Un grupo de fisiólogos ha publicado recientemente los resultados de un estudio en el que han investigado la influencia que ejerce la armadura sobre el coste metabólico de la locomoción, así como otros parámetros de la fisiología respiratoria. Utilizaron, como sujetos experimentales, a cuatro “actores” (intérpretes de combate, tal y como se especifica en el artículo) pertenecientes a las Armerías Reales del Reino Unido (Leeds).

Los actores están acostumbrados a vestir armaduras hechas a medida porque lo hacen con regularidad en exhibiciones ante el público. Las armaduras utilizadas son réplicas de armaduras del siglo XV de diferentes procedencias y pesan 35 kg de media, lo que representa un 44% de la masa corporal de los actores.

La conclusión principal del estudio es que el llevar una de esas armaduras aproximadamente multiplica por 2,2 (andando) o 1,9 (corriendo) el coste de la locomoción, expresado dicho coste como energía consumida por unidad de masa corporal y por unidad de distancia recorrida. Así pues, aunque la masa total de los individuos solo se eleva en un 44%, el coste lo hace en un 100% o algo más, por lo que el sobrecoste no es simplemente proporcional al peso de la armadura, sino mayor. Y también es mayor que el coste que hubiera supuesto transportar en una mochila un peso equivalente al de la armadura, andando (70%) o corriendo (50%).

Al parecer, una parte importante de ese sobrecoste es debida al trabajo mecánico asociado con mover las extremidades que cargan con peso adicional. Pero ese no es el único factor, porque si se cargan pies, pantorrillas, muslos, torso, etc., con pesas, hasta igualar el peso de la armadura, no se llega a duplicar el coste del desplazamiento, como ocurría con aquella. Según los investigadores que han realizado el estudio, el margen adicional de coste puede ser debido a lo que cuesta respirar.

Resulta que la armadura ejerce una cierta constricción sobre la caja torácica, y dado que al andar o correr con ella puesta, aumenta la frecuencia ventilatoria (número de inspiraciones y espiraciones por unidad de tiempo), el movimiento muscular respiratorio encuentra una cierta oposición y sería el trabajo muscular que debe hacerse para superar esa oposición el responsable de esa pequeña parte de sobrecoste que no corresponde al efecto de la carga sobre las diferentes partes del cuerpo. Tampoco habría que descartar los costes debidos a la fricción entre las diferentes piezas de la armadura.

A juicio de los autores del trabajo, es muy probable que el gasto energético asociado al uso de la armadura haya resultado un elemento decisivo en el curso que tomaron algunas batallas de finales de la Edad Media. Ellos citan la batalla de Agincourt (1415) como ejemplo.

En esa batalla los combatientes franceses, cargados con pesadas armaduras, avanzaron hacia los ingleses a través de un terreno muy fangoso por haber sido arado poco tiempo antes, haber llovido la noche anterior y haberse producido una carga previa de la caballería francesa. En esa batalla los franceses fueron derrotados por los arqueros ingleses que, al parecer, vestían de forma mucho más ligera.

Ese factor es considerado en las crónicas como uno de los determinantes de la derrota de los galos. En un episodio anterior, tras marchar durante días vestidos con pesadas armaduras, los franceses llegaron exhaustos al combate contra soldados ingleses, y fueron derrotados por estos en la batalla de Cre’cy (1346). Otros elementos pudieron haber intervenido en el desenlace de esas batallas, pero es evidente que el peso e incomodidad del traje de acero que supone una armadura constituye una rémora que puede resultar decisiva en el desenlace de una batalla.

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Nota: No me resisto a señalar el hecho de que los autores de este trabajo sean uno británico y dos italiano. Me pregunto si de haber sido franceses hubiesen puesto los mismos ejemplos.

Figura 1. (a): Actor caminando con una armadura; se aprecia con claridad la máscara del respirómetro utilizada para recoger los gases exhalados (fotografía de G. Askew). (b) Efigie de William Martin (1470-1480) en la iglesia de Santa María en Puddletown (Dorset, RU), utilizada como modelo para la fabricación de una de las armaduras utilizadas en este estudio (fotografía de Joy White).

Askew, G., Formenti, F., & Minetti, A. (2011). Limitations imposed by wearing armour on Medieval soldiers’ locomotor performance Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 279 (1729), 640-644 DOI: 10.1098/rspb.2011.0816

Acertada cita de Stephen Jay Gould.

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Tal y como dicen en Neatorama, nadie ha sido capaz de tocarla jamás, y para lograr semejante reto haría falta literalmente modificar con ingeniería genética al aspirante para que tuviera ocho brazos como un pulpo, y visión ultra-rápida para poder leer la partitura.

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Confórmate de momento con oír su estruendo infernal saliendo de una sufrida pianola. Y recuerda su nombre, por si un día quieres dejar en ridículo a un pianista petulante.

Bitly por ejemplo, ha alcanzado una popularidad tal que se dice que cada día acorta 80 millones de enlaces en redes sociales. Eso puede dar una idea adecuada del tamaño de sus servidores informáticos, cuyo mantenimiento debe estar costando sus buenos dineros.

¿Pero cómo es posible que a esta gente le cueste dinero ofrecer un servicio gratuito? Teniendo en cuenta que su web no incluye anuncios publicitarios ¿Dónde está el negocio de esta empresa? Bien, como decimos en el título del post, nadie regala nada…

¿Queréis saber cómo rentabilizan sus servicios? Pues leed en la web de la revista Quo: Bitly sabe qué ves y qué opinas.

