101 preguntas sobre ciencia y sus respuestas (Parte 9).

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Acá están las preguntas 88 - 98.

89)¿Por qué se dilata el agua al congelarse?
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90)¿Qué son las pilas de combustible? ¿Qué ventajas presentan en la generación de electricidad?
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91)¿Qué son las vitaminas y por qué las necesitamos?
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92)¿Cómo empezó la vida?
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93)¿Es posible una vida de silicio?
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94)¿Por qué se extinguieron los dinosaurios?
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95)¿Cuál es la diferencia entre un cerebro y un computador? ¿Pueden pensar los computadores?
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96)¿Cuál es la velocidad del pensamiento?
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97)¿Qué son los "relojes biológicos" y cómo funcionan?
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98)¿Cuál es la diferencia entre bacterias, microbios, gérmenes y virus?
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99)¿Cómo se descubrieron los virus?
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88.- ¿Por qué se dilata el agua al congelarse?




Primero cabria preguntar: ¿por qué son sólidos los sólidos? ¿Y por qué son líquidos los líquidos?
Entre las moléculas de una sustancia sólida hay una cierta atracción que las mantiene firmemente unidas en una posición fija. Es difícil separarlas y, por consiguiente la sustancia es sólida.
Sin embargo, las moléculas contienen energía de movimiento y vibran alrededor de esas posiciones fijas. Al subir la temperatura, van ganando cada vez más energía y vibrando con mayor violencia. En último término adquieren tanta energía que la atracción de las demás moléculas no basta ya para retenerlas. Rompen entonces las ligaduras y empiezan a moverse por su cuenta, resbalando y deslizándose sobre sus compañeras. El sólido se ha licuado: se ha convertido en un líquido.
La mayoría de los sólidos son cristalinos. Es decir, las moléculas no sólo permanecen fijas en su sitio, sino que están ordenadas en formaciones regulares, en filas y columnas. Esta regularidad se rompe, cuando las moléculas adquieren suficiente energía para salirse de la formación, y entonces el sólido se funde.
La disposición regular de las moléculas en un sólido cristalino suele darse en una especie de orden compacto. Las moléculas se apiñan unas contra otras, con muy poco espacio entre medías. Pero al fundirse la sustancia, las moléculas, al deslizarse unas sobre otras, se empujan y desplazan. El efecto general de estos empujones es que las moléculas se separan un poco más. La sustancia se expande y su densidad aumenta. Así pues, en general los líquidos son menos densos que los sólidos.
O digámoslo así: los sólidos se expanden al fundirse y los líquidos se contraen al congelarse.
Sin embargo, mucho depende de cómo estén situadas las moléculas en la forma sólida. En el hielo, por ejemplo, las moléculas de agua están dispuestas en una formación especialmente laxa, en una formación tridimensional que en realidad deja muchos "huecos".
Al aumentar la temperatura, las moléculas quedan sueltas y empiezan a moverse cada una por su lado, con los empujones y empellones de rigor. Lo cual las separaría, si no fuese porque de esta manera muchas de ellas pasan a rellenar esos huecos. Y al rellenarlos, el agua líquida ocupa menos espacio que el hielo sólido, a pesar de los empujones moleculares. Al fundirse 1 centímetro cúbico de hielo sólo se forman 0,9 centímetros cúbicos de agua.
Como el hielo es menos denso que el agua, flota sobre ella. Un centímetro cúbico de hielo se hunde en el agua hasta que quedan 0,9 centímetros cúbicos por debajo de la superficie. Estos 0,9 cm3 desplazan 0,9 cm3 de agua líquida, que pesan tanto como el centímetro cúbico entero de hielo. El hielo es sostenido entonces por el empuje del agua, quedando 0,1 centímetros cúbicos por encima de la superficie. Todo esto es válido para el hielo en general. Cualquier trozo de hielo flota en el agua, con una décima parte por encima de la superficie y nueve décimas por debajo.
Esta circunstancia resulta muy afortunada para la vida en general, pues tal como son las cosas, cualquier hielo que se forme en una masa de agua, flota en la superficie. Aísla las capas más profundas y reduce la cantidad de calor que escapa de abajo. Gracias a ello las aguas profundas no suelen congelarse, ni siquiera en los climas más gélidos. En cambio, en épocas más calurosas el hielo flotante recibe el pleno efecto del Sol y se funde rápidamente.
Si el hielo fuese más denso que el agua, se hundiría al fondo a medida que fuese formándose, dejando al aire libre otra capa de agua, que a su vez se congelaría también. Además el hielo del fondo, no tendría posibilidad ninguna de recoger el calor del Sol y fundirse. Si el hielo fuese más denso que el agua, las reservas acuáticas del planeta estarían casi todas ellas congeladas, aunque la Tierra no estuviese más lejos del Sol que ahora. aunque la Tierra no estuviese más lejos del Sol que ahora.



89.- ¿Qué son las pilas de combustible? ¿Qué ventajas presentan en la generación de electricidad?



