Ciencia ciudadana por el Prof. Dr. D. Ángel Pérez Ruzafa, académico numerario

La ciencia trabaja con datos procedentes de observaciones que deben ser objetivas y realizadas bajo condiciones controladas o, al menos estar acompañadas de la suficiente información que permita conocer las fuentes de variabilidad que afecten a su interpretación. El número de observaciones necesarias para comprobar una hipótesis es proporcional a las fuentes de variabilidad no controladas. Trabajar en el laboratorio permite reducir esos factores fijando las condiciones del experimento.  Pero en ecología, trabajando en la naturaleza, no es posible controlar todos los factores y esto hace esencial acumular un volumen alto de datos. Esto es caro por la inversión necesaria en tiempo, desplazamientos y personas, particularmente si los procesos abarcan rangos geográficos y temporales amplios.

Una solución imaginativa, que puede ser muy efectiva, es la ciencia ciudadana. Ello consiste en utilizar como datos las observaciones realizadas por cualquier ciudadano dispuesto a colaborar. Sus aplicaciones en la ecología pueden ser muy variadas y relevantes: la observación de especies invasoras, de la evolución de especies en peligro, la aparición y extensión de plagas, la detección de fuentes de contaminación o del estado ambiental… En el Mar Menor estamos teniendo muchos ejemplos, a través de asociaciones como Hippocampus o iniciativas individuales, en lo que respecta a observaciones del estado de las aguas, la evolución de las poblaciones de caballitos de mar, nacras o nuevas especies de medusas u opistobranquios, el estado de las praderas o las aves. En el Mediterráneo ya hay proyectos para el seguimiento de las praderas de Posidonia y en general proyectos como Observadores del mar.

La utilización de la ciencia ciudadana implica riesgos de subjetividad, falta de formación del observador, heterogeneidad en el método de observación o incluso de rigor, pero cualquier sistema de medida, incluso en el laboratorio, está sujeto a fuentes de error aleatorias que obligan a una depuración y análisis crítico de los datos antes, durante y después de su análisis para la extracción de conclusiones. Además, estas limitaciones pueden minimizarse con campañas de divulgación y estableciendo protocolos sencillos que mejoren el rigor de la observación. La utilización de páginas web para la introducción de los datos, donde se delimita los que son necesarios y su formato, es muy útil. La posibilidad de utilizar los teléfonos móviles para establecer la ubicación exacta del registro, el poder subir fotografías que ayuden a la validación de la observación y la identificación de especies o de las circunstancias en las que se ha producido, aportan una enorme robustez a la información facilitada. En una región como Murcia, en la que los recursos de investigación son muy limitados, y especialmente sensible a la aparición de especies invasoras, hacer esfuerzos desde la Administración para facilitar la ciencia ciudadana coordinada con los centros de investigación, puede ser una inversión altamente rentable y fundamental para la gestión de nuestros recursos y espacios naturales.

40 años de Ecología en Murcia por el Prof. Dr. D. Ángel Pérez Ruzafa, académico numerario

Columna de la Acadmia publicada en el Diario La Verdad el 6 de octubre de 2018

Este curso 2018-2019 se cumplen cuarenta años de docencia e investigación en ecología en la Universidad de Murcia. Su impartición llegó en cuarto de carrera como consecuencia natural de la implementación de la licenciatura de Biología en 1975. Ese año, convulso socialmente, iniciamos los estudios la primera promoción movidos en muchos casos por la necesidad de comprender y defender algún ecosistema que nos resultaba entrañable y cuya degradación se anunciaba de forma dolorosa. En mi caso era el Mar Menor, pero en esa promoción había tantas ilusiones y objetivos como alumnos y muchos son hoy excelentes docentes e investigadores en botánica, fisiología, bioquímica, zoología… y por supuesto, ecología, con todas sus facetas.

La propia ecología estaba en esos años queriendo emerger como disciplina y sacudirse el estigma de ciencia blanda, descriptiva, poco predictiva e inmanejable debido a la complejidad de los problemas que aborda y a la multiplicidad de variables que pueden afectar al resultado. Pero, como en el caso de la física cuántica, la complejidad y la incertidumbre no son una barrera infranqueable para la ciencia y las aproximaciones probabilísticas, con herramientas como los análisis multivariantes, las teorías del caos o de las catástrofes y diseños experimentales para los muestreos de campo permiten un poder de predicción tan sólido como el de cualquier otra ciencia. Y esto la ha convertido en una herramienta eficaz para anticipar, diagnosticar y proponer soluciones a problemas ambientales de toda índole.