La conferencia de hoy estará a cargo de Daniel Marín, autor del blog Eureka, y se titulará Las matemáticas del Apolo

Disclaimer sobre la calidad del Streaming: El streaming lo realizará @Raven_Neo y @maculamorbida (como viene siendo habitual) quienes lo harán de forma desinteresada. Así que tenedlo en cuenta, si la calidad del streaming (en particular del sonido) no es todo lo buena que podría ser, ya que lo hacen con medios propios.

Clive McCay (1898–1967), Universidad de Cornell. Pionero de la investigación en restricción calórica

La única intervención demostrablemente efectiva para retrasar el envejecimiento, de manera reproducible y extensible a muy distintos (y distantes evolutivamente) organismos, es la conocida como restricción calórica.

Esta práctica consiste en reducir la ingesta de calorías en la dieta sin caer en la malnutrición.

Ya en los años 30 del siglo pasado, pioneros como Clive McCay, de la Universidad de Cornell, demostraron que ratas alimentadas con una dieta baja en calorías vivían hasta el doble que el grupo de ratas alimentadas ad libitum (es decir, sin restricciones hasta saciarse).

Además existía una clara correlación inversa entre cantidad de calorías consumidas y supervivencia media alcanzada, que podía ser forzada hasta alcanzar un límite en el que, obviamente, la escasa aportación de calorías era insuficiente para permitir la vida.

A lo largo de muchos años, la misma observación se ha podido confirmar en levaduras, gusanos, moscas, ratones, …, e incluso recientemente, aunque aún no concluido en su totalidad, se han dado a conocer los resultados preliminares positivos obtenidos en un estudio con restricción calórica en monos (Referencia 1).

Canto, a la izquierda, es un mono Rhesus (Macaca mulatta) de 27 años sometido a restricción calórica, mientras que Owen, 29, a la derecha, del grupo control, muestra signos de envejecimiento. | Foto: Jeff Miller, Universidad de Madison, Wisconsin, EEUU

Todo esto ha hecho que la investigación científica en este campo y su efecto sobre la longevidad haya alcanzado cotas de enorme popularidad. Y como lógica derivación, las primeras comunidades de fanáticos ayunantes convencidos de estar arañando horas o días en cada comida que se saltan han empezado a surgir (florecer no sería un adjetivo muy acorde con el aspecto externo de estas personas), principalmente en Estados Unidos, por supuesto, sin esperar a datos y pruebas científicas claras.

Sin embargo, mi recomendación y la de muchos otros más autorizados sin duda que yo, es la de “¡no intenten esto en casa!”. Incluso en esta área que lleva décadas de experimentación animal y en la que parece existir un amplio consenso, también existen voces discrepantes no carentes de cierta base bien fundamentada.

Según los críticos, reducir la ingesta de alimento sitúa a los animales en un contexto más próximo a la realidad que encuentran en la naturaleza, en donde la comida no les cae en cantidades masivas cual operación humanitaria a escala descomunal, si no que la búsqueda de alimento es una lucha constante en la que emplean gran energía y que no resulta exitosa en muchas ocasiones.

Realmente, argumentan, lo que estos experimentos demuestran es que la alimentación que los animales reciben en los laboratorios de investigación no es sana y por ello su reducción es beneficiosa. Los que hayan comido en cafeterías de institutos de investigación muy probablemente estén totalmente de acuerdo con esta hipótesis.

Más aún, según algunos trabajos, la restricción calórica no es beneficiosa en todas las cepas de ratones (lo que podríamos equiparar a los distintos grupos étnicos de seres humanos), y cuando se realiza un estudio exhaustivo con un elevado número de ratones de diversas cepas, lo que se observa es que no se produce un beneficio generalizado, e incluso se puede observar un perjuicio para la salud provocado por dicha restricción calórica (Referencia 2).

Comilona de un practicante de restricción calórica, ¡un día es un día!

En cualquier caso, los supuestos beneficios de la restricción calórica no están aún demostrados en humanos y podrían ser poco más que modestos o anecdóticos en lo relativo a prolongar la vida.

Según los resultados preliminares obtenidos en el mayor estudio iniciado hasta el momento con voluntarios sanos por varios centros de investigación en Estados Unidos, el estudio CALERIE, la restricción calórica resulta en mejores parámetros metabólicos, tales como la reducción en los niveles de LDL-colesterol (el “malo”), en triglicéridos, menor resistencia a la insulina, etc; pero aún es pronto para saber si estas personas vivirán significativamente más tiempo que el resto de los mortales.

Lo que sí está claro es que si intentamos trasladar las condiciones experimentales a las que son sometidos los animales de investigación en estos ensayos a los seres humanos, pocos son los que serían capaces de realizar semejante reducción de calorías y pocos también los dispuestos a soportar esa tiranía y sus efectos negativos (que los tiene indudables). Sólo aquellos con fuertes convicciones, cuasi-religiosas, que creen haber encontrado el camino de la verdad hacia la vida eterna, son capaces de renunciar a los pecaminosos placeres de la abundancia de alimentos. Siempre que se realice con total consciencia y conocimiento, tras una profunda investigación del tema, apoyo especializado y con plena capacidad de decisión, es una opción tan respetable como otra, por supuesto. Eso sí, nunca podrá estar indicada para niños o ancianos.

Decíamos que causa indudables problemas, como una pérdida de masa muscular y reducción de la densidad ósea (de graves consecuencias para ambos grupos), o problemas evidentes de desarrollo físico y cognitivo en etapas tempranas de crecimiento. Uno de los cambios también más habituales son los relacionados con los perfiles hormonales y una consecuencia conocida de la prolongada reducción de calorías es la esterilidad, algo que los ayunantes celebran, porque una tardía reproducción (o una falta total de capacidad reproductiva) también se ha asociado con un periodo de vida más prolongado.

