoles; hay, asimismo, los que provienen de otros países, incluyendo algunos traducidos del inglés, alemán, francés, chino, etcétera, que, con el tiempo, han sido absorbidos dentro del refranero popular de México; a esto han contribuido mucho los modernos medios de comunicación. Sin embargo, el lenguaje folklórico de los mexicanos es tan característico por su ingenio, picardía y doble sentido de las palabras que, quien lo conozca, sabrá reconocer de inmediato su procedencia. Típico de ello son, por ejemplo, los pregones de la lotería que se oyen en las ferias de los pueblos y que por este motivose decidió incluirlos también aquí.
 
En la búsqueda de estos elementos, nos dimos cuenta que en el folklore de los pueblos, muchas otras expresiones pueden manifestar el sentir hacia los animales y pueden estar en alguna forma ligadas a los refranes. En ocasiones, éstos han derivado de ciertas canciones, fábulas, moralejas y cuentos populares. A su vez, refranes ya conocidos han sido incluidos como parte de la letra de canciones populares, romances y coplas o de alguna novela o escrito literario. Por esta razón se decidió incluir en este estudio algunas de las coplas que suelen oírse en ciertas regiones de México, sobre todo en el estado de Veracruz, así como trozos de la letra deciertas canciones referentes al tema que nos ocupa.
 
Todas estas expresiones que se oyen a diario en la boca de alguien, han sido estructuradas por la única especie animal que puede hacerlo, el hombre; y lo ha logrado observando y analizando el comportamiento de los animales, de los cuales ha evolucionado y con los que siempre ha convivido. A partir del momento en que este ser encontró la manera de transmitir sus ideas y pensamientos, mediante símbolos dibujados o escritos, pudo dar a conocer su sentimiento hacia los animales con los que compartía su vida. Así, desde su más remota historia, hasta los tiempos actuales ha variado su sentir hacia ellos, expresándolo de muy diferentes formas, con alegría, simpatía, admiración, compasión, preocupación, temor, horror y repulsión, entre otros sentimientos. Asimismo, los ha aprovechado para compararlos con sus semejantes o con situaciones especiales, en forma jocosa, irónica, satírica, crítica, lastimosa o sentenciosa, naciendo en esta forma todas las paremias populares. Pero ¿qué piensa el hombre de su propia especie como animal? Al llegar a este taxón de la escala zoológica, se han escogido algunos de los pensamientos y frases de historiadores, en las cuales expresan su opinión al respecto. Más tarde se decidioagregar esto mismo a todos y cada uno de los animales tratados, para conocer algo más del sentir hacia los animales de los diversos autores.
 
Fragmento de la introducción
a
Refranero zoológico,
Anita Hoffmann
Apotegmas y otras expresiones populares sobre animales.
Facultad de Ciencias y Coordinación de la Investigación Científica, UNAM. México, 2003.
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como citar este artículo

Hoffman, Ana. (2004). Refranero zoológico. Ciencias 75, julio-septiembre, 76-78. [En línea]


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