Como ecosistema virgen que abría un nuevo nicho ecológico, nuestra facultad fue rápidamente colonizada por profesores formados en otras universidades. Y esto fue una gran suerte para los estudiantes de Murcia porque llegaron discípulos directos de los dos padres de la ecología en España cuyas definiciones de ecología como “biofísica de los ecosistemas” (Margalef) o como “ciencia de los ecosistemas” (González Bernáldez) definen dos enfoques complementarios que cubren desde los principios básicos de la termodinámica a las repercusiones sociales y ambientales del uso que hacemos de los ecosistemas. Los sucesivos planes de estudios, la separación de nichos y la especialización, inevitables para reducir la competencia a medida que se incorporaban nuevas promociones, dieron lugar a una explosión de aproximaciones docentes e investigadoras: ecología aplicada, limnología, oceanografía, seguidas de ecología terrestre, de sistemas, metodológica y cuantitativa, evaluación de impacto ambiental, explotación de recursos vivos marinos, elementos de política ambiental… que luego se ramificaron y entrecruzaron dando lugar a una estructura compleja y diversa pero sin perder su productividad y con el denominador común de la preocupación y la lucha por desarrollar una ciencia comprometida con los problemas ambientales y la defensa de nuestros ecosistemas en base al conocimiento científico y cultural.

 

Microbios bajo la lluvia por el Prof. Dr. D. Mariano Gacto Fernández, académico numerario

Aunque sean demasiado pequeños para verlos a simple vista no podemos ignorar la importancia de los microorganismos, porque constituyen la base de la biosfera y sin ellos no podrían existir otras formas de vida. Fueron los primeros en aparecer sobre la Tierra y han vivido en este planeta por miles de millones de años, mucho antes que las plantas y los animales. Existen incluso en condiciones físicas y químicas que no permiten otras formas de vida y nos rodean por todas partes. Un litro de agua en apariencia transparente puede contener millones de bacterias. En la naturaleza desarrollan un papel clave en muchos procesos geoquímicos, como el ciclo del nitrógeno, el del azufre o el del carbono, y hace mucho tiempo descubrieron la fotolisis del agua cuando todavía no existían las plantas. Esto hizo posible la aparición del oxígeno atmosférico, permitiendo la evolución aerobia de la que somos el resultado más reciente.

Los microorganismos también pueden influenciar el tiempo atmosférico. En concreto, varias investigaciones se han centrado en la capacidad de muchos microbios fotosintéticos marinos para producir dimetilsulfuro (DMS), un componente volátil que escapa a la atmósfera, donde resulta foto-oxidado para formar sulfato. El sulfato actúa como un agente nucleante del agua y, cuando se forma en cantidad suficiente, induce la formación de nubes. Este hecho tiene tres importantes consecuencias. Primero, las nubes ensombrecen los océanos y, en consecuencia, reducen el crecimiento de microorganismos fotosintéticos y la producción de DMS, lo que a su vez conduce a disminuir la formación de nubes como un mecanismo cíclico de autocontrol. Por otra parte, las nubes promueven la lluvia. Finalmente, la luz solar entrante se refleja en las nubes, rebajando el calor en la Tierra y moderando por tanto el calentamiento global.

Los microbios determinan también algunas de nuestras percepciones, como el típico olor a tierra húmeda que se nota cuando llueve. Esto se debe a sustancias químicas volátiles (geosminas) que son producidas por microorganismos del suelo. Curiosamente, los laboratorios que cultivan actinomicetos huelen intensamente a tierra mojada. Como diminutas versiones del actor Gene Kelly en la película “Cantando bajo la lluvia”, esos microorganismos parecen alegrarse de la llegada del agua que permite reiniciar su crecimiento detenido por la sequedad, y sintetizar, además de otras cosas, las olorosas geosminas. Estas sustancias también causan los aromas terrosos que se perciben en algunos vinos contaminados por actinomicetos.

Constelación Galileo por el Prof. Dr. D. Juan María Vázquez Rojas, académico numerario

Columna de la Academia, publicada en el Diario La Verdad el 22 de septiembre de 2018

Y, sin embargo, se mueve. Con esta celebre frase Galileo cerraba con la Inquisición la confrontación que hacía temblar los pilares geocentristas que aun perduraban en el siglo XVII. Galileo aportaba una nueva aproximación experimental que abría los ojos a una realidad heliocéntrica. La Tierra no era el centro sino que orbitaba, junto al resto de planetas, alrededor del Sol con su movimiento de traslación. Y aun con la duda sobre la veracidad de la frase con la que Galileo cerraba el juicio inquisitorial en el que se vio obligado a retractarse de sus descubrimientos, sirva la misma como elemento introductorio a esta reseña sobre el Galileo del siglo XXI.

 

Hoy la constelación Galileo orbita a mas de 28.000 km/h y nos mira desde una órbita a 35 kilómetros de la superficie terrestre mediante 26 satélites estratégicamente distribuidos destinados a la radionavegación y posicionamiento, que llevan, cada uno de ellos, el nombre de un joven europeo. Y hay uno de ellos que se llama Alba, como el de una joven cordobesa ganadora del concurso lanzado por la Comisión Europea.

 

Y teniendo el sistema norteamericano GPS, el ruso Glonass o el chino Beidou (en desarrollo), ¿era realmente necesario para Europa tener un sistema de navegación propio?. La respuesta es SI. Primero, porque da a Europa soberanía en una capacidad estratégica con infinidad de aplicaciones presentes y futuras de gran interés; en segundo lugar porque frente a GPS que es un sistema militar compartido con el uso civil, Galileo está destinado al uso civil y, en tercer lugar, porque Europa ha sido capaz de desarrollar un sistema más preciso, que opera mejor en altitud y con gran precisión a latitudes polares, gracias a que científicos e ingenieros de toda Europa bajo la dirección de la ESA (Agencia Espacial Europea) han empleado con éxito miles de horas. Entre ellos, el Capitán Montojo, tristemente fallecido hace uno meses al caer desde el Buque Polar Hespérides a las aguas de la Antártida, mientras desarrollaba pruebas de calibración de la Constelación Galileo.

 

Galileo Galilei revolucionó las bases del conocimiento de los siglos XVI-XVII. Cuatrocientos años después, desde la vieja Europa, la constelación Galileo se constituye como una impresionante capacidad tecnológica orientada a mejorar la vida de los ciudadanos y a  ayudar al progreso de la ciencia y a la tecnología.  Porque junto a los populares sistemas de navegación que nos ayudan en nuestra vida diaria, el estudio de migraciones de especies marinas o terrestres como consecuencia del cambio climático, o un nuevo concepto de trazabilidad de alimentos junto a tecnologías como blockchain o la rápida disponibilidad de un servicio sanitario o de rescate combinando geoposicionamiento e inteligencia artificial son solo tres de los miles de ejemplos con los que se podría ilustrar esta nueva realidad.

EL CARBONO ORGÁNICO Y LA FUNCIONALIDAD DEL SUELO por el Prof. Dr. D. Carlos García Izquierdo, académico numerario

Como señala el profesor Rattan Lal (The Ohio State University), en sus innumerables artículos científicos, el suelo es un recurso natural necesitado de protección y conservación. Es un sistema vivo que realiza funciones clave desde perspectivas ecológicas y humanas. Una disminución en la funcionalidad del suelo debido a acciones antrópicas o climáticas no deseables, generará consecuencias negativas en la producción de nuestros sistemas agrícolas y forestales.

La funcionalidad de los suelos depende en gran medida de su materia orgánica y, en concreto, del carbono orgánico que incorpora, ya que inciden positivamente sobre diversas propiedades (incluida la biodiversidad) de dichos suelos, así como sobre su fertilidad y productividad. Ese carbono orgánico procede del carbono atmosférico fijado por las plantas a través de las reacciones de la fotosíntesis, incorporándose al suelo con restos de plantas y exudados de las raíces. Los residuos vegetales y los exudados de las raíces son las principales fuentes de carbono orgánico para el suelo. Los residuos de animales y microorganismos también contribuyen al carbono orgánico del suelo, pero en menor cantidad. Los procesos de mineralización devuelven el carbono a la atmósfera principalmente como dióxido de carbono, mientras que una fracción del mismo se acumula en tejidos microbianos (biomasa del suelo) y otra parte se transforma a través de procesos de humificación, síntesis, o por la formación de agregados, en formas estables que también podrían mineralizarse, pero más lentamente. Según su facilidad a degradarse, se distinguen diferentes tipos de compuestos carbonados en los suelos: i) los lábiles y activos, fácilmente degradables (carbohidratos, aminoácidos, polisacáridos, lípidos y otros compuestos de bajo peso molecular); (ii) la reserva intermedia de carbono orgánico, compuestos con degradación lenta (celulosa, hemicelulosa, quitina, etc.) y (iii) la reserva pasiva de carbono estable, constituidos por los compuestos orgánicos más resistentes a la degradación, tales como anillos aromáticos (lignina) y cadenas alifáticas (lípidos). Cualquiera de estas fracciones de carbono, incorporada a coloides minerales del suelo, puede llegar a ser muy poco atacable por los microrganismos y contribuir a hacer del suelo un sistema productivo adecuado, además de un buen sumidero de carbono capaz de mitigar en parte el efecto invernadero.