Algún estudio ha llegado incluso a correlacionar el ayuno con la adquisición de un patrón de expresión (el perfil molecular de la célula, caracterizado por la expresión o falta de expresión de cada uno de sus genes en un momento dado) “femenino” (Referencia 3), para mayor regocijo de los defensores de las dietas hipocalóricas si cabe, ya que es un hecho bien conocido que las hembras de muy diversas especies viven mas tiempo (ver por ejemplo esta entrada anterior en amazings.es). Qué cosas suben y qué cosas bajan en un perfil molecular feminizado son para mi un misterio.

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Referencias especializadas (en inglés y en revistas de acceso restringido):

1 Artículo de la revista Science presentando los resultados preliminares de la restricción calórica en monos:
Colman, R., Anderson, R., Johnson, S., Kastman, E., Kosmatka, K., Beasley, T., Allison, D., Cruzen, C., Simmons, H., Kemnitz, J., & Weindruch, R. (2009). Caloric Restriction Delays Disease Onset and Mortality in Rhesus Monkeys Science, 325 (5937), 201-204 DOI: 10.1126/science.1173635

2 Artículo mostrando los resultados de un extenso estudio de restricción calórica con numerosos ratones de distintas cepas:
Liao, C., Rikke, B., Johnson, T., Diaz, V., & Nelson, J. (2010). Genetic variation in the murine lifespan response to dietary restriction: from life extension to life shortening Aging Cell, 9 (1), 92-95 DOI: 10.1111/j.1474-9726.2009.00533.x

3 Feminización del patrón de expresión por restricción calórica:
Estep PW 3rd, Warner JB, & Bulyk ML (2009). Short-term calorie restriction in male mice feminizes gene expression and alters key regulators of conserved aging regulatory pathways. PloS one, 4 (4) PMID: 19370158

Os presentamos los tres artículos seleccionados como candidatos para los Premios Tesla de Divulgación de este mes de enero. Cada mes elegiremos al menos tres post que pasarán a formar parte de la selección final. En septiembre podréis votar vuestros favoritos de todo el año y finalmente un jurado de divulgadores de prestigio ajenos a Amazings determinará quienes son los ganadores.

Los candidatos de este mes de enero 2012 son:

1. ¿Está Voronoi? Que se ponga

¿Está Voronoi? Que se ponga... | Clara Grima

La matemática Clara Grima ya nos sorprendió con las múltiples y apasionantes aplicaciones de los diagramas de Voronoi en diciembre. Este artículo es la continuación de aquel y ha sido uno de los más esperados en amazings. Enhorabuena Clara!

2. Cómo desecar el Mediterráneo

Cómo desecar el Mediterráneo | Daniel Garcia-Castellanos

El artículo enviado por el geólogo Daniel García-Castellanos como colaborador invitado después de su publicación en la Revista Nature ha sido uno de los post más visitados y comentados de este mes de enero. Felicidades!

3. ¿Existen los dragones?

¿Existen los dragones? | Carlos Lobato

Carlos Lobato ya nos tiene acostumbrados a sus geniales artículos en los que explica la biología de manera siempre amena, divertida e interesante. Con sus dragones nos tuvo entretenidos aprendiendo durante un buen rato y de eso se trataba. Enhorabuena Carlos.

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Agradecemos a Editorial Debate, El Ser Creativo, RIM Blackberry, Dinahosting y La Revista Quo el apoyo recibido para la organización y dotación de esta primera edición de los Premios Tesla. Aquí puedes consultar en qué consisten estos premios y aquí tienes las Bases del Concurso.

Biopsia de un cáncer pulmonar de células no-pequeñas. Las células han sido teñidas para detectar una proteína (p63) involucrada en el proceso de tumoral. | Autor: Euthman

Me cuentan que un instituto norteamericano ha desarrollado una vacuna que podría curar varios tipos de cáncer. Así, en general (aquí el anuncio). Mientras, por otro lado, llega un estudio cubano con una vacuna que sería efectiva para controlar el cáncer de pulmón, uno de los más mortíferos.

Y es que no pasa una semana sin que aparezca una noticia informándonos de lo cerca que estamos de curar el cáncer. Nos dicen que ya está, que yo me he quedado sin trabajo en el German Cancer Research Center porque el cáncer ya está curado, que en dos días listos… y así todas las semanas.

Ese es el resultado de juntar científicos que exageran sus resultados (otros dirán que se los tergiversa) con periodistas que necesitan vender noticias (otros dirán que se lo explicaron mal). Y es que basta echarle un vistazo a los dos asuntos mencionados para darse cuenta que detrás hay mucho quizás, si eso, igual, ya se verá.

En el primer caso, indagando, uno se da cuenta que el instituto Roswell presenta un estudio clinico de fase I para una posible vacuna.

¿Qué significa fase I? Pues que lo van a probar en personas totalmente sanas para saber qué dosis son peligrosas. Nada más y nada menos.

¿Podría ser la vacuna efectiva? Nadie lo sabe, ni yo ni el que está dirigiendo el estudio.

Primero tienen que comprobar que no sea tóxica, luego que es efectiva de verdad, que lo es en mayor medida que otras alternativas; y en que subtipos de cáncer funciona. Es un proceso complejo y la mayoría de los tratamientos se quedan en nada durante este periodo.