Una pila de combustible es un dispositivo para generar electricidad. Para entender su valor consideremos las palabras, "combustible" y "pila" por separado.
Para generar electricidad a partir de un combustible como el carbón o el petróleo hay que quemarlos primero. La energía producida por su combustión convierte agua en vapor, que se utiliza a su vez para hacer girar una turbina colocada en un campo magnético. De esta manera se genera una corriente eléctrica. Es decir, convertimos la energía química del combustible en energía térmica para luego convertir ésta en energía eléctrica.
En el transcurso de esta doble conversión se pierde gran parte de la energía química primitiva Pero el combustible es tan barato que esa pérdida no impide producir grandes cantidades de electricidad sin un gasto excesivo.
También es posible convertir directamente energía química en energía eléctrica sin pasar por el calor. Para ello hay que usar una pila eléctrica. Esta pila consiste en una o más soluciones de ciertos productos químicos en las que se sumergen dos barras metálicas llamadas electrodos. En cada uno de los electrodos se produce una reacción química en la que o se absorben o se liberan electrones. La presión de electrones en uno es mayor que en el otro, de modo que si los dos están conectados mediante un cable, los electrones pasarán por él de un electrodo a otro.
Ese flujo de electrones es una corriente eléctrica, que persistirá mientras las reacciones químicas persistan en la célula. Las baterías de linterna son un ejemplo de tales pilas.
Hay casos en los que si se hace pasar una corriente eléctrica a través de una pila agotada, las reacciones químicas que tienen lugar en su interior se desarrollan, al revés, con lo cual la célula puede volver a almacenar energía química y producir otra vez una corriente eléctrica. Las baterías de los coches son un ejemplo de pilas reversibles.
La energía química que se pierde en una pila es mucho menor, puesto que se convierte en electricidad en un solo paso. Como contrapartida, los productos químicos que utilizan las pilas son todos ellos muy caros. Las pilas de linternas utilizan cinc, por ejemplo, y plomo las baterías de los coches. El coste de los metales necesarios para abastecer de electricidad a una ciudad entera por este procedimiento sería de miles de millones de dólares diarios.
La pila de combustible sería un dispositivo que combinase ambas ideas: la de combustible y la de la pila eléctrica. Es una célula cuyas reacciones químicas no implican el uso de metales caros, sino de combustibles baratos. La energía química de dichos combustibles se convierte en energía eléctrica en un solo paso, con una pérdida mucho, menor que en el procedimiento normal de dos etapas. De este modo se puede multiplicar sustancialmente la cantidad de electricidad disponible por el hombre.
La pega es que es difícil fabricar una pila de combustible, que realmente funcione con garantías. Se han fabricado algunas en las que la energía eléctrica se extrae de la combustión de hidrógeno con oxígeno, pero, el hidrógeno sigue siendo bastante caro. En lugar del hidrógeno se ha utilizado también monóxido de carbono, que es algo más barato. Recientemente se han fabricado también pilas que funcionan a base de combinar desperdicios con oxígeno bajo la influencia de la acción bacteriana. No cabe duda que la idea de convertir desperdicios en electricidad es interesantísima, porque resolvería dos problemas: la obtención de energía barata y la eliminación de desperdicios.
Aún queda mucho por hacer antes que las pilas de combustible sean realmente prácticas, pero, con todo, representan una de las grandes esperanzas del futuro.



90.- ¿Qué son las vitaminas y por qué las necesitamos?



Para entender lo que son las vitaminas tenemos que empezar por las enzimas. Las enzimas son moléculas que sirven para acelerar ciertos cambios químicos en el cuerpo. Las enzimas se presentan en miles de variedades, porque cada cambio químico está gobernado por una enzima particular.
Para controlar un cambio químico no hace falta más que una cantidad minúscula de enzima, pero esa cantidad minúscula es imprescindible. La maquinaria química del cuerpo está interconectada de un modo muy intrincado, de manera que el retardo de una sola transformación química por culpa de la falta de una enzima puede resultar en una enfermedad grave o incluso en la muerte.
La mayor parte de las enzimas las puede fabricar el cuerpo con las sustancias que se hallan presentes en casi todos los alimentos. No hay peligro que nos quedemos sin ellas, salvo que nos estemos muriendo materialmente de hambre. Pero hay un pero.
Algunas enzimas contienen, como parte de su estructura, ciertas combinaciones atómicas poco usuales. Estas combinaciones de átomos no suelen encontrarse más que en las enzimas y, por tanto, sólo se necesitan en cantidades ínfimas, porque las propias enzimas sólo se necesitan en esas proporciones.
Pero el cuerpo tiene que tenerlas. Y si una de estas combinaciones de átomos escasea, las distintas enzimas que las necesitan dejarán de funcionar. Ciertos cambios químicos empezarán a desarrollarse mal y como consecuencia de ello sobrevendrá la enfermedad y finalmente, la muerte.
El peligro estriba en que, a pesar que la mayoría de las moléculas enzimáticas las puede fabricar el cuerpo, estas combinaciones particulares de átomos, no. Tienen que ser absorbidas, intactas, de los alimentos. El cuerpo humano se muere si la comida que ingiere no contiene cantidades minúsculas de estas singulares combinaciones de átomos.
Cuando se descubrió esto a principios del siglo xx, no se conocía la naturaleza química de dichas naciones. Se pensaba que algunas de ellas al menos, pertenecían a una clase de sustancias llamadas "aminas". Por eso se les dio el nombre de "vitaminas" ("aminas de la vida".
Las plantas son la fuente básica de las vitaminas. Fabrican todas las sustancias de sus tejidos a partir de productos químicos elementales, como son el anhídrido carbónico, el agua, los nitratos, etc. Si no fuesen capaces de fabricar todas y cada una de vitaminas a partir de cero, no podrían sobrevivir.
Los animales, en cambio, pueden comer plantas y utilizar las vitaminas que se hallan ya presentes en los tejidos vegetales, sin tener que fabricarlas por su cuenta. Los animales almacenan las vitaminas que absorben allí donde los mecanismos enzimáticos más los necesitan: en los músculos, el hígado, los riñones, la leche, etcétera. Los animales carnívoros obtienen las vitaminas de las reservas que poco a poco han ido acumulando sus presas herbívoras.
El no tener que fabricarse sus propias vitaminas tiene ciertas ventajas, porque su fabricación exige la presencia de una maquinaria química muy respetable en cada célula. Eliminando esta función queda más espacio, por decirlo así, para desarrollar la maquinaria que requieren las muchas cosas que las plantas no tienen que hacer: acción nerviosa, contracción muscular, filtración renal, etc.
El precio que se paga, sin embargo, es la posibilidad de una falta de vitaminas. Los seres humanos que viven con una dieta muy pobre (sea porque les guste o porque no tengan otra cosa) pueden caer víctimas de enfermedades como el beriberi, el escorbuto, la pelagra o el raquitismo; todas ellas son el resultado de una química del cuerpo, que va parándose poco a poco debido al mal funcionamiento de ciertas enzimas por falta de una vitamina. funcionamiento de ciertas enzimas por falta de una vitamina.



