¿Qué es la astrobiología?

Hasta el infinito y más allá

¿Os habéis fijado en que en los últimos años se han puesto de moda las películas sobre el espacio? Los cines se llenan una vez más de naves espaciales, trajes de astronauta y alienígenas, como si hubiéramos vuelto a los setenta (década en la que vieron la luz obras como 2001: Una odisea en el espacio -esta es de 1968, pero es demasiado buena para no nombrarla-, Alien: el octavo pasajero o Encuentros en la tercera fase; además de La guerra de las galaxias y Star Trek). Este fin de semana, Brad Pitt se suma a la conquista de las estrellas con Ad Astra, un filme sobre un astronauta que viaja a Neptuno para descubrir qué le ocurrió a su padre, que también era astronauta y desapareció allí varias décadas atrás. Por lo que dicen las críticas, parece que el argumento depara varios giros de guion que es mejor no desvelar, así que no tengo claro si, además de viajes espaciales, vamos a encontrarnos algún alienígena o no. En cualquier caso, yo voy a aprovechar la ocasión para hablar del estudio de la vida en el Universo y, de paso, repasar varias películas increíbles que pertenecen a este reciente renacer de la temática espacial. Despegue en 3, 2, 1…

El espacio, la última frontera…

La astrobiología (astro, “estrellas”) es la ciencia que estudia la vida desde un punto de vista planetario, es decir, intenta esclarecer los principios básicos de la vida en la Tierra y otros planetas. Los términos “exobiología” (exo, “fuera”) y “xenobiología” (xeno, “extraño”) también suelen utilizarse para describir el estudio de vida extraterrestre, o al menos su búsqueda y su posible aspecto, pero parece que “astrobiología” es un concepto más amplio, ya que engloba tanto la vida en la Tierra como fuera de ella. Según la NASA, esta ciencia se centra en tres preguntas concretas, que podríamos definir como “pasado”, “presente” y “futuro”:

1)    ¿Cómo se originó y evolucionó la vida en la Tierra?

2)    ¿Existe vida en algún otro lugar del universo?

3)    ¿Cuál es el futuro de la vida en la Tierra y más allá de ella?

La astrobiología es una ciencia relativamente reciente, cuyo origen puede establecerse a mediados del siglo XX. ¿Por qué? Daos cuenta de que fue en ese momento cuando la carrera espacial estaba en su máximo apogeo, y desde entonces la tecnología no ha hecho más que mejorar. Concretamente, según la NASA, hay dos momentos clave que despertaron el interés sobre la astrobiología: la llegada del Apolo 11 a la Luna en 1969 y las investigaciones sobre el origen de la vida.

Como seguramente recordaréis, el pasado mes de julio se cumplieron 50 años de la llegada de los astronautas de la misión Apollo 11 a la Luna.

La parte sobre el origen de la vida daría para una entrada entera, pero vamos a lo básico. En 1922, el ruso Alexandr Oparin propuso una idea sobre el origen de la vida, explicando cómo podrían haberse formado moléculas orgánicas durante las condiciones ambientales que había en la Tierra hace muchos millones de años. En 1953 esta propuesta fue probada experimentalmente por el estadounidense Stanley Miller, con prometedores resultados. Ambos sucesos fueron tan tremendos que no pudieron sino despertar nuevas preguntas sobre la vida y su lugar en el universo.

En su experimento, Miller y sus compañeros construyeron un sistema de tubos y recipientes interconectados simulando una atmósfera con una composición de gases distinta a la nuestra y en contacto con agua líquida. Después de que el experimento funcionara durante unos días, abrieron los recipientes y encontraron algunas de las unidades básicas que forman moléculas orgánicas como las proteínas.

Vale la pena comentar que en dicha época el entusiasmo por estos temas ya estaba presente en el imaginario colectivo, especialmente en la sociedad americana. En los albores del siglo XX ya encontramos grandes obras de ficción llenas de alienígenas y viajes espaciales, ya sean más filosóficas como La guerra de los mundos (1898) o más aventureras como Una princesa de Marte (1912). Contagiados sin duda por el entusiasmo de los logros científicos que hemos comentado, alrededor de 1950 encontramos el mayor esplendor de la literatura de ciencia-ficción, frecuentemente ligada a la exploración espacial. Quería nombrar algunas novelas pero serían demasiadas, así que baste con decir que fue el momento álgido de autores como Isaac Asimov, Ray Bradbury o Phillip K. Dick.

Como ejemplo, he elegido el libro Crónicas marcianas de Bradbury porque personalmente me gusta bastante. Se trata de una colección de relatos cortos que suceden a diversos personajes durante la imaginaria colonización de Marte después de que la Tierra se convierta en un desierto nuclear.

En cualquier caso, los datos sobre lugares lejanos a la Tierra que obtienen hoy en día los ordenadores, telescopios, cohetes, robots y demás cachivaches (que me perdonen los físicos) son cada vez más precisos. Esto permite una base mayor sobre la que investigar si diversos ambientes ajenos a la Tierra son adecuados para albergar vida o qué tipo de vida podrían contener, si la tienen, y es por eso que actualmente la astrobiología es una ciencia muy popular.