El tratamiento en cuestión combina Rapamicina con células dendríticas. Sobre el futuro de la Rapamicina en tratamientos contra el cáncer hay mucha discusión ya que también funciona como inmunosupresor. Por otro lado las terapias con células dendríticas se muestran prometedoras pero es todavía difícil evaluar en que medida serán útiles. Cuando estén funcionando en fase III o IV, hablamos.

En el segundo estudio hay más miga, ¡ya está en Fase III! Esto es casi una novedad en este tipo de noticias, será que no avisaron a los periodistas cuando entraron en Fase I. El tratamiento consiste en la administración de proteína EGF para generar anticuerpos contra ella ya que está involucrada en el crecimiento de varios tipos de tumores. Los anticuerpos generados podrían en teoría atacar al tumor.

El caso de estudio es un subtipo de cáncer de pulmón denominado “de células no-pequeñas” o NSCLC, por sus siglas en inglés. Los propios autores indican que el tratamiento “es seguro y los pacientes tienen una TENDENCIA hacia una mayor respuesta inmune y supervivencia” [traducción propia, las negritas y mayúsculas son mías; y si pudiera haría que brillara como un letrero de Las Vegas].

Esto significa que todavía es muy pronto para cantar victoria, habrá que ver que cómo aumenta finalmente la supervivencia, efectos a medio-largo plazo y para que tipo de pacientes funciona. De momento los datos apuntan a una mejora en aproximadamente un 5% adicional respecto a la supervivencia típica a este tipo de tumor. Puede parecer poco pero hay que tener en cuenta que la supervivencia actual esta sobre el 8-10%. ¿Pinta bien? Claro que sí; pero tampoco es como para que nos pongamos todos ahora a fumar.

Como podéis comprobar hay ciencia detrás de los dos casos. Sin embargo, se han adornado en exceso para venderlos como panacea.

Actualmente existen cientos de tratamientos para muchos subtipos de tumores. Los datos indican que la supervivencia aumenta cada día más para casi todos los casos. En general ocurre paso a paso y gracias a multitud de estudios y tratamientos combinados. Miles de nuevos estudios entran cada año en fase clínica, algunos muy prometedores. No parece factible, sin embargo, que de la noche a la mañana el problema desaparezca. No hablamos de una única enfermedad con una única causa, sino de muchas que se encuadran bajo un mismo nombre: cáncer.

El futuro es prometedor pero no lo convirtamos en una farsa.

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Referencias:

Rodriguez, P., Neninger, E., García, B., Popa, X., Viada, C., Luaces, P., González, G., Lage, A., Montero, E., & Crombet, T. (2011). Safety, immunogenicity and preliminary efficacy of multiple-site vaccination with an Epidermal Growth Factor (EGF) based cancer vaccine in advanced non small cell lung cancer (NSCLC) patients Journal of Immune Based Therapies and Vaccines, 9 (1) DOI: 10.1186/1476-8518-9-7

A Phase 1 Clinical Trial of mTOR Inhibition With Rapamycin for Enhancing Intranodal Dendritic Cell Vaccine Induced anti-Tumor Immunity In Patients with NY-ESO-1 Expressing Solid Tumors. Roswell Park Cancer Institute

Imagen | Almudena M. Castro

Realmente llamativo eso de que pueda existir hielo a más de 100ºC, ¿verdad? Probablemente sea conocido por muchos de vosotros un fenómeno llamado supercalentamiento y su opuesto el superenfriamiento, y quizá estéis pensando ya en ellos como posible explicación a un título tan sorprendente. Ya os adelanto que no es el caso. Aún así, para los que no conozcáis estos fenómenos vamos a comentarlos brevemente y ya de paso, comentar unas cuantas cosas más.

De forma llama y sencilla el supercalentamiento se produce cuando un líquido sobrepasa su temperatura de ebullición sin pasar a estado gaseoso; mientras que el superenfriamiento es lo mismo pero la fusión, es decir, un líquido sobrepasa su temperatura de fusión sin congelarse. ¿Os parece extraño? Pues realmente no lo es tanto. Seguro que alguna vez os ha pasado, y sino es a vosotros es a algún conocido, eso de que de repente un vaso de agua calentado en el microondas entre de forma violenta en erupción como si se tratar de un volcán. Antes de explicar el porqué ocurre esto vamos a tratar de explicar y entender algunos conceptos clave. Comencemos con el diagrama de fases.

Diagrama de fases

La imagen superior se trata de un diagrama de fases tipo para un material cualquiera. En él podemos ver como este material va transformándose entre sus distintas fases: sólido, líquido y gas, según van variando la presión y la temperatura. Si sois un poco curiosos ya habréis visto que existen dos puntos especiales: el punto triple y el punto crítico.

El punto triple es aquel en el que las tres fases conviven al mismo tiempo. Para el caso del agua, este punto se encuentra a 0,01ºC y 0,006 atmósferas; es decir, está prácticamente a 0ºC y a una presión unas 165 veces más pequeña que la atmosférica. Recordad que se define como 1 atmósfera una presión equivalente a la presión de la atmósfera terrestre a nivel del mar. Así pues, con las condiciones anteriores el agua líquida, el vapor de agua y el hielo se encuentran presentes en la muestra simultáneamente.

El otro punto especial es el punto crítico. Aquí se produce el final de la división entre líquido y gas y se pasa a tener un fluido supercrítico. Esto viene a ser que una vez superado este punto ya no tendremos ni un líquido ni gas, sino algo que es la “suma” de ambos, pues ambas fases conviven unidas y provocan que la muestra tenga unas propiedades físicas intermedias.

Para el caso del agua el punto crítico se encuentra a unos 374ºC y a unas 218 atmósferas de presión. ¿Dónde se dan estos fluidos supercríticos de forma natural? Pues en la Tierra tienen lugar en los volcanes submarinos, donde la presión supera las 300 atmósferas y la lava emerge a una temperatura superior a los 374ºC necesarios para tener un fluido supercrítico. Fuera de nuestro planeta es bastante común en planetas gaseosos gigantes, pero llamativamente también ocurre en nuestro vecino Venus. Allí, su atmósfera se encuentra en un estado de líquido supercrítico ya que tanto el dióxido de carbono como el metano, que suman casi el 100% del total, se encuentran en condiciones que superan ampliamente sus límites de temperatura y presión críticos. Esto quiere decir que realmente ¡la atmósfera de Venus no es gaseosa!

Tras este titular bomba, volvamos a un tema un poco más mundano: nuestra agua calentada en el microondas (o en cualquier otro sitio). Supongamos que tenemos el agua a temperatura ambiente y que estamos en el punto A del diagrama de fases que tenemos más arriba. Al calentarla en el microondas es posible que, si se cumplen una serie de condiciones, pasemos directamente al punto B, siguiendo la línea discontinua que los une (estamos a presión constante), sin que se produzca el cambio de fase; es decir, tengamos el agua líquida a una temperatura superior a la que se debería haberse comentado a vaporizar.

Por tanto, nuestro vaso con agua a esa temperatura no se encuentra en su estado de equilibrio termodinámico, sino que está en un estado que llamamos metaestable. Esto quiere decir que ante la más mínima perturbación el sistema va a saltar espontáneamente a su estado de equilibrio.

En nuestro caso esto implica que toda la energía calorífica que el agua líquida ha almacenado sin evaporarse se va a liberar rápidamente en cuanto metamos algo en el vaso, ya sea una cuchara o echemos azúcar. El resultado: crearemos un increíble, a la par que peligroso, géiser en nuestro vaso. ¿No os lo creéis? ¡Veamos cómo lo hacen los famosos Cazadores de mitos!

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Ya hemos visto cómo funciona el supercalentamiento y hemos comentado que este fenómeno no permite que el hielo alcance 100ºC. De modo que, ¿qué permite que algo así pueda suceder? Echando un vistazo al diagrama de fases del agua podemos intuir fácilmente la respuesta a esta pregunta. Eso sí, se trata de algo extremadamente complicado de conseguir de forma experimental, aunque no imposible. La imagen inferior es el complejo diagrama de fases de nuestra querida H2O.

Diagrama de fases del agua

Lamento que la gráfica esté en inglés, pero no he encontrado nada mejor en castellano. Al igual que en el diagrama de fases anterior, el eje horizontal representa la temperatura y el vertical la presión. Os recomiendo que os fijéis solamente en las escalas unidades que aparecen en rojo ya que son las que aparecen en ºC y atmósferas que podemos manejar mejor. Recordad que 1 bar es aproximadamente 1 atmósfera.

Como podéis observar, en toda la zona azul correspondiente a la fase sólida (hielo) hay multitud de números romanos. Cada uno de ellos se corresponde con un hielo diferente. Actualmente conocemos 15 fases distintas, aunque algunas de ellas tienen varias configuraciones.

Este es el caso del hielo I, el que tenemos en nuestro planeta. Dependiendo de la temperatura a la que nos encontremos podemos tener hielo Ih o hielo Ic. El primero es el predominante, ya que la fase Ic es metaestable, aunque ambos pueden aparecer en la Tierra. La estructura cristalina del hielo Ih es hexagonal, y forman esos fantásticos cristales de hielo que vemos en fotos como la que acompaña a estas líneas. La única fase, además de la I, que aparece en nuestro planeta de forma natural es la XI y fue hallada en la Antártida en unos hielos que llegan a los miles de años de antigüedad.

El resto de fases se han estudiado en laboratorio bajo condiciones de bajas temperaturas y altas presiones. Sin embargo, a presiones superiores a las que forman el hielo X debemos recurrir a las simulaciones por ordenador. Es más, la fase hielo XI hexagonal que vemos en la parte superior de la gráfica únicamente se ha obtenido mediante simulaciones.

Resulta curioso destacar que a presiones mucho más altas, del orden de más de 10 millones de atmósferas, el estudio de las bandas electrónicas mediante simulaciones nos lleva al resultado de que el hielo de agua funcionaría como si fuera un metal.

Volviendo al tema que nos ocupa del hielo a más de 100ºC vemos en el diagrama de fases que único que existe es el hielo VII. Para ello tan solo tenemos que calentar agua por encima de 82ºC con una presión de algo más de 22 mil atmósferas. ¿Imposible? Pues si se ha estudiado en laboratorio imposible no es, aunque sí complicado y costoso.

Pero no perdáis la esperanza. En la Tierra estamos mal acostumbrados a encontrarnos con hielo I hexagonal, pero si salimos fuera de nuestro planeta esto se convierte casi en una excepción. Ahí fuera, el hielo suele ser amorfo, es decir no tiene estructura cristalina, pero existe la hipótesis de que en algunos exoplanetas acuosos, como pueden ser Gliese 436 b o GJ 1214 b, el suelo oceánico estaría formado por hielo VII. ¡Ahí tenéis vuestro hielo a más de 100ºC!

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Nota: la imagen que encabeza este artículo fue realizada por Almudena M. Castro durante su expedición al Ártico y forma parte de una exposición que podrá visitarse en el Planetario de Pamplona hasta mediados de marzo. Os recomiendo que la visitéis si tenéis la oportunidad. Más información.

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Creo que una pequeña célula terrorista podría desarrollar fácilmente un arma basada en insectos. Sería mucho más fácil de hacer que un arma nuclear o química. La materia prima está en el patio trasero.

Jeffrey A. Lockwood

El uso de insectos y otros artrópodos como armas de guerra e instrumentos de tortura no es una idea nueva. De hecho, es tan antigua como la propia humanidad. En una reciente revisión en Annual Review of Entomology, Jeffrey A. Lockwood, entomólogo de la Universidad de Wyoming y autor de Six-Legged Soldiers: Using Insects as Weapons of War (Oxford University Press, 2008), da un repaso histórico al uso de insectos en los conflictos humanos como medio para causar hambre, sufrimiento y enfermedades.

Guerra entomológica ninja. En Naruto, el popular manga de Masashi Kishimoto, el clan Aburame usa insectos como arma contra sus adversarios.

A lo largo de la historia se han empleado al menos 12 órdenes de insectos con tres objetivos:

• En su forma más básica y menos elaborada, los insectos se pueden usar para causar dolor. Los himenópteros (abejas, avispas y hormigas) lo hacen con gran eficacia.

• Provocar daños en la agricultura mediante la introducción de plagas en los cultivos y el ganado.

• Vectores de transmisión de enfermedades, ya sea forzando al enemigo a introducirse en determinados hábitats (por ejemplo, pantanos donde hay mosquitos) o liberar a propósito insectos portadores de enfermedades (por ejemplo, pulgas).

La prehistoria

El uso de insectos como armas de guerra data del Paleolítico superior. Lanzar nidos de abejas, avispas u hormigas en cuevas, lugares protegidos o de difícil acceso era un práctico sistema para obligar a salir al enemigo. También se podían usar los compuestos tóxicos que producen algunos insectos para fabricar flechas envenenadas.

Edad Antigua

Las civilizaciones antiguas eran conscientes del potencial de los insectos para provocar dolor y sufrimiento en el enemigo. En el Antiguo Testamento hay algunas referencias a las avispas para deshacerse de los adversarios:

De las diez plagas de Egipto que se mencionan en el Éxodo, al menos a cinco se les ha dado una interpretación entomológica: la tercera (mosquitos o piojos, dependiendo de las interpretaciones), la cuarta (moscas o tábanos), la quinta (cínifes), la sexta (mosca de los establos) y la octava (langostas).

Si te niegas a dejar salir a mi pueblo, mira que mañana traeré langostas sobre tu territorio y cubrirán la superficie del país, de suerte que ni podrá verse el suelo. Devorarán lo que os quedó de la granizada y comerán todos los árboles que os crecen en el campo.» | (Dios amenazando al faraón con la guerra entomológica en Éxodo 10:4-5)

Los mayas y algunas civilizaciones de Oriente Medio empleaban «granadas de abejas» y las colmenas eran un armamento naval bastante común entre los griegos, los romanos, los sirios y los palestinos. Durante el Imperio Romano se empleó un amplio surtido de artrópodos picadores (abejas, avispas, chinches asesinas, escorpiones) como arma ofensiva y también como defensa durante los asedios.

El uso de insectos como instrumentos de tortura también estaba extendido. Los persas idearon un método bastante cruel denominado escafismo y las tribus siberianas se valían de mosquitos y moscas hematófagas para, literalmente, ejecutar a picotazos a los prisioneros.

La falta de higiene en aquellos tiempos convertía a las pulgas, a los piojos y a los mosquitos en los instrumentos perfectos para provocar enfermedades como la peste o la malaria. Los métodos eran variados, desde lanzar cadáveres o animales infectados durante los asedios hasta forzar a los invasores a acampar cerca de pantanos o humedales.

Edad Media y Edad Moderna

En Europa, las abejas se usaron hasta el siglo XVIII para repeler a los invasores durante los asedios. Las colmenas fueron un proyectil habitual de las catapultas entre los años 1000 y 1300 y también se emplearon como armamento naval hasta que las balas de cañón las desplazaron.

En Gran Bretaña, las murallas de los castillos se construían con huecos para albergar colmenas que se convertían en una gran defensa si el castillo era atacado.

Las pulgas continuaron siendo los aliados más socorridos durante los asedios.  Las acciones más expeditivas consistían en lanzar animales o cadáveres infectados al interior de las ciudades asediadas. Así lo hicieron los mongoles en 1346 después del intentar sitiar Caffa (Teodosia) durante tres años. Antes de retirarse diezmados por la peste, los mongoles lanzaron los soldados muertos al interior de la ciudad en lo que puede considerarse el prólogo de la peste negra, una de las pandemias más devastadoras que ha sufrido Europa (con permiso de la pandemia de gripe de 1918), responsable de 25 millones de muertes.

Xenopsylla cheopis, más conocida como pulga de la rata oriental y principal vector de transmisión la peste bubónica a través de la bacteria Yersinia pestis. | Fotografía del Museo de Historia Natural de Londres.

Edad Contemporánea

Algunas de las grandes derrotas de Napoleón no fueron provocadas por sus enemigos, sino por enfermedades transmitidas a través de insectos: la peste (pulgas) en su enfrentamiento contra el Imperio Otomano en 1799, la fiebre amarilla (el mosquito Aedes aegypti) durante un intento de sofocar una rebelión en Haití en 1801 y el tifus (piojos) y la disentería (moscas) en su intento de invadir Rusia en 1812.

Dos tercios de las 488.000 bajas durante la Guerra de Secesión (1861-1865) fueron provocadas por enfermedades, siendo las principales responsables la malaria (transmitida por mosquitos) y las enfermedades intestinales (a través de las moscas). La guerra civil estadounidense fue quizá el primer conflicto moderno en el que se emplearon los insectos como arma de guerra con conocimiento de causa. Mientras acusaban a la Unión de haber introducido la chinche arlequín (Murgantia histrionica) desde México para destruir sus cosechas, los confederados explotaban el uso de la malaria como arma táctica.

Chinche arlequín (Murgantia histrionica). | Fotografía de Linda Tanner.

Por otra parte, los nativos americanos usaban hormigas como instrumento de tortura para provocar una muerte lenta y dolorosa (¿quién no ha escuchado alguna vez la truculenta historia de víctimas enterradas hasta el cuello en hormigueros?) y Nasralá Bajadur-kan, emir de Bujará (Uzbekistán) a mediados del siglo XIX, tenía su particular «cámara de los horrores entomológicos» consistente en un foso de siete metros de profundidad tapado con una reja de hierro y lleno de chinches asesinas y garrapatas.

La Primera Guerra Mundial

La Primera Guerra Mundial se suele considerar un conflicto en donde se experimentaron una gran variedad de tácticas y armamentos. La comprensión del papel de los insectos como vectores para la transmisión de enfermedades convirtió a los campos de batalla en un laboratorio a escala continental. Los militares comprendieron que si los piojos ganaban en las trincheras, sus soldados perderían en el campo de batalla ya que el tifus podía cobrarse más vidas que las bombas y las balas. Esta forma de guerra entomológica «pasiva» se usó durante todo el siglo XX y en ella los militares protegían a sus propias tropas mientras provocaban el mayor destrozo posible para favorecer la aparición en el enemigo de enfermedades transmitidas por insectos.

La Segunda Guerra Mundial

De todos los desmanes que provocó Japón durante su ocupación de Manchuria y el sudeste asiático (que aún hoy en día levanta ampollas porque Japón tiende a minimizar su impacto), la infame Unidad 731 se lleva la palma de las atrocidades. Destinada en la ciudad china de Harbin, esta unidad del ejército imperial comandada por Shirō Ishii realizó ensayos de guerra bacteriológica y química con prisioneros de guerra y civiles chinos.

Las actividades de la unidad se cobraron miles de víctimas de peste, cólera y otras enfermedades. Usando primero prisioneros y luego ratas, la Unidad 731 tenía capacidad para producir 45 kilos de pulgas cada tres o cuatro meses y un potencial para generar 500 millones al año. Después de la guerra, tanto Ishii como sus colaboradores pactaron con los norteamericanos no ser juzgados por crímenes de guerra a cambio de los resultados de sus experimentos.
Mientras tanto, en Europa la idea de usar insectos como armas en la guerra ya había sido apuntada por John Burdon Sanderson Haldane, uno de los fundadores de la genética de poblaciones, en 1938 al especular que «no me sorprendería que, por ejemplo, durante el transcurso de una futura guerra, aviones hostiles introdujeran en el país plagas de insectos como la del escarabajo de la patata».

Los franceses fueron los primeros en tratar de convertir a los insectos en armas y desarrollaron métodos para la cría intensiva y liberación del escarabajo de la patata (Leptinotarsa decemlineata), una plaga que había sido introducida accidentalmente en Europa durante la Primera Guerra Mundial.

Leptinotarsa decemlineata, un feroz devorador de las plantas de la patata. | Fotografía de Scott Bauer.

Aunque el resto de los aliados llevaba cierto retraso, no tardaron en ponerse al día. Los estadounidenses se encontraron al principio con dificultades, aunque a partir de 1939 una serie de comités recomendaron investigar si los mosquitos podían transmitir varias enfermedades simultáneamente para usarlos como arma ofensiva. Fort (Camp) Detrick, en Maryland, se convirtió en una de las instalaciones más punteras de la guerra biológica y entomológica.

Por otro lado, los canadienses estudiaron la posibilidad de extender la fiebre amarilla con el mosquito Aedes aegypti y los británicos realizaron estudios preliminares para el uso de moscas como vector para Salmonella y se concentraron en convertir el ántrax en un arma.

Los alemanes tampoco se quedaron atrás y entre 1941 y 1945 estudiaron el potencial de al menos 15 especies de pulgones, escarabajos, chinches, moscas y polillas para destruir cosechas, pastos y árboles. Al final, el escarabajo de la patata se reveló como la especie más apropiada para usarla como arma.

Hay indicios de que los soviéticos usaron la tularemia, una enfermedad transmitida por garrapatas y tábanos, para infectar a miles de soldados alemanes a las afueras de Stalingrado.

Guerra Fría

Fort Detrick desarrolló una gran variedad de patógenos y vectores entre los que se incluían mosquitos infectados con fiebre amarilla, malaria y dengue, moscas portadoras de disentería, cólera y ántrax, pulgas con peste, garrapatas portadoras de tularemia, fiebre reincidente y fiebre de montaña.

Durante esta época es difícil tomar en serio algunas afirmaciones debido al negacionismo de unos y a la propaganda de otros. Por ejemplo, durante la Guerra de Corea, los norcoreanos denunciaron a Estados Unidos ante las Naciones Unidas por haber estado esparciendo por avión insectos portadores de bacterias para propagar enfermedades. Los chinos incluso llegaron a afirmar que los aviones estadounidenses habían soltado moscas, mosquitos, arañas, hormigas, chinches de las camas y pulgas en amplias áreas. Una comisión de seis científicos reunidos por el Consejo Mundial de la Paz, una organización financiada por la Unión Soviética, concluyó después de dos meses de investigación que los Estados Unidos habían estado empleando 14 especies de artrópodos infectados con al menos ocho tipos de organismos patógenos. Evidentemente, los Estados Unidos negaron haber estado investigando el uso de artrópodos para la guerra biológica. Resulta irónico que lo desmintiera el jefe de la División entomológica de Fort Detrick.

Durante la guerra de Vietnam se emplearon tres tácticas de guerra entomológica:

• Esparcir activa y pasivamente enfermedades transmitidas por insectos.

• Liberar insectos para destruir cosechas de arroz y árboles frutales, algo que denunciaron los norvietnamitas y que quizá tenga que ver con el uso de defoliantes por parte de Estados Unidos. El uso de herbicidas provocó indirectamente la aparición de enfermedades transmitidas por artrópodos.

• Ambos bandos usaron artrópodos con aguijón. El Vietcong usó bombas trampa con escorpiones y nidos de avispas contra los soldados de Estados Unidos. En su forma más elaborada, situaban colonias de la abeja gigante (Apis dorsata) con pequeños explosivos en las rutas que seguía el enemigo y los hacían explotar a su paso. Incluso hay informes que sostienen que los norvietnamitas entrenaron abejas para que atacaran a cualquier cosa que llevara un uniforme estadounidense. Por su parte, los Estados Unidos estudiaron el uso de feromonas para marcar objetivos y luego liberar abejas para que los atacaran.

Durante la crisis de los misiles cubanos, los asesores del presidente Kennedy incluyeron la guerra entomológica entre los posibles escenarios. Se sabe que el Cuerpo de Ingenieros del ejército de Estados Unidos había colaborado con el Departamento de Agricultura para estudiar el uso cigarrillas como Perkinsiella vitiensis (que transmite el virus que provoca la enfermedad de Fiji) contra los cultivos de caña de azúcar cubanos. Por su parte, Fidel Castro ha acusado repetidamente a Estados Unidos del uso de plagas agrícolas contra sus cultivos.

Usos modernos

Aunque ya no suponen una amenaza como arma de guerra debido a los avances en higiene, vacunas e insecticidas, los insectos se siguen usando como instrumentos de tortura y se teme que puedan ser empleados como arma terrorista, ya sea para transmitir enfermedades o como plagas agrícolas y del ganado.

Aunque no parece estar asociada a la transmisión de ninguna enfermedad, la irritación de la piel que provoca la chinche de las camas (Cimex lectularius) no la convierte precisamente en el mejor compañero de cama. | Fotografía de Piotr Naskrecki.

Por ejemplo, en la primera mitad del siglo XX los soviéticos usaban chinches de las camas como instrumentos de tortura física y psicológica en los gulags. En China, los seguidores de la secta Falun Gong han denunciado que eran desnudados y maniatados a postes en lugares con grandes densidades de mosquitos y también se ha dado el caso del uso de insectos por parte de los estadounidenses como tortura psicológica contra los hijos de Khalid Shaikh Mohammed, el principal organizador de los atentados del 11 de septiembre.

Para el que se haya quedado con ganas de saber más (y le queden ánimos para hacerlo), el propio Jeffrey A. Lockwood habla sobre el tema del que lleva 25 años investigando:

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Referencias

Lockwood, J. (2012). Insects as Weapons of War, Terror, and Torture Annual Review of Entomology, 57 (1), 205-227 DOI: 10.1146/annurev-ento-120710-100618

Terrorists could use ‘insect-based’ biological weapon. Stephen Adams. Daily Telegraph, 5 de enero de 2009.

Aquí os dejamos las candidatas que podréis votar durante una semana:

Con el curioso nombre de “La ciencia en el recreo o los placeres de la Astronomía” (Science in Sport or the Pleasures of Astronomy), en 1804 se comercializó un  entretenido, a la vez que didáctico, juego de mesa.  Estaba realizado sobre tela de lienzo y compuesto por un gran recuadro central y 35 casillas, pintadas a mano, que debían ser recorridas del mismo modo que se hace con el ‘juego de la Oca’.

Su artífice y  creador fue John Wallis, uno de los principales editores de juegos de mesa del siglo XIX, el cual pretendía acercar el conocimiento de la astronomía a través de este sencillo juego.

Caja donde se guardaba el juego La ciencia en el deporte o los placeres de la Astronomía

En el centro del tablero se podía apreciar una ilustración del Real Orservatorio Flamsteed House y ocupando cada una de sus esquinas aparecían las figuras de los ilustres astrónomos: Nicolás Copérnico, Isaac Newton, Claudio Ptolomeo y Tycho Brahe.

Las 35 casillas que componía el recorrido del tablero representaban fenómenos astronómicos, los planetas y sus órbitas, el arco iris, cometas, los signos del zodíaco, una casilla de ficción con un hombre en la Luna  y otras casillas en las que se podía caer que era la cárcel del condado, un chico estudiando, otro en posición de reposo (vago) y un militar del ejército.

Perinola del siglo XIX

Para moverse por el tablero, cada jugador disponía de una ficha y, para saber cuántas casillas debía avanzar, en lugar de un dado se utilizaba una ‘perinola’,  que era una especie de peonza que tenía dibujado alrededor de ella varios números, tal y como muestra la imagen.

Aquel jugador que llegaba hasta el final (la casa Flamsteed) ganaba el juego y era proclamado “Astrónomo Real”.

La imagen del tablero del  juego “La ciencia en el deporte o los placeres de la Astronomía”, adjunta en este post, corresponde a una reedición de éste que se realizó en 1815 y su propietario era William Proctor, padre del astrónomo y escritor científico Richard A. Proctor.

Fuentes de consulta:  Collections.vam y giochidellaoca.it

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