Por tanto, el carbono orgánico del suelo es crucial para el funcionamiento del ecosistema, desempeñando un papel clave en la regulación del clima, el suministro de agua y la biodiversidad, proporcionando servicios esenciales y necesarios para el bienestar humano.

Una breve historia de la Ciencia por el Prof. Dr. D. Mariano Gacto Fernández, académico numerario

Resumir la historia de la Ciencia en 400 palabras es un reto de brevedad y concisión. En esencia, esta historia comprende un período de antigüedad, otro de ciencia clásica y otro de ciencia moderna. La ciencia antigua creía en el poder supremo de la razón para resolver todos los problemas sin necesidad de experimentos y su influjo duró dos milenios. Su principal representante es Aristóteles, que consideraba que una piedra grande cae más deprisa que una pequeña, aunque nunca se le ocurrió probarlo. Experimentar no estaba en el espíritu de esa época, que ignoraba la verdadera relación entre la vida humana y la naturaleza. El supuesto esplendor de los tiempos antiguos solo era aplicable a clases privilegiadas, pero no a las condiciones de vida del hombre ordinario.

La ciencia antigua acabó en el siglo XVI cuando Galileo demostró que si dos piedras desiguales se dejan caer simultáneamente llegan al suelo al mismo tiempo. Este experimento fue un momento clave en la historia de la humanidad. Abrió una nueva relación entre el hombre y la naturaleza, inaugurando una etapa de cambio en la mente humana que fue continuada por muchos otros. El despertar racional de la ciencia clásica clarificó las relaciones entre nosotros y las cosas del mundo visible hasta desembocar en la Revolución Industrial del siglo XIX que liberó al hombre, al menos en parte, de la miseria.

La ciencia moderna comenzó a principios del siglo pasado con descubrimientos singulares como el de los rayos X, el electrón y la radioactividad. Con la teoría de la relatividad o la mecánica cuántica desveló un mundo enteramente nuevo no sospechado con anterioridad, porque nuestros sentidos no están hechos para verlo o sentirlo. Esta nueva ciencia permitió entender el átomo, el sol y las estrellas, y aportó una idea de unidad fundamental en la naturaleza. Cambió todos los parámetros que dominaban hasta entonces la vida humana: la velocidad del caballo por la de la luz, la combustión por la fusión nuclear, la fuerza bruta por la de potentes diseños y el aislamiento geográfico por la desaparición de las distancias terrestres. La historia de la ciencia y la de la humanidad llegaron a fundirse en una misma historia.

Esta misma secuencia se aprecia también en el progreso histórico de la biología. Inicialmente se ocupó de lo que era visible, descendió luego al nivel celular y estudia ahora procesos vitales a dimensiones moleculares increíblemente pequeñas.

Caminando hacia Horizonte Europa por el Prof. Dr. D. Juan María Vázquez Rojas, académico numerario

Decía uno de los padres de Europa, Konrad Adenauer, que todos vivimos bajo el mismo cielo, pero ninguno tiene el mismo horizonte. Europa se propone continuar con un mismo Horizonte, en ciencia, tecnología y en innovación, caminando desde el actual programa europeo Horizonte 2020 al nuevo Horizonte Europa.

Hace unos días, Carlos Moedas, Comisario Europeo de Investigación, Ciencia e Innovación, anunciaba este nuevo programa marco que conducirá la investigación y la innovación europea desde 2021 a 2027.

Nunca había existido un programa de tal magnitud en el mundo, con una propuesta inicial de 100.000 millones de euros. Y nunca antes la humanidad había vivido una revolución como la que vivimos, basada en tecnologías digitales, como la inteligencia artificial o el big data; físicas, como la impresión 3D o la robótica; o biológicas, como la edición genética por CRISPR. Por eso, la combinación de ambas circunstancias, la económica y la tecnológica, debe ser aprovechada para avanzar en la frontera del conocimiento.

Horizonte Europa tendrá como objetivos fortalecer las bases científicas y tecnológicas europeas, mejorar la vida de los ciudadanos y aumentar la competitividad de la industria desde una ciencia e innovación abierta, que ponga foco en los principales problemas que compartimos en Europa. Con unos Consejos Europeos de Ciencia y de Innovación que financiarán la ciencia y la innovación disruptiva, pero también la que mejora los productos o procesos existentes.  Y con un nuevo pilar de misiones, destinado a resolver retos que en estos momentos compartimos en Europa y que requieren soluciones compartidas. Desde resolver la escasez de recursos hídricos a la reducción de la contaminación por plásticos en mares y océanos. Desde las nuevas baterías, al coche autónomo o a ciudades cero emisiones.