Pasado: Todo esto antes era campo

Igual que en el experimento de Miller, una de las cuestiones más interesantes del origen de la vida es cómo en los albores de la Tierra pudieron surgir moléculas orgánicas (es decir, azúcares, grasas, proteínas y, especialmente, ADN) a partir de material inorgánico. La clave radica en que las condiciones de la Tierra cuando apareció la vida eran muy diferentes de lo como es hoy en día. Se cree que en ese momento había enormes mares burbujeantes a gran temperatura, una intensa actividad volcánica y sísmica y grandes tormentas. Aunque suena apocalíptico, podría tratarse de un buen “caldo de cultivo” repleto de energía.

Aunque las aproximaciones de laboratorio son interesantes, los mayores hallazgos a este respecto se centran en estudiar ambientes que se consideran extremos para mayoría de organismos de la Tierra y las criaturas que los habitan. Hablamos especialmente de microorganismos que viven en lugares como géiseres, volcanes, glaciares, ambientes con vapores de sulfuro… Además, en estos lugares se encuentran frecuentemente Archeobacterias (“bacterias antiguas”), un grupo de organismos unicelulares que, se cree, probablemente sea el más antiguo de todos los que conocemos.

Aunque el aspecto de las arqueas puede parecernos similar al de una bacteria, su estructura y su metabolismo son muy diferentes, hasta el punto de que se consideran un reino independiente a las bacterias y las eucariotas (células del tipo que se encuentran en los animales, plantas y hongos).

Estudiar cómo se las ingenia la vida en estas situaciones puede dar pistas sobre cómo podía ser la forma de vida de nuestros primeros ancestros y también qué formas podrían presentarse en ambientes similares de otros planetas. Por ejemplo, para los españoles son especialmente famosas las investigaciones realizadas en río Tinto, en Huelva (Andalucía). Como su nombre indica, sus aguas son de color rojo, y esto es debido a un valor de pH extremadamente bajo que tiene que ver con las altas cantidades de metales presentes en ellas. Metales que son muy parecidos a los que podríamos encontrar en Marte.

No te preocupes si no sabes qué es el pH y estás harto de escuchar el término cuando se habla de cremas o del agua de la piscina. Tiene que ver con la cantidad de iones de hidrógeno libres en el agua, pero a efectos prácticos lo interesante es que es una propiedad química relevante para la manera en que se comportan las moléculas.

En este enlace puedes consultar un artículo que explica de manera sencilla y directa las similitudes entre este enclave tan particular y Marte.

 Presente: ¿Hay alguien ahí?

La detección de vida extraterrestre es probablemente el tema más conocido de la astrobiología. Para acometer semejante tarea, los científicos buscan exoplanetas, es decir, planetas ubicados en otros sistemas solares. La tarea no es especialmente difícil, ya que hasta la fecha se han detectado cientos y cientos de ellos. Sin embargo, ¿cómo saber si podría haber vida en ellos?

Para decir que un planeta es habitable (para formas de vida tal y como las conocemos en la Tierra) deben cumplirse ciertas condiciones. Para empezar, el planeta debe estar en lo que conocemos como “cinturón de habitabilidad”, es decir, a una distancia del sol que permita temperaturas “templadas”, de manera que pueda contener agua líquida. Además, el planeta debe ser de tipo rocoso, como la Tierra o Marte, ya que se considera una condición mucho más benigna que la de los planetas “gigantes gaseosos” como Júpiter. Por último, el planeta debe poseer un campo magnético, que se genera por los procesos que mantienen al núcleo activo y ayuda a protegerlo de partículas espaciales.

Estos requisitos, por supuesto, no son tan fáciles de encontrar. Sin embargo, las expectativas resultan cada vez más emocionantes. Este mismo mes, se publicó el hallazgo de un exoplaneta en cuya superficie, por primera vez en la Historia, se ha conseguido detectar agua líquida. No es garantía para que encontremos vida allí, pero desde luego es un buen comienzo.

Más información sobre el planeta, denominado K2-18b, en este vídeo de Euronews

Encontrar planetas habitables, además, es un tema recurrente en la ciencia ficción, especialmente cuando no se trata solo de un interés académico sino de salvar la existencia de la humanidad. El ejemplo en el que todos estáis pensando es la reciente Interestellar, en la que los protagonistas se embarcan en una búsqueda contrarreloj para encontrar un nuevo hogar ante la perspectiva de una Tierra moribunda. Han detectado varios planetas que podrían ser propicios, pero llegados a estos extremos de supervivencia su única solución es visitar los lugares en persona para corroborar si son o no habitables. Es realmente emocionante imaginar que la exploración espacial llega tan lejos, pero espero que la motivación para hacerlo no sea tan alarmista.

También cabe destacar la posibilidad de encontