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- Herausgeber: RUTH
- Kategorie: Geisteswissenschaft
- Sprache: Spanisch
"Inventos de Madre Natura" explica los descubrimientos e invenciones hechos por el hombre, que ya estaban presentes desde hace millones de años en la naturaleza. En el libro se mezclan física, química, biología, aspectos de la tecnología y la historia en un lenguaje ameno y sencillo. Un elemento que se resalta es el papel de la teoría de la Evolución para explicar la unidad y variedad de los seres vivos y la necesidad de preservar las especies como un reservorio muy rico de posibles "inventos naturales" que brindarán nuevas oportunidades de progreso y calidad de vida a las generaciones futuras. Se pone énfasis en la mimetización, en la nanotecnología y en otros campos de la ciencia, soluciones que ya la naturaleza encontró hace mucho a determinados problemas. Además, se abordan aspectos de la teoría de la evolución, la interacción de los seres vivos con su entorno, su influencia mutua y la necesidad de la preservación de las especies y su hábitat. Trata cómo la naturaleza optimiza el "diseño arquitectónico de los huevos" acorde con los fundamentos matemáticos, los materiales elásticos en la naturaleza y cómo determinadas especies usan las piedras para ayudar a la digestión. Se presenta una comparación entre la producción de fertilizantes por vía artificial y los caminos naturales y se describe la asombrosa capacidad de ecolocalización de ciertas especies, la fluorescencia en los seres vivos y sus relojes naturales. Todo ello explicado con anécdotas de carácter histórico y cultural en sui contexto social y natural.
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Seitenzahl: 197
Veröffentlichungsjahr: 2017
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Ähnliche
Título original: Inventos de Madre Natura. Ingeniería animal
Edición para e-book: Aldo R. Gutiérrez Rivera
Edición base: Lic. Laura Herrera Caseiro
Diseño de cubierta: Carlos Javier Solis Méndez
Ajuste de la colección y emplane digital: Madeline Martí del Sol
Corrección: Norma Collazo Silveriño Maquetación para e-book: Téc. Amarelis González La O
© Luis Felipe Desdín García, 2015
© Sobre la presente edición:
Editorial Científico-Técnica, 2016
ISBN 978-959-05-0935-3
INSTITUTO CUBANO DEL LIBRO
Editorial Científico-Técnica
Calle 14, no. 4104 e/ 41 y 43, Playa, La Habana, Cuba
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Dedicado a la memoria de Luis Felipe Desdín Riera y América García Infante
PRÓLOGO
Original, interesantísimo, entretenido, son los calificativos que de manera recurrente pasan por mi mente al adentrarme en la lectura deLos inventos de Madre Natura, el nuevo libro de mi amigo y colega Desdín (o sea, Luis Felipe Desdín García, Doctor en Ciencias Físicas, a quien todos llamamos así, simple y afectuosamente, Desdín). Y es solo por eso, porque a mí me gustó muchísimo, que me atrevo a recomendárselo a ustedes, los adolescentes y jóvenes, y también a los menos jóvenes, destinatarios todos de este libro. Sin dudarlo les recomiendo que abran espacios en su agenda para disfrutar de una muy agradable lectura. Y sí, ya sé que esa agenda está muy ocupada con audiovisuales, videojuegos y otros ciber entretenimientos, pero créanme, ¡no se van a arrepentir!
Con interesantes relatos donde se mezclan la mitología y la historia con lo más avanzado de la ciencia y la tecnología, Desdín nos revela un amplio repertorio de “secretos” e “inventos” de la naturaleza. Sobre todo, nos ilustra con múltiples y variados ejemplos cómo muchas innovaciones tecnológicas ideadas por los seres humanos tienen un paralelo con “invenciones” hechas por Madre Natura, las cuales encontramos a veces en las formas de vida más inesperadas. Yo me resisto, no obstante, a interpretar de esos datos que no somos originales, es solo que la naturaleza se nos adelantó “un poquito”, en… decenas o cientos de millones de años.
Algunos de los fenómenos e inventos descritos en el libro les resultarán familiares, e incluso cotidianos, pero apuesto con ustedes a que en la mayor parte de los casos no se habían detenido a pensar en los porqués y en toda la ciencia que hay detrás de esos fenómenos e inventos. Y me atrevo también a apostar que una buena parte de lo explicado en el libro les resultará totalmente novedoso, y en todos los casos, sin dudas muy interesante. Y no se preocupen, que no se van a encontrar con un libro escrito en un lenguaje docto, ininteligible para la mayoría de los mortales. Todo lo contrario, Los inventos de Madre Natura ha sido escrito en un estilo muy ameno y comprensible para la gran mayoría de la gente, porque las personas sabias como Desdín tienen la envidiable capacidad de explicar las cosas aparentemente muy complicadas de una manera increíblemente sencilla.
Sería un error de mi parte intentar resumirles el contenido del libro, porque no se puede capturar la riqueza de una obra como esta en unos pocos párrafos, pero sí quisiera resaltar tres ideas esenciales y muy relacionadas entre sí que están presentes en todo el libro. La primera, que todos los seres vivos que hoy conocemos, y los que todavía nos quedan por conocer, son el resultado de un largo proceso de evolución que ha optimizado las capacidades de esos seres para adaptarse al medio ambiente. Es decir, que los sorprendentes “inventos” de Madre Natura que Desdín nos explica tan magistralmente en su libro son el producto de muchos millones de años de experimentación por parte de la naturaleza. Por eso tienen un valor extraordinario, y la pérdida de cualquiera de las especies que portan esos inventos sería irreparable.
La segunda idea es que los seres vivos del planeta, junto con el medio ambiente donde desarrollan sus vidas, forman una inmensa y compleja red de interacciones que aún estamos muy lejos de poder comprender y modelar. Esta red se mantiene en un frágil equilibrio que la humanidad, con su desarrollo tecnológico, está alterando cada vez más, llevándolo a límites que pudieran ser catastróficos para las futuras generaciones. Tenemos entonces una gran responsabilidad que asumir para conservar el medio ambiente y la vida en nuestro planeta.
Y la tercera idea, que yo diría que es el mensaje principal que nos quiere trasmitir Desdín con su libro, es que es muy importante conservar la inmensa diversidad de formas de vida existentes, no solo por el rol individual de cada especie en esa red global de la vida y las consecuencias impredecibles que pudiera tener la desaparición de un conjunto de ellas, sino también porque hasta las más insospechadas criaturas pueden ser fuente de nuevos conocimientos y de soluciones tecnológicas para el bien de la humanidad.
Los dejo entonces con este apasionante libro en sus manos, seguro de que lo disfrutarán mucho.
Dr. C. Ernesto Moreno Frías
La Habana, 16 de mayo de 2015
CAPÍTULO I Contrarios formidables
En el medio ambiente nada es estático, todo está en perenne cambio. Inclusive allí, donde las apariencias dan una imagen de tranquilidad y sosiego se están acumulando fuerzas que tarde o temprano conducirán a transformaciones. Muchos de estos cambios se deben a la interacción constante entre los seres vivos y el entorno que les rodea. Se trata de la lucha entre dos contrarios formidables que no cejan ni un momento.
El entorno nos pudiera parecer que domina enteramente a los seres vivos y que la influencia de estos en el primero es despreciable a gran escala. Sin embargo, la fuerza de la vida es formidable y ha actuado como un agente que constantemente modifica la faz de la Tierra. Es difícil imaginar que una parte de nuestro planeta, de dimensiones colosales como la atmósfera, pueda haber sido transformada radicalmente por los seres vivos. Lo cierto es que la atmósfera primitiva se parece muy poco a la contemporánea. En ella no había oxígeno y si hoy es rica en este gas, se debe al trabajo de los seres vivos.
La transformación ocurrió con la aparición en la escena evolutiva de organismos que basaban su metabolismo en la fotosíntesis, proceso cuyo residual es el oxígeno. El paulatino incremento de este gas permitió que se formara la capa de ozono y con ello se redujera significativamente la incidencia de la radiación ultravioleta en la superficie terrestre. Las altas tasas de dosis de radiación ultravioleta conducen a la ruptura de los enlaces químicos en las moléculas que constituyen la base de la vida, por lo que era un obstáculo serio para que los seres vivos se pudieran adaptar a vivir en la parte sólida del planeta. La aparición de la capa de ozono permitió que los seres vivos abandonaran la protección que les brindaba el agua a esta radiación y comenzaran la conquista de la tierra firme.
Otro ejemplo notable del poder de la vida lo encontramos en el coral. A pesar de que mide apenas unos milímetros de diámetro, la capacidad de sus tejidos para fijar el calcio disuelto en el mar ha creado estructuras naturales imponentes. Este trabajo “paciente” generación tras generación es el responsable de la formación de los arrecifes coralinos. Las imágenes aéreas de zonas de la costa norte cubana o las Bahamas nos muestran la capacidad constructiva de este pequeño ser vivo. En el océano Pacífico son comunes los atolones, que son originados cuando el coral se desarrolla alrededor de una isla volcánica que ulteriormente se sumerge, generando la típica estructura anular con una laguna central. Uno de los ejemplos mas impresionantes de la capacidad de los seres vivos de transformar el entorno lo es la Gran Barrera de Arrecifes, en la costa de Queensland en Australia, con una superficie de unos 2 000 km2, equivalente al triple del área de la provincia La Habana.
La alteración del régimen térmico de la atmósfera por la actividad humana también ilustra cuan poderosa puede ser la acción de los seres vivos en el entorno. Cuando el hombre aprendió de manera efectiva a transformar la energía calorífica contenida en materiales combustibles como la hulla en otras formas de energía como la mecánica o la eléctrica, se desencadenó una fuerza transformadora del entorno formidable. Por eso desde el comienzo de la Revolución Industrial hasta la fecha la generación de gases causada por la actividad humana creció exponencialmente. Así, por ejemplo, el contenido del dióxido de carbono se incrementó en más de 30 % y la del metano en casi 150 %. Estos gases tienen la capacidad de atrapar la radiación infrarroja evitando que escape al espacio cósmico, de manera que actúan como lo hacen los cristales de un invernadero.
Los corales marinos son animales coloniales, salvo algunas excepciones. Las colonias están constituidas por hasta miles de individuos y pueden alcanzar colosales dimensiones. Aunque estos animales pueden capturar plancton y pequeños peces con las células urticantes presentes en sus tentáculos, la mayoría obtiene la mayor parte de sus nutrientes de unas algas unicelulares fotosintéticas, que viven en el interior del tejido del coral. Estos corales necesitan de luz del Sol y se desarrollan en agua clara y poco profunda. Las imágenes aéreas de zonas de la costa norte cubana o las Bahamas nos muestran la capacidad constructiva de este pequeño ser vivo.
Se trata de un ciclo demoníaco. Cada vez el hombre libera más energía en sus diversas formas que terminan por transformarse en calor. En los procesos de generación de energía se liberan cada vez más gases de efecto invernadero y a su vez estos retienen más calor lo que aumenta la temperatura ambiente. Al elevarse la temperatura crece la evaporación del agua y su concentración en la atmósfera. Pero el agua es de por sí, también, un gas de efecto invernadero. Como consecuencia las temperaturas medias crecen sostenidamente.
Se pudieran citar infinidad de otros ejemplos donde la acción de los seres vivos modifica el entorno. A su vez la acción del entorno sobre estos moldea sus características. Veamos algunos ejemplos.
Los humanos estamos atados a la superficie terrestre por la gravedad y nuestros desplazamientos en cierta medida son bidimensionales, no podemos movernos hacia arriba a menos que usemos una escalera, un elevador u otro dispositivo que nos auxilie (un aeróstato, un avión, etcétera). Cuando nos desplazamos, experimentamos cierta resistencia del aire que nos rodea aunque no lo notamos. Entonces, si comparamos nuestros desplazamientos con los de los peces, nos daremos cuenta de que estos viven en un mundo donde se pueden mover también hacia arriba y abajo. Además, la resistencia que experimentan al desplazarse es comparativamente mayor que la que experimentamos los humanos, pues ellos se desplazan en el agua que es unas ochocientas veces más densa que el aire. ¿Cómo entonces los peces logran moverse hacia arriba y abajo y cómo pueden vencer la resistencia del agua sin agotar sus reservas de energía? Pues con dos trucos originales. El primero, una vejiga natatoria, una bolsa de paredes flexibles llena de gas que controla su flotabilidad, que les permite ascender y descender sin usar su musculatura; el segundo, una figura aerodinámica que minimiza la resistencia al moverse. Estos dos trucos aparecieron como una respuesta a la influencia del medio en que se desarrollaron estas especies durante millones de años. Fueron trucos moldeados por el entorno.
Los osos polares viven en regiones donde las temperaturas son sumamente bajas y por eso deben emplear gran parte de la energía que les brindan sus alimentos en mantener su temperatura corporal dentro del rango apropiado para su metabolismo. Como hay una gran diferencia de temperatura entre su cuerpo y el entorno, deben tomar “algunas medidas” para evitar que este les robe “su calor”. Los estudios indican que efectivamente, este animal se las ingenia para retener el calor corporal con una gruesa capa de grasa subcutánea. Además, posee un tupido pelaje formado por miles de pelos huecos rellenos de aire para brindar un buen aislamiento térmico que cubre una piel negra para absorber mejor la radiación solar. Y finalmente un diseño de orejas y cola reducida para retener de forma más efectiva el calor del cuerpo. Como vemos, son innovaciones brillantes de la naturaleza que garantizan la adaptación a un clima tan inhóspito.
Podemos utilizar el simil de un escultor moldeando una figura de barro. En el caso de la interacción ser vivo-habitat, ambos bandos de esa lucha son simultáneamente escultor y barro. El uno está inexorablemente ligado al otro y se transforman mutuamente.
Mitos de alfareros
Esta descripción súper simplificada que se ha brindado anteriormente es como un esbozo, solo cuenta con unos trazos muy sencillos. En realidad hay millones de especies y miles de diferentes entornos, por lo que el cuadro de la vida-entorno es inconmensurablemente más complejo.
Semejante diversidad de especies despertaba la curiosidad del hombre en la antigüedad, le intrigaba cómo había surgido la vida y por qué esta se manifestaba con esa enorme exuberancia y variedad. Los primeros intentos del hombre por explicar estas interrogantes se encuentran en las mitologías religiosas. Los mitos son narraciones que describen sucesos portentosos, protagonizados por seres extraordinarios o sobrenaturales, tales como héroes, monstruos, dioses, semidioses. Estas narraciones intentan responder a las interrogantes primordiales de la existencia humana.
Como regla, las mitologías nos describen el origen de la vida como actos de “creación” que ocurren por la voluntad o la “palabra” de dios (o dioses). Tales actos aparecen descritos como procesos fulminantes, que ocurren en periodos breves. También, resulta interesante el hecho de que la materia prima empleada es inerte y burda. Por lo visto estos elementos pretenden provocar la admiración por el enorme poder de crear algo tan complejo en un lapso de tiempo tan corto y a partir de algo tan tosco.
En la mitología judeo-cristiana se dice que un dios único es el creador de todo cuanto existe y que con el poder de su palabra omnipotente creó el cielo y la Tierra, hizo que el mundo fuera un lugar habitable y lo pobló de seres vivientes. Todo ello en actos de creación durante seis días, ya que el séptimo se lo tomó para descansar. También formó al hombre de la tierra misma y le sopló insuflándole la vida.
Existe un número muy grande de pinturas dedicadas al titán Prometeo. Grandes pintores como Peter Paul Rubens, Dirck van Baburen, Gustave Moreau y José Clemente Orozco se inspiraron en la leyenda y crearon obras memorables. En la imagen el cuadro Prometeo Encadenado, del pintor español Gregorio Martínez (1547-1598), que se conserva en el museo del Prado en Madrid.
En el caso de la mitología griega hay muchas versiones de la leyenda del titán Prometeo que en su mayoría se refieren a que robó el fuego para entregárselo a los hombres para su uso. Por eso se le considera como un protector de la humanidad. Sin embargo, existe una versión del mito en que Prometeo aparece como el creador del hombre, modelándolos con barro y confiriéndoles vida con un soplo de fuego que robó de las estrellas.
Como en estas mitologías, que constituyen elementos básicos de la cultura occidental, la materia prima de la creación es el barro, no es de extrañar que a estos dioses se les comparara con un alfarero, alguien que moldeando una materia prima tan común y corriente llega a obtener un producto bello y sofisticado. Semejante comparación pretende ennoblecer la imagen del creador, pues la alfarería es una mezcla de trabajo manual y arte, que requiere gran sensibilidad.
De acuerdo con estas mitologías sobre la creación, el enorme poder de los dioses les permitió construir todo lo que conocemos en muy poco tiempo. De esta lógica resulta que la Tierra es relativamente joven y su historia se limita a unos pocos miles de años. En el siglo xvii el arzobispo anglicano del condado de Armagh (en la actual Irlanda del Norte) James Ussher, intentó responder a una gran preocupación para muchos estudiosos cristianos a lo largo de los siglos: la edad de la Tierra. Para eso, Ussher estudió la cronología de los hechos descritos en la Biblia, sumando pacientemente todos los periodos que se recogen en ella, a los que añadió la información histórica disponible hasta ese momento y llegó a la conclusión: el primer día de la creación comenzó el atardecer anterior al domingo del 23 de octubre del año 4004 a.n.e. del calendario Juliano.
Hoy, a la luz de los conocimientos científicos nos pueden parecer infantiles estos cálculos. Sin embargo, en pleno siglo xxi proliferan un conjunto de creencias, inspiradas en doctrinas religiosas, según las cuales la Tierra y cada ser vivo que existe actualmente provienen de un acto de creación por uno o varios seres sobrenaturales, el cual fue llevado a cabo de acuerdo con un propósito divino. A estas creencias se les conoce bajo la denominación común de creacionismo. Semejante visión tiene sus principales defensores en múltiples iglesias protestantes en los EE.UU., nación donde el 10 % de las universidades cristianas imparten estas teorías y en la que el 47 % de sus habitantes comparten esta opinión. También, resulta interesante conocer que el Vaticano rechaza una interpretación literal de los primeros capítulos del Génesis en la Biblia y “no ve” contradicción de la doctrina filosófica y religiosa de la creación con las teorías científicas sobre este tema. Muchos progresos ha brindado la ciencia a la humanidad desde la época de Galileo y Giordano Bruno.
De Aristóteles a Darwin
En la antigüedad no todos compartieron la visión del origen de la vida a partir de actos de creación. En la antigua Grecia, la vida se suponía como una cualidad intrínseca de la propia materia. Por ser imperecedera, tenía que brotar espontáneamente en cada ocasión en que las circunstancias fueran favorables. La idea de la generación espontánea se encuentra en muchas culturas arcaicas asiáticas y europeas. Los antiguos chinos creían que los pulgones nacían de manera espontánea de los bambúes y los egipcios de la época del Imperio Antiguo pensaban que el barro del Nilo producía espontáneamente sapos, ranas, ratas, serpientes y cocodrilos. Las ideas sobre la generación espontánea fueron sintetizadas por Aristóteles (384-322 a.n.e.), quien planteó que plantas y animales no solamente nacían de sistemas parecidos a ellos, sino de materia en descomposición activada por el calor del Sol.
Aristóteles (384-322 a.n.e.) fue un filósofo, lógico y científico de la Antigua Grecia, cuyas ideas han ejercido una enorme influencia en el desarrollo de las ciencias. Es reconocido como fundador de la biología. Describió más de 500 especies de seres vivos. Entre estos estudió con gran profundidad al delfín. Le intrigaba el origen de la vida. Propuso el origen espontáneo de peces e insectos a partir del rocío, la humedad y el sudor.
Estas ideas no experimentaron cambios significativos en el Medioevo y el Renacimiento, pues los enigmas de las ciencias biológicas no dominaban el eje de las inquietudes de esa época. Los trabajos del italiano Francesco Redi (1626-1697) asestaron los primeros golpes a la teoría de la generación espontánea. Este naturalista describió en un libro editado en 1688 un conjunto de experimentos, que probaban que opuestamente a lo que se opinaba en esa época, las larvas blancas de la mosca de la carne no se generaban espontáneamente a partir de la carne en descomposición.
La invención del microscopio permitió que pocos años después Antón van Leeuwenhoek (1632-1723) efectuara el descubrimiento de los microorganismos. Se suscitó un enorme interés, se multiplicaron las investigaciones y estas demostraron que los microorganismos estaban en todas partes, tanto en extractos vegetales como en sustancias orgánicas en descomposición. Esta circunstancia puso en el centro de las discusiones las ideas de la generación espontánea. Los defensores de esta idea afirmaban que esos organismos surgían por generación espontánea, ya que bastaba dejar que la materia se descompusiera en un lugar cálido para que aparecieran. No obstante, Leeuwenhoek no creyó en tal interpretación y concluyó que los microorganismos habían sido acarreados por el aire del ambiente.
Durante casi un siglo, la polémica se mantuvo en efervescencia. Fue un período de investigación en que a diferencia de los experimentos de Redi, que empleaba organismos macroscópicos, los esfuerzos se concentraron en los microorganismos. Particularmente importante fueron las contribuciones de Lazzaro Spallanzani (1729-1799), de la cátedra de Historia Natural de la Universidad de Pavia, quien es considerado uno de los pioneros de los trabajos sobre esterilización de los medios biológicos.
Fue Luis Pasteur (1822-1895) quien puso el punto final a la polémica acerca de la generación espontánea. Realizó un grupo de experimentos memorables que demostraron la falsedad del dogma de la generación espontánea de la vida, al desarrollar un método experimental que permite mantener estéril un medio nutritivo sin que pierda su poder. Por estos trabajos recibió el Premio de la Academia de Ciencias de Francia de 1862.
A mediados del siglo xix se producirían otros descubrimientos en el campo de las ciencias naturales de gran trascendencia en el camino hacia la comprensión del origen de la vida y su variedad asombrosa. Para 1837, el botánico alemán Matthias Jakob Schleiden (1804-1881) había realizado estudios microscópicos de las células vegetales que le permitieron describirlas y presentar una teoría de la célula en que afirmaba que esta era clavepara la anatomía y el crecimiento de las plantas. Su compatriota, el fisiólogo y anatomista Friedrich Theodor Schwann (1810-1882), siguió esta línea de investigación en los tejidos animales, verificando la existencia de células en estos y trazando en el desarrollo de tejidos adultos muchas de las etapas del embrión temprano. Estas investigaciones de Schwann demostraron según sus propias palabras que la gran barrera entre los reinos animal y vegetal, a saber, la diversidad de la estructura definitiva, desaparece.
La existencia de las células era conocida en los siglosxviiyxviii, ya que al realizar investigaciones microscópicas en los tejidos de diversos organismos vivos se encontraban células y grupos de células. No obstante, a los trabajos de Schleiden y Schwann pertenece el mérito de esbozar de manera consciente el cometido fisiológico de las células, como unidades anatómicas de tejidos animales y vegetales. Schwann, en particular, comprobó que las células animales y vegetales tienen, en lo fundamental, una estructura igual y desempeñan la misma función fisiológica. Los organismos surgen y se desarrollan por medio de la multiplicación de las células, mediante su renovación ininterrumpida: nacimiento y muerte. La teoría celular demostró la unidad interna de todos los seres vivos y apuntó indirectamente a la unidad de su origen.
El siguiente descubrimiento que afectaría radicalmente a las ciencias de la vida se comenzaría a gestar en 1831 cuando el joven británico Charles Robert Darwin (1809-1882) se enroló en la expedición del velero HMS Beagle destinado a cartografiar las costas de Sudamérica y las islas del Pacífico. Entre los lugares que visitó se encontraban las islas Galápagos, que le proveerían un terreno excepcional para la investigación, tanto