91.- ¿Cómo empezó la vida?




Una respuesta clara y rotunda no la hay, porque cuando empezó la vida no había nadie allí que sirviese de testigo. Pero se pueden hacer análisis lógicos del problema.
Los astrónomos han llegado a ciertas conclusiones acerca de la composición general del universo. Han encontrado, por ejemplo, que un 90% de él es hidrógeno y un 9% helio. El otro 1% está constituido principalmente por oxígeno, nitrógeno, neón, argón, carbono, azufre, silicio y hierro.
Partiendo de ahí y sabiendo de qué manera es probable que se combinen tales elementos, es lógico concluir que la Tierra tenía al principio una atmósfera muy rica en ciertos compuestos de hidrógeno: vapor de agua, amoníaco, metano, sulfuro de hidrógeno, cianuro de hidrógeno, etc. Y también habría un océano de agua líquida con gases atmosféricos disueltos en ella.
Para que se iniciase la vida en un mundo como éste es preciso que las moléculas elementales que existían, al principio se combinaran entre sí para formar moléculas complejas. En general, la construcción de moléculas complicadas de muchos átomos a base de moléculas elementales de pocos átomos requiere un aporte de energía. La luz del: Sol (sobre todo su contenido ultravioleta), al incidir sobre el océano, podía suministrar la energía necesaria para obligar a las moléculas pequeñas a formar otras mayores.
Pero ¿cuáles eran esas moléculas mayores?
El químico americano Stanley L. Miller decidió en 1952 averiguarlo. Preparó una mezcla de sustancias parecida a la que, según se cree, existió en la primitiva atmósfera terrestre, y se cercioró que era completamente estéril. Luego la expuso durante varias semanas a una descarga eléctrica que servía como fuente de energía. Al final comprobó que la mezcla contenía moléculas algo más complicadas que aquéllas con las que había comenzado. Todas ellas eran moléculas del tipo que se encuentran en los tejidos vivos y entre ellas había algunos de los aminoácidos que son los bloques fundamentales de unos importantes compuestos: las proteínas.
Desde 1952 ha habido muchos investigadores, de diversos países, que han repetido el experimento, añadiendo detalles y refinamientos. Han construido diversas moléculas por métodos muy distintos y las han utilizado luego como punto de partida de otras construcciones.
Se ha comprobado que las sustancias así formadas apuntan directamente hacia las complejas sustancias de la vida: las proteínas y los ácidos nucleicos. No se ha hallado ninguna sustancia que difiera radicalmente de las que son características de los tejidos vivos.
Aún no se ha conseguido nada que ni por un máximo esfuerzo de imaginación pudiera llamarse viviente, pero hay que tener en cuenta que los científicos están trabajando con unos cuantos decilitros de líquido, durante unas cuantas semanas cada vez. En los orígenes de la Tierra, lo que estaba expuesto al Sol era un océano entero de líquido durante miles de millones de años.
Bajo el azote de la luz solar, las moléculas del océano fueron haciéndose cada vez más complejas, hasta que en último término surgió una que era capaz de inducir la organización de moléculas elementales en otra molécula igual que ella. Con ello comenzó y continuó la vida, evolucionando gradualmente hasta el presente. Las formas primitivas de "vida" tuvieron que ser mucho menos complejas que las formas más simples de vida en la actualidad, pero de todos modos ya eran bastante complejas. Hoy día los científicos tratan de averiguar cómo se formó esa singular molécula que acabamos, de mencionar.
Parece bastante seguro que la vida se desarrolló, no como un milagro, sino debido a la combinación de moléculas según una trayectoria de mínima resistencia. Dadas las condiciones de la Tierra primitiva, la vida no tuvo por menos de formarse, igual que el hierro no tiene por menos que oxidarse en el aire húmedo. Cualquier otro planeta que se parezca física y químicamente a la Tierra desarrollaría inevitablemente vida, aunque no necesariamente inteligente. Tierra desarrollaría inevitablemente vida, aunque no necesariamente inteligente.

