Ciencia en miniatura (II)

1. Emigración a Marte

Aunque esta es una meta todavía lejana para nuestro tiempo, la idea de llevar a un ser humano al planeta rojo ha permanecido durante años. Estos planes se han escrito muchísimo en la ciencia ficción (véase, verbigracia, lo que aparece plasmado en la excelente película The Martian, protagonizada por Matt Damon), si bien esto no quiere decir que la ciencia “a secas” se haya quedado de brazos cruzados al vislumbrar este añorado objetivo. Después de todo, si ya enviamos un hombre a la Luna, ¿por qué no enviamos también uno a Marte?

En el Imperial College de Londres hay un equipo de científicos que ha hecho un esbozo al respecto. Éste consiste, básicamente, en una nave que despega desde la Tierra y que en su rumbo a Marte posee dos módulos, uno relacionado al otro. Cuando se arribe al destino, los astronautas se moverán al segundo módulo, el cual se ha de separar del primero para luego tocar la superficie marciana tras atravesar su atmósfera, en un aterrizaje amortiguado por paracaídas.

Después de cumplir con sus labores exploratorias, los astronautas emprenderán el viaje de vuelta con una cápsula desprendida de dicho módulo secundario, la cual los sacaría de Marte de una manera afín a los despegues realizados por las naves terrestres. Luego de esta partida, dejarían tras de sí los cimientos de la colonización de Marte que sería lograda, en efecto, por los mismos terrícolas.

Como dije, este planteamiento de los mencionados científicos ingleses es un boceto cuya arquitectura conceptual nos es bastante familiar porque más de uno lo ha visto en relatos o filmes donde la colonización sideral ocurre en situaciones ficticias. Lo que habrá de trascender, por tanto, no será exactamente la “originalidad” del proyecto, que en sí es de vieja data, sino quién lo hará funcionar en la práctica. Sin embargo, aún queda la duda acerca de cuándo y cómo se hará este viaje, puesto que el por qué lo sabemos de sobra.

2. La estocada del escarabajo

Encantadoras miniaturas animales, los coleópteros destacan por su forma “aconchada”, como si fueran minúsculos Volkswagen, sólo que con patas en vez de ruedas. Pero lo que más resalta de ellos es la cornamenta que está en algunas de sus especies, la cual impresiona tanto por su forma como por su tamaño. En suma, el cuerno de este insecto ha generado interés por su función biológica, en la que hay una lucha por la supervivencia a través de la selección sexual que es bien conocida en el proceso de la evolución.

Una investigación realizada en el 2014 por Erin L. McCullough, Bret W. Tobalske y Douglas J. Emlen utilizó la tecnología más avanzada para ahondar en este tema. Los resultados obtenidos con los prodigios computacionales han sido sensacionales porque se ha analizado a fondo cómo los diversos estilos de pelea compaginan con las adaptaciones estructurales que poseen los cuernos de los escarabajos machos para aparearse con las hembras. Cada adaptación es, de este modo, un perfil morfológico con características físicas propias de las funciones que desempeñan.

Con lo anterior me refiero a que cada tipo de cuerno tiene propiedades distintas en cuanto al esfuerzo que necesita el coleóptero para atacar y defenderse del adversario. En el estudio de McCullough et al, una cornamenta gruesa tiende a usar menos energía que aquella que es más fina, la cual a menudo está sometida a una mayor tensión por parte del insecto al momento del combate. Así, al Trypoxylus dichotomus no le hace falta tanta fuerza para su embestida, en contraste con un Dynastes hercules. El escarabajo Golofa porteri, en cambio, es el que requiere de más ímpetu para arremeter contra sus competidores.

De esta manera, los coleópteros con cuerno fino tienden a inclinarse hacia la técnica, mientras que hay más “fuerza bruta” en el enfrentamiento de sus homólogos con cuerno grueso. En palabras más ilustrativas ―las cuales son de hecho las usadas por el equipo investigador de McCullough― la cornamenta del Golofa porteri es como el florete, la del Dynastes hercules hace el papel de un alicate y la del Trypoxylus dichotomus equivale a una horqueta. La primera de ellas hace que el oponente pierda el equilibrio, mientras que la segunda lo aprieta para levantarlo y echarlo al suelo. La última de estas tres se “clava” para derribarlo con movimientos de sacudida, como si fuera una paca de heno.

Resumidamente, la obtención de una pareja no viene dada por la elección de la hembra deseosa de procrear, sino que deriva del choque entre un par de escarabajos machos. En la disputa por la reproducción, estos gladiadores entomológicos se ponen en guardia tras desenvainar sus cuernos, los cuales tienen rasgos morfológicos singulares adaptados a sus estilos de pelea. Después, los coleópteros, según su especie, hacen lo posible por desbalancear, aprisionar o volcar al rival. Al término de este duelo de esgrima, el ganador dice touché.

3. Homínidos carnívoros

Algunos han creído, quizás con más ilusión que con hechos, que los ancestros del Homo sapiens eran unos adorables mamíferos que no mataban ni una mosca. En esta suposición, por tanto, cabe la idea en la que ellos eran felices comiendo plantas, en armonía con el ecosistema y con los demás seres vivos, sin digerir los nutrientes de la carne a través de acciones moralmente cuestionables. Lo cierto, no obstante, es que afirmar esto es entrar en un error, en una falsedad conceptual por generalización que se puede rebatir con el registro fósil.

Richard Lovett escribió en agosto del 2010 un artículo en Nature sobre un dueto de investigaciones que encontraron algo que puede ser insólito para muchos. Y en buena forma lo es; nadie esperaría que un bípedo australopitecino habría obtenido su alimento a partir de cadáveres destazados. Hace unos 3,4 millones de años, en el valle bajo del Awash (Etiopía), hubo primates que usaban rudimentarios utensilios de piedra (tal vez fueron solamente rocas afiladas) para despegar la carne de los huesos.

Poniendo aparte los métodos de datación, la prueba más fundamental que sustenta esta afirmación se halló en los surcos que son típicos de las herramientas líticas; los huesos estudiados en la excavación no tienen las raspaduras y mordeduras propias de la dentadura de un depredador, sino los de un objeto filoso. Con esto se quiere decir que los homínidos etíopes, que muy posiblemente eran especímenes del Australopithecus afarensis, tomaban piedras cortantes con el fin de desgarrar el tejido blando del tejido óseo, es decir, ellos hacían lo que hacemos en nuestros tiempos cuando despresamos el pollo con un cuchillo de acero.

Queda pendiente saber si los australopitecinos cazaban o actuaban como carroñeros. En cualquiera de las dos circunstancias, estos homínidos ingerían carne y tenían medios tecnológicos para hacerlo, aunque eran todavía muy rudimentarios. Millones de años atrás, los primates tenían sus conflictos con las demás especies y hacían lo que estaba a su alcance para permanecer con vida. A lo mejor hubo alguno que tenía una dieta distinta, aunque eso no desmiente el hecho de que los antepasados del género Homo comían sin ser comidos.

4. El ejemplo de las hormigas

Habitualmente se dice por analogía que las sociedades humanas serían mejores si fueran tan colectivas y colaboradoras como lo son las hormigas. ¡Oh, qué enternecedora comparación, sólo tenemos que poner nuestro granito de arena para alcanzar en santa paz el anhelado progreso que hemos ansiado por siglos! ¡Cada uno ha de cumplir con su deber asignado en la colonia sacrificando los impulsos individualistas! Ah, esperen, no tan rápido, que la ciencia viene para sacudir las raíces de estas reconfortantes aserciones, pues las evidencias sugieren que podemos estar frente a un mito infundado.

Fue en el año 2013 cuando se llevó a cabo una indagación hecha por el equipo de Takao Sasaki acerca del comportamiento de las hormigas en relación a la dificultad de las tareas que éstas realizan a diario. El experimento de Sasaki y sus colaboradores consistió en el estudio del Temnothorax rugatulus mediante el uso de terrarios que, al reproducir su hábitat con diferencias de iluminación en ellos, permitían la directa observación de esta especie a medida que realizaba la elección de zonas aptas para la ampliación de su reino desde su colonia nativa, es decir, desde la colonia principal.

Las diminutas criaturas de Sasaki et al tuvieron un desempeño social encajado con las predicciones de los expertos. En efecto, se esperaba que los grupos más grandes del Temnothorax rugatulus superaran a los más pequeños en cuanto disminuyera la diferencia lumínica entre las dos colonias, aunque los grupos menos numerosos, e inclusive los individuos de estos insectos, cumplían mejor su labor cuando esta intensidad de luz tenía un incremento mucho mayor entre la colonia principal y la colonia secundaria.

En igual medida, las hormigas como individuos tienen más probabilidades de escoger un hogar adecuado siempre que sea grande la diferencia en la calidad de ambos nidos; si esta diferencia es más reducida, las colonias de mayores dimensiones se sobreponen al esfuerzo de los insectos más aislados. Como se desprende de lo dicho en la investigación de Sasaki y sus colegas, esta diferencia de iluminación es trascendental porque mientras ésta sea mayor más fácil será notar cuál colonia es de mejor o peor calidad para ser habitada por esta especie, y viceversa.

Por consiguiente, los Temnothorax rugatulus en solitario o en grupos pequeños pueden distinguir una zona apta para vivir mientras su calidad y su luminosidad sean mucho mayores en la colonia secundaria en contraste con la colonia principal; en el caso opuesto, estos insectos tienen la ventaja de hacer esta rutina de reconocimiento cuando la diferencia entre la segunda colonia y la primera es más estrecha o está en menor proporción. En síntesis, las hormigas de Sasaki y sus compañeros no desdeñan la individualidad porque ésta tiene ventajas que no están contenidas en su espíritu colectivo.

A esto hay que añadir que no hubo señal alguna de altruismo en ninguna de las hormigas examinadas en este estudio, todo lo contrario; los Temnothorax rugatulus, como los demás formícidos, se guían por la química y por un estricto sentido del deber en el que ellos no tienen derecho a pataleo. Por ende, si a usted le llegan a decir que debe sacrificarse por su país, tome tiza china y trace una raya a esa afirmación porque está infestada por la plaga del chauvinismo. Probablemente alguien no ha entendido que hasta las masas más rígidas valoran los aportes de los individuos para resolver sus problemas.

5. Una ciudad revelada

Del Angkor Wat se tiene entendido que es una genuina maravilla urbanística del medievo asiático en Camboya. Y esto no es un error, no señor; es una auténtica joya que tras siglos de ocultamiento en la selva pudo ser observada nuevamente por el aventurero francés Henri Mouhot (1826-1861) a mediados del siglo XIX. Aunque ahora, en el siglo XXI, se ha descubierto que este complejo de edificios con fines religiosos, en otra época accesible a los monjes y los aldeanos de la región, estaba dentro de una ciudad mucho más grande.

Todo este nuevo conocimiento ha sido posible mediante arqueología que va de la mano con los inventos de la modernidad. De acuerdo a un reporte de la BBC, “un equipo internacional, dirigido por Damian Evans, de la Universidad de Sidney, hizo un mapa sin precedentes de un área de 370 kilómetros cuadrados alrededor de Angkor”. ¿Cómo se logró, empero, la elaboración de esta cartografía topográfica sin necesidad de excavar en el terreno, como suele hacerse en los yacimientos que tapan los secretos del pasado?

Con los adelantos de la tecnología de Lidar, que emplea láser disparado cada cuatro segundos para registrar hasta las más mínimas variaciones del suelo. En el Lidar se juntan las piezas hasta que por fin se obtiene una imagen tridimensional que no es otra cosa sino la reconstrucción milimétrica de los lugares en los cuales hubo inequívoco rastro de edificaciones. En el caso del conjunto investigador de Evans, la interpretación de los datos del Lidar condujo a concluir que Angkor tenía templos, acueductos y caminos que se extienden más allá de las ruinas visitadas por los turistas.

Y, sin embargo, eso no era ni la mitad de lo que había allí. Angkor también tenía “bulevares ceremoniales, diques y lagunas artificiales”, de modo que la antigua urbe de los jemeres, que a finales del siglo XII abarcaba 1.000 kilómetros cuadrados, no estaba compuesta únicamente por unas construcciones destinadas a cultos de fe. La arqueología asistida por el Lidar ha confirmado, pues, que en el Angkor Wat hubo más que una hermosa arquitectura carcomida por el tiempo; hubo un opulento imperio que en sus avatares de auge y decadencia forjó su civilización hasta su último aliento.

6. Lehmann y la Tierra ardiente

Pueden haber muchas clases de científicos, aunque personalmente distingo dos tipos que me parecen cruciales: los que con sus hallazgos revolucionan nuestra forma de percibir el cosmos y los que con ellos desmantelan aquellos mitos que están arraigados en la cultura popular, sea por obra de charlatanes inescrupulosos, supersticiones de la gente o la inocente imaginación de un literato visionario. A mi juicio, Inge Lehmann (1888-1993) entraría en ambos grupos, puesto que sus saberes en sismología y geofísica, si bien quizás no son los más conocidos en el público, han logrado este par de objetivos.

El “truco” de Lehmann para encontrar lo ocurrido en el interior de la Tierra consistió en escudriñar lo acaecido en su exterior. La científica danesa examinó cuantiosos sismogramas y pensó que la heterogeneidad en la lectura e interpretación de los mismos obedecía a que había algo más en la estructura de este planeta. Ese “algo”, que en apariencia desentonaba con la lógica, no era sino un par de capas que, siendo una sólida y otra líquida, están en una continua interacción que permite la existencia del campo magnético sin el cual no estaríamos protegidos de los vientos solares.

A través de las mediciones realizadas en las ondas sísmicas, Lehmann también pudo comprobar que esa candente bola de metal alcanza temperaturas que oscilan entre 2.727º C y 4.727º C en su núcleo interno, cuyo tamaño equivale al 70% de las dimensiones de la Luna. Asimismo, ella se dio cuenta que la parte interna líquida le sirve de soporte a la que es sólida, como si fuera un una rolinera (i.e., el cojinete de rodamiento, o simplemente cojinete) que le da estabilidad a sus movimientos giratorios. Esta es la forma en que palpita el corazón de la Tierra.

Sumado a este hito científico, Lehmann consiguió derribar, tal vez sin habérselo propuesto, el tótem mental en el cual algunos creían que dentro de nuestro planeta natal no había más que un hueco de misterios. Cuando el celebérrimo Julio Verne publicó su Viaje al centro de la Tierra en 1864, jamás se detuvo a pensar en la factibilidad de la hazaña espeleológica de Axel; no podía hacerlo porque no tenía idea que ésta sería desmentida definitivamente en 1936. Verne, por tanto, quedó vencido por el peso de los hechos arrojado por Lehmann, aunque esto no demerita en modo alguno su genio literario.

7. Vida antes de la vida

Mucho antes que los seres humanos hubo otros primates que con el paso de los años acabarían andando a pie. Mucho antes que ellos hubo enormes reptiles, los gigantes en tamaño que dejaron sus imborrables huellas fosilizadas en el tiempo para después ser inexorablemente extinguidos. Mucho antes que los dinosaurios hubo seres menores en dimensiones, los cuales nadaban en el agua, como los ingredientes de un caldo primigenio condimentado con las peripecias climatológicas que en aquel entonces eran bastante caóticos. Todo este prolongado drama generacional de los seres vivos empezó aproximadamente hace más de 4.000 millones de años, en el Eón Hadeico.

Cabe, desde luego, la posibilidad de corregir y actualizar esa cifra si se presenta alguna evidencia que así nos lo sugiera. Y, en efecto, la ha encontrado un equipo investigador de la Universidad de California, como explica Emma Stoye en Scientific American. Para los expertos de esta dicha casa de estudios, la vida en la Tierra pudo haber comenzado a surgir 300 millones de años más pronto de lo que se pensaba en las dataciones aceptadas hasta ahora, razón por la cual se piensa que esto habría sucedido con una antigüedad superior a los 4.100 millones de años. Los indicios que los llevaron a realizar esta afirmación partieron de muestras de isótopos de carbono tomadas de “dos microscópicas motas de grafito adheridas a una astilla de zircón” procedente de Jack Hills (Australia).

La relación entre este carbono y la vida en la Tierra es trascendental, de ahí que los especialistas no consideran este hallazgo como algo trivial. Esto se debe a que el metabolismo de muchísimos microorganismos se fija en este elemento que es dejado, a niveles microscópicos, como la pista de su existencia. No obstante, Andreas Kappler, geomicrobiólogo de la Universidad de Tübingen, puntualiza, al igual que sus colegas norteamericanos, que es preciso analizar una porción más numerosa de zircones para hacer una aserción basada en datos más completos. En suma, Kappler señala que “los procesos abióticos pueden ocasionar un similar fraccionamiento de isótopos”.

El debate acerca de cuándo aparecieron los primeros microorganismos, en este sentido, seguirá en pie. Aún hay bastante material mineral que puede ser examinado con exhaustividad, puesto que el zircón es abundante en Jack Hills. Y aunque la muestra analizada todavía no será representativa hasta que se confirmen los datos en estudios ulteriores, no se puede poner en duda la longevidad de la Tierra. Resulta innegable, pues, que previo al amanecer de los primeros animales complejos hubo formas más “primitivas” de vida evidenciables mediante los sutiles rastros del carbono.

―Ω―