Un nuevo programa que pretende cumplir con las prioridades de los ciudadanos, implicarles más en ciencia e innovación. En su formación, en su participación e incluso en su decisión en algunos aspectos que les preocupan y que solo a través de la ciencia y la tecnología van a encontrar respuesta.

España tiene actualmente los mejores resultados en ciencia e innovación nunca alcanzados en un programa Europeo, situándose solo detrás de Reino Unido, Alemania y Francia, siendo la primera en programas como instrumento PYME. Y debe seguir siendo así.

Por eso, desde las Universidades, los Organismos Públicos de Investigación, los Hospitales y las empresas innovadoras hay que intensificar nuestra presencia en los trabajos preparatorios del nuevo programa marco para que la opinión y las inquietudes españolas, desde los laboratorios hasta los ciudadanos, queden reflejadas en este nuevo programa.

Decía el cineasta Birri que la utopía es como el horizonte, que se aleja a medida que nos aproximamos pero que sirve para continuar caminando. Que nuestro Horizonte Europa nos motive a caminar juntos en una senda común cimentada en la investigación, el desarrollo tecnológico y la innovación.

Trabajadores de la Ciencia por el Prof. Dr. D. Miguel Ángel De la Rosa Acosta, académico correspondiente

Mucho y en múltiples foros se viene hablando de los daños provocados por la crisis económica de esta última década en el sistema español de ciencia y tecnología, a saber: recortes presupuestarios, reducción de personal, emigración de jóvenes, abandono de profesores universitarios, envejecimiento de plantillas, burocratización administrativa, pérdida de competencia internacional, etcétera.

Ciencia y Mundial de Fútbol por el Prof. Dr. D. Alberto Tárraga Tomás, académico numerario

Columna de la Academia, publicada en el Diario La Verdad, el 9 de junio de 2018

A partir del próximo 14 de junio asistiremos a la celebración en Rusia de uno de los eventos deportivos más importantes, populares y con mayor impacto social del mundo: el “Mundial de Fútbol 2018”. Las agencias de viaje ultiman sus ofertas, se actualizan las guías prácticas para asistir a este espectáculo, las casas de apuestas publicitan sus propuestas, etc. Pero, ¿qué tiene que ver la ciencia con este evento? Mucho.

Es obvia la relación que el fútbol, como cualquier otro deporte, tiene con la Medicina al abordar ésta aspectos tan fundamentales como la capacidad física del futbolista o la prevención de factores de riesgo. Sin embargo, los adelantos tecnológicos conseguidos con el avance de otras ciencias (Matemáticas, Física, Química, o Ciencia de Materiales, entre otras) también han influido decisivamente en el desarrollo de este evento a lo largo de toda su historia.

Dentro de este contexto es importante subrayar el papel que la Química, en general, y la síntesis de polímeros – generalmente orgánicos – en particular, ha jugado en la evolución de este deporte. Ciñéndonos exclusivamente a los elementos esenciales para el desarrollo del juego – balón e indumentaria de los jugadores -, hay que resaltar que la utilización de estos polímeros sintéticos ha permitido ir consiguiendo balones cada vez más elásticos, impermeables y ligeros que los construidos con el cuero tradicional, utilizado en los inicios de este deporte. Y así hasta llegar al balón oficial del presente campeonato, el “Telstar 18”, construido con materiales reciclados y cuyas características están ampliamente publicitadas por su fabricante.

Análogamente, la progresiva incorporación de fibras sintéticas de tipo nylon, lycra (elastina) o poliéster, ha propiciado la fabricación de equipaciones que permiten una mejor ventilación corporal y resistencia al agua, disminuyendo la sensación de humedad provocada por las antiguas indumentarias de algodón. Lo mismo podría decirse de la incidencia de los nuevos materiales sintéticos en la fabricación de unas botas cada vez más ligeras, cómodas y con mejor ventilación del pie.

Junto a estos avances, ligados a la Química, hay que destacar la influencia de otros avances tecnológicos como los que han propiciado una creciente mejoría en la transmisión de los partidos que, en este campeonato, se realizará con una resolución cuatro veces mejor que la ofrecida por la alta definición. …Y no hemos hablado de la incidencia de la tecnología en la gestión arbitral mediante la aplicación del anunciado sistema de video-arbitraje (VAR).