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92.- ¿Es posible una vida de silicio?



Todos los seres vivientes, desde la célula más simple hasta la sequoia más grande, contienen agua, y además como la molécula más abundante, con mucho. Inmersas en el agua hay moléculas muy complejas, llamadas proteínas y ácidos nucleicos que al parecer son características de todo lo que conocemos por el nombre de vida. Estas moléculas complejas tienen una estructura básica compuesta en cadenas y anillos de átomos de carbono. A casi todos los carbonos van unidos uno o más átomos de hidrógeno. A una minoría, en cambio, van ligadas combinaciones de átomos como los de oxígeno nitrógeno, azufre y fósforo.
Expresándolo con la máxima sencillez podemos decir que la vida, tal como la conocemos, está compuesta de derivados de hidrocarburos en agua.
¿Puede la vida estar compuesta de otra cosa? ¿Existen otros tipos de moléculas que proporcionen la complejidad y versatilidad de la vida, algo distinto del agua que proporcione, sin embargo, las propiedades poco usuales, pero necesarias, que sirven como trasfondo de la vida?
¿Es posible concebir algo parecido al agua que pudiera sustituirla? Las propiedades del, amoníaco líquido son las más afines o las del agua. En un planeta más frío que la Tierra, por ejemplo, Júpiter, donde el amoníaco abunda en estado líquido mientras que el agua está solidificada, puede que sea concebible una vida basada en el amoníaco.
Por otro lado, hay que decir que si el hidrógeno va unido a tantos puntos de la cadena del carbono, es porque es un átomo muy pequeño que se acopla en cualquier lugar. El átomo de flúor es parecido al de hidrógeno en algunos aspectos y casi tan pequeño como él. Así, pues, igual que tenemos una química de los hidrocarburos podemos tener una química de los fluorcarburos, con la única salvedad que éstos son mucho más estables que aquellos. Quizá en un planeta más caliente que la Tierra podría concebirse una vida a base de fluorcarburos.
Pero ¿y en cuanto al átomo de carbono? ¿Existe algún sustituto? El carbono puede unirse a un máximo de cuatro átomos diferentes (que pueden ser también de carbono) en cuatro direcciones distintas, y es tan pequeño que los átomos de carbono vecinos se hallan suficientemente próximos para formar un enlace muy fuerte. Esta característica es la que hace que las cadenas y anillos de carbono sean estables.
El silicio se parece mucho al carbono y también puede unirse a un máximo de cuatro átomos diferentes en cuatro direcciones distintas. El átomo de silicio, sin embargo, es mayor que el de carbono con lo cual las combinaciones siliciosilicio son menos estables que las de carbonocarbono. La existencia de largas cadenas y anillos de átomos de silicio es mucho más improbable que en el caso del carbono.
Lo que sí es posible son largas y complicadas cadenas de átomos en las que alternen el silicio con el oxígeno. Cada átomo de silicio puede unirse a otros dos átomos o grupos de átomos, y este tipo de moléculas se denominan "siliconas".
A la molécula de silicona pueden ir unidos grupos de hidrocarburos o de fluorcarburos, y estas combinaciones podrían resultar en moléculas suficientemente grandes, delicadas y versátiles como para formar la base de la vida En ese sentido sí que es concebible una vida a base de silicio.
Pero ¿existen realmente esas otras formas de vida en algún lugar del universo? ¿O serán formas de vida basadas en una química completamente extraña, sin ningún punto de semejanza con la nuestra? Quizá nunca lo sepamos. ningún punto de semejanza con la nuestra? Quizá nunca lo sepamos.



93.- ¿Por qué se extinguieron los dinosaurios?



Durante ciento cincuenta millones de años las criaturas más difundidas de la Tierra fueron ciertos grandes reptiles conocidos vulgarmente por el nombre de «dinosaurios». Los más grandes de entre los reptiles terrestres de esta especie puede que pesaran hasta 85 toneladas. Los grandes ictiosauros y plesiosauros dominaban el mar mientras que los pterosaurios surcaban los aires con gigantescas alas de hasta 20 pies de envergadura.
Más tarde, hace unos setenta millones de años, se extinguieron todas esas monstruosas criaturas. No de la noche a la mañana, pero sí en un tiempo bastante breve: digamos que un millón de años. Otras formas de vida animal como los peces y los mamíferos y aves primitivos salieron indemnes, igual que la vida vegetal.
Acerca de esta extinción se han hecho diversas conjeturas... pero son sólo eso, conjeturas. A ciencia cierta nadie lo sabe.
Hay quien piensa que se debió a un cambio del clima. Donde antes había un mundo suave y apacible, con pantanos y mares poco profundos, surgieron ahora montañas. El continente se secó, los mares se hicieron profundos y las estaciones adquirieron un carácter áspero y riguroso. Pero es difícil de creer que no quedaran regiones de clima apropiado. Y, por otro lado, los mares no tenían por qué verse afectados.
Otros sugieren que quizá los mamíferos primitivos empezaron a alimentarse de los huevos de dinosaurio acabando así con ellos. (Los reptiles marinos, en cambio eran vivíparos.) O que quizá la Tierra se cubrió de nuevas especies de hierbas que desplazaron la antigua vegetación, más blanda y jugosa. Puede ser que los dinosaurios vegetarianos no tuvieran el tipo de dentadura necesaria para triturar esta nueva especie de hierba más dura y que, al extinguirse aquellos, los dinosaurios carnívoros, al no encontrar alimento, se extinguieran también.
Otra posibilidad es que los dinosaurios a experimentar de pronto gran cantidad de mutaciones. Como la mayoría de las mutaciones son para mal, es posible que el excesivo número de dinosaurios tarados trajese consigo la extinción de la especie.
Esta explicación ha despertado gran interés, pero ¿Por qué un aumento repentino en el número de mutaciones?
Una de las causas de las mutaciones es la radiación muy energética. La Tierra está constantemente bombardeada por los rayos cósmicos, que podrían ser la causa de las mutaciones que constantemente aparecen en organismos hoy día. La tasa actual de mutación no es demasiado alta, pero imaginemos los que ocurriría si, de cuando en cuando incidiese sobre la Tierra un chorro muy potente de radiación.
K. D. Terry, de la Universidad de Kansas, y W. H. Tucker, de la Universidad Rice, han señalado que si explotase una supernova más o menos cerca del sistema solar, la Tierra podría verse inundada de rayos cósmicos. Terry y Tucker estimaron la frecuencia y distancia de estas explosiones y calcularon que cada diez millones de años (por término medio) la Tierra podría recibir una dosis de rayos cósmicos siete mil veces mayor que la actual. Puede ser que hace setenta millones de años la Tierra sufriese una tal andanada de rayos cósmicos.
Pero en este caso ¿por qué afectó sólo a los dinosaurios y no a otras criaturas? Quizá sí que las afectó, sólo que los dinosaurios estaban tan especializados que eran mucho más vulnerables a las mutaciones que las demás criaturas.
¿Y qué tipo de mutación pudo ser la decisiva? H. K. Erben, de la Universidad de Bonn, ha señalado recientemente que en los últimos períodos de existencia de los dinosaurios, los huevos que ponían eran de cáscara muy gruesa. Puede que esta anomalía fuese consecuencia de una mutación. Al ser cada vez más difícil romper el cascarón, fue reduciéndose cada vez más la tasa de natalidad. Entre esta mutación y otras similares se extinguió toda esta especie de magníficas criaturas.



94.- ¿Cuál es la diferencia entre un cerebro y un computador? ¿Pueden pensar los computadores?



La diferencia entre un cerebro y un computador puede expresarse en una sola palabra: complejidad.
El cerebro de los grandes mamíferos es, para su tamaño, la cosa más complicada que conocemos. El cerebro humano pesa unos 1.350 gramos, pero en ese kilo y medio corto hay diez mil millones de neuronas y cientos de miles de millones de otras células menores. Estos miles y miles de millones de células están conectadas entre sí en una red enormemente compleja que sólo ahora estamos empezando a desenmarañar.
Ni siquiera el computador más complicado construido hasta ahora por el hombre puede compararse en complejidad con el cerebro. Las conexiones y componentes de los computadores ascienden a miles, no a miles de millones. Es más, los conmutadores de un computador son sólo dispositivos on-off, mientras que las células cerebrales poseen ya de por sí una estructura interna enormemente compleja.
¿Pueden pensar los computadores? Depende de lo que entendamos por "pensar". Si resolver un problema matemático es "pensar", entonces los computadores "piensan", y además mucho más deprisa que el hombre. Claro está que la mayoría de los problemas matemáticos se pueden resolver de manera bastante mecánica, repitiendo una y otra vez ciertos procesos elementales. Y eso lo pueden hacer incluso los computadores más sencillos que existen hoy día.
A menudo se ha dicho que los computadores sólo resuelven problemas porque están "programados" para resolverlos. Que sólo pueden hacer lo que el hombre quiere que hagan. Pero hay que recordar que los seres humanos tampoco pueden hacer otra cosa que aquello para lo que están "programados". Nuestros genes nos "programan" en el momento en que se forma el huevo fertilizado, quedando limitadas nuestras potencialidades por ese "programa".
Ahora bien, nuestro programa es de una complejidad tan superior, que quizá prefiramos definir la palabra "pensar" en función de la creatividad que hace falta para escribir una gran comedia o componer una gran sinfonía, concebir una brillante teoría científica o un juicio ético profundo. En ese sentido, los computadores no pensar, ni tampoco la mayoría de los mortales.
Está claro, sin embargo, que un computador al que se le dotase de suficiente complejidad podría ser tan creativo como el hombre. Si se consiguiera que fuese igual de complejo que el cerebro humano, podría ser el equivalente de éste y hacer exactamente lo mismo.
Suponer lo contrario sería suponer que el cerebro humano es algo más que la materia que lo compone. El cerebro está compuesto de células en un cierto orden, y las células están constituidas por átomos y moléculas en una determinada disposición. Si hay algo más, jamás se han detectado signos de su presencia. Duplicar la complejidad material del cerebro es, por consiguiente, duplicar todo cuanto hay en él.
¿Pero hasta cuándo habrá que esperar para construir un computador suficientemente complejo como para reproducir el cerebro humano? Quizá no tanto como algunos piensan. Puede que, mucho antes de llegar a un computador igual de complejo que el cerebro, consigamos construir otro lo bastante complejo como para que diseñe un segundo más complejo que él. Este segundo computador podría diseñar otro aún más complejo, y así sucesivamente.
Dicho con otras palabras, una vez superado cierto punto los computadores toman las riendas en sus manos y se produce una "explosión de complejidad". Al cabo de muy poco podrían existir computadores que no sólo igualasen al cerebro humano, sino que lo superaran. Y luego ¿qué? El caso es que la humanidad no está distinguiéndose demasiado en la administración de los asuntos terrestres. Puede que llegue el día en que tengamos que hacernos humildemente a un lado y dejar las cosas en manos de quien las sepa llevar mejor. Y si no nos hacemos a un lado, es posible que llegue el Supercomputador y nos aparte por las malas. un lado, es posible que llegue el Supercomputador y nos aparte por las malas.



95.- ¿Cuál es la velocidad del pensamiento?


(No encontré un globo de pensamiento, por lo que pongo este de diálogo).

Depende de lo que entendamos por "pensamiento".
Puede que queramos decir "imaginación". Uno puede imaginarse que está, aquí en la Tierra, y un segundo más tarde que está en Marte o en Alpha Centauro o cerca de un lejano quasar. Si es eso lo que entendemos por "pensamiento", entonces puede tener cualquier velocidad hasta el infinito.
Sí, pero uno no recorre realmente esa distancia ¿verdad? Aunque yo me imagine que estoy presenciando la formación de la Tierra no quiere decir, que haya hecho un viaje a través del tiempo. Y aunque me imagine en el centro del Sol no quiere decir que pueda realmente existir en esas condiciones.
Para que la pregunta tenga algún significado científico es preciso definir "pensamiento" de manera que su velocidad pueda realmente medirse por métodos físicos. A este respecto recordemos que si podemos pensar es porque hay unos impulsos que pasan de célula nerviosa a célula nerviosa. Cualquier acción que dependa del sistema nervioso depende de esos impulsos. Al tocar un objeto caliente retiramos la mano, pero no lo podremos hacer hasta que la sensación de calor pase de la mano al sistema nervioso central y luego otro impulso nervioso pase del sistema nervioso central a los músculos.
El "pensamiento" inconsciente que implica todo esto,"noto algo caliente, y más me vale quitar la mano porque si no me la quemaré", no puede ser más rápido que el tiempo que tarda el impulso nervioso en recorrer el trayecto de ida y vuelta. Por consiguiente, hemos de entender que la "velocidad del pensamiento" es la: "velocidad del impulso nervioso", porque si no, no hay respuesta.
Allá por el año 1846, el gran fisiólogo alemán Johannes Müller decidió, en un rapto de pesimismo, que la velocidad del impulso nervioso jamás podría medirse. Seis años más tarde, en 1852, consiguió medirlo uno de sus mejores discípulos, Hermann von Helmholtz, trabajando con un músculo todavía inervado. Helmholtz estimuló el nervio en diversos puntos y midió el tiempo que tardaba el músculo en contraerse. Al estimular el nervio en un punto más alejado del músculo, la contracción se retrasaba. A partir del tiempo de retardo logró calcular el tiempo que había tardado el impulso nervioso en recorrer esa distancia adicional.
La velocidad del impulso nervioso depende del grosor del nervio. Cuanto más grueso es el nervio, mayor es la velocidad. La velocidad depende también de si el nervio está o no aislado por una vaina de material graso. Los nervios aislados conducen más rápidamente los impulsos nerviosos que los no aislados.
Los nervios de los mamíferos son los más eficaces de todo el reino animal: los de mejor calidad conducen los impulsos nerviosos a una velocidad de 362 kilómetros por hora.
Esto quizá parezca decepcionante, porque al fin y al cabo la velocidad del pensamiento no es mayor que la de los viejos aeroplanos de hélice. Pero pensemos que un impulso nervioso puede ir desde cualquier punto del cuerpo humano hasta cualquier otro y volver en menos de 1/25 de segundo (omitiendo los retrasos debidos al procesamiento en el sistema nervioso central). El nervio más largo en los mamíferos pertenece a la ballena azul, que mide unos 100 pies de longitud, e incluso en ese caso cualquier posible viaje de ida y vuelta dentro del cuerpo lo puede realizar el impulso nervioso en poco más de medio segundo. Lo cual es bastante rápido. segundo. Lo cual es bastante rápido.



96.- ¿Qué son los "relojes biológicos" y cómo funcionan?



Hay veces que uno no necesita mirar el reloj. Cuando tenemos hambre, sabemos que es la hora de almorzar. Cuando tenemos sueño, sabemos que es hora de irse a la cama. Naturalmente, si hemos almorzado copiosamente, es muy probable que se nos pase la hora de la cena sin que sintamos hambre. Y si hemos dormido hasta muy tarde o nos encontramos en una fiesta muy animada, es posible que se nos pase la hora de acostarnos sin que sintamos sueño. Pero en condiciones normales se puede hacer un cálculo muy exacto.
Dentro de cada uno de nosotros hay un cambio cíclico que nos hace sentir hambre cada tanto tiempo y sueño, cada cuanto. Estos cambios son bastante regulares, con lo cual es posible medir el tiempo (aproximadamente) por estos ciclos. Tales ciclos son un ejemplo de "relojes biológicos".
En el mundo exterior de los organismos se producen ciclos regulares. El más notable es la alternancia de la luz del día con la oscuridad de la noche, pero también está el ritmo bidiario de las mareas, cuya amplitud varía con el cambio mensual de fase de la luna, y el ciclo de temperatura, que varía con el período día-noche y con el período anual de las estaciones.
Para el organismo resulta útil responder a estos cambios. Si tiene que procurarse el alimento de noche o sólo en la estación cálida, lo mejor que puede hacer es dormir durante el día o hibernar durante el invierno. Si pone sus huevos en la orilla, lo mejor y más prudente es que lo haga cuando hay marea alta y luna llena. Incluso las plantas responden a estos ritmos: las hojas se abarquillan al ponerse el sol, las flores y los frutos llegan en determinadas estaciones del año, etc.
Lo que no podemos suponer es que los organismos vivientes hacen todo esto conscientemente. No dicen: "Es de noche, me voy a dormir", o "los días se está acortando, voy a dejar caer mis hojas", sino que dentro del organismo hay ciclos automáticos que coinciden con los ciclos astronómicos. Esta coincidencia o sincronización es producto de la selección natural. Los animales y plantas que disfrutan de una buena sincronización se desenvuelven mejor y tienen mayores oportunidades de engendrar una prole más numerosa que los que no la disfrutan, de manera que es un factor que mejora de generación en generación.
Los ciclos internos existen incluso en el nivel molecular. La temperatura del cuerpo sube y baja regularmente, igual que la concentración de ciertos constituyentes de la sangre, la susceptibilidad del cuerpo hacia ciertas drogas, etc. La mayoría de estos ciclos tardan aproximadamente un día en completar un movimiento de sube y baja: es lo que se denomina "ritmos circadianos".
El ciclo interno ¿está controlado por los ritmos del medio ambiente? No del todo. Si colocamos un animal o una planta en un medio artificial en el cual se ha eliminado el ciclo externo, donde, por ejemplo, la luz es constante o la temperatura no varía—, los ritmos prosiguen sin embargo su curso. Puede que sean menos marcados o que difieran un poco del ciclo estricto de veinticuatro horas, pero están ahí. Los ritmos del medio ambiente no actúan más que como un "control fino".
Cuando viajamos en avión a un país muy lejano, con una diferencia de horas muy grande, nuestros ritmos internos dejan de estar sincronizados con el período día-noche. Esto da lugar a síntomas muy desagradables, hasta que logramos poner de nuevo en hora el reloj biológico.
¿Qué cómo funciona el reloj biológico? Lo puedo describir en tres palabras: ¡Nadie lo sabe!
¿Será una especie de reacción química periódica en nuestro cuerpo? En ese caso el reloj debería variar con la temperatura o con las drogas, y no es verdad. ¿O será que está sincronizado con sutilísimos ritmos del mundo exterior que persisten aun cuando eliminemos las variaciones de luz y temperatura? Puede ser, pero en ese caso desconocemos todavía la naturaleza de esos ritmos. ser, pero en ese caso desconocemos todavía la naturaleza de esos ritmos.



97.- ¿Cuál es la diferencia entre bacterias, microbios, gérmenes y virus?



Las bacterias son un grupo de organismos unicelulares reunidos por los biólogos bajo el nombre de "esquizomicetes". La célula de la bacteria tiene una pared muy parecida a la de las células vegetales normales, pero carece de clorofila. Por eso las bacterias se clasifican a veces junto con otras plantas carentes de clorofila y se denominan "hongos".
Las bacterias se distinguen de otras células vegetales en que son muy pequeñas. En efecto, son las células más pequeñas que existen. Además, no poseen un núcleo diferenciado, sino que el material nuclear está disperso por toda la célula. Por eso se clasifican a veces junto con ciertas células vegetales llamadas "algas verdeazules", cuyo material nuclear también está disperso, pero que además tienen clorofila.
Cada vez es más usual agrupar las bacterias junto con otras criaturas unicelulares, formando una clase de seres que no están considerados ni como plantas ni como animales: constituyen un tercer reino de vida, los "protistos". Hay bacterias que son patógenas es decir, que causan enfermedades. Pero la mayoría de ellas no lo son, e incluso hay muchas que son muy beneficiosas. La fertilidad del suelo, por ejemplo, depende en gran medida de la actividad de las bacterias nitrogenantes.
Un "microbio" es, en rigor, cualquier forma de vida microscópica, porque el término viene de dos palabras griegas que significan "vida pequeña". El término "germen" es aún más general, pues significa cualquier fragmento pequeño de vida, aunque sea parte de un organismo mayor. Por ejemplo, la sección de la semilla que contiene la verdadera porción viviente es el germen; así hablamos del "germen del trigo", por ejemplo. Por otro lado, el óvulo y el espermatozoide, que portan las diminutas chispas de vida que en su día florecen en un organismo acabado, se llaman "células germinales".
En el lenguaje corriente, sin embargo, se utilizan las palabras microbio y germen como sinónimos de bacteria, en especial de bacteria patógena.
La palabra "virus" viene del latín y significa "veneno". Esta etimología viene de los tiempos en que los biólogos no sabían exactamente qué eran los virus, pero sí que ciertas preparaciones contenían algo que ocasionaba enfermedad.
Los virus difieren de las bacterias y de todos los demás organismos en que no están compuestos de células. Son mucho más pequeños que las células y su tamaño viene a ser el de una gran molécula. Están formados, por un arrollamiento de ácido nucleico, rodeado de un recubrimiento de proteína. En esto se parecen a los cromosomas de una célula, de modo que cabría casi considerarlos como "cromosomas sueltos".
Los cromosomas controlan la química de la célula; los virus, cuando se introducen en una célula, establecen un contra control por su cuenta. Por lo general son capaces de someter toda la química de la célula a sus propios fines, poniendo toda la maquinaria celular al servicio de la formación de nuevos virus. La célula suele morir en el proceso.
Los virus, a diferencia de las bacterias, no son capaces de llevar una vida independiente. Sólo se pueden multiplicar dentro de las células. Todos ellos son parásitos. El daño que ocasionan pasa a veces inadvertido, pero en otros casos producen graves enfermedades. casos producen graves enfermedades.



98.- ¿Cómo se descubrieron los virus?



Hacia los años sesenta del siglo pasado el químico francés Louis Pasteur propuso la "teoría germinal de las enfermedades", según la cual todas las enfermedades eran causadas y propagadas por alguna forma diminuta de vida que se multiplicaba en el organismo enfermo, pasaba de ese organismo a otro sano, lo hacía enfermar, etc.
Pasteur, sin embargo, estaba trabajando a la sazón con una enfermedad mortal, la rabia (también llamada hidrofobia), y descubrió que aunque la enfermedad era contagiosa y podía contraerse por el mordisco de un animal rabioso, no se veía el germen por ningún lado. Pasteur concluyó que el germen sí que estaba allí, pero que era demasiado pequeño para verlo con el microscopio con que trabajaba.
Otras enfermedades también parecían carecer de germen, quizá por la misma razón. Un ejemplo era la "enfermedad del mosaico del tabaco", que atacaba a las plantas del tabaco y producía como síntoma un dibujo en forma de mosaico sobre las hojas. Triturando éstas, se podía extraer un jugo que ocasionaba esa enfermedad en plantas sanas, pero el jugo no contenía ningún germen que fuese visible al microscopio.
¿Hasta qué punto se podía fiar uno de los microscopios en el límite mismo de la visibilidad? El bacteriólogo ruso Dimitri Ivanovski abordó en 1892 el problema por un camino diferente: utilizó un filtro de porcelana sin vidriar que retenía cualquier organismo suficientemente grande para poder verlo con los microscopios de aquella época. Hizo pasar el extracto infeccioso de plantas del tabaco enfermas a través del filtro y comprobó que el producto filtrado seguía infectando a las plantas sanas. Ivanovski pensó que quizá el filtro fuese defectuoso y no se atrevió a afirmar que había gérmenes demasiado pequeños para verlos al microscopio.
En 1898, y de manera independiente, el botánico holandés Martinus Beijerinck hizo el mismo experimento y obtuvo igual resultado. Aceptó la validez del experimento y decidió que, fuese cual fuese la causa de la enfermedad del mosaico del tabaco, tenía que consistir en partículas tan pequeñas que pudiesen pasar por el filtro.
Beijerinck llamó al líquido patógeno "virus", de una palabra latina que significa "veneno". Como el líquido era capaz de pasar por un filtro sin perder su calidad venenosa, le dio el nombre de" virus filtrable". El término fue aplicado más tarde, no al líquido, sino a las partículas patógenas que contenía. Luego se eliminó el adjetivo, llamando simplemente virus a dichas partículas.
¿Pero qué tamaño tenían las partículas de los virus? Beijerínck pensó que quizá no fueran mucho mayores que las moléculas de agua, de modo que cualquier sustancia que dejara pasar el agua dejaría pasar también a los virus.
Esto es lo que decidió comprobar en 1931 el bacteriólogo inglés William Elford. Para ello utilizó membranas de colodión con orificios microscópicos de diversos tamaños. Filtrando líquidos víricos a través de membranas, encontró que una de ellas tenía unos orificios tan pequeños, que aunque las moléculas de agua pasaban, las partículas de virus quedaban retenidas. Elford vio que mientras que el líquido no filtrado transmitía la enfermedad, lo que pasaba por el filtro ya no la transmitía.
De esa manera se logró averiguar el tamaño de las partículas de virus. Eran más pequeñas que las células más pequeñas que se conocían; tanto, que quizá sólo consistieran en unas cuantas moléculas. Esas moléculas, sin embargo, eran moléculas gigantes. moléculas gigantes.



Eso fue todo por ahora, ya que sino se hace muy largo el post y no me deja publicarlo.
Saludos y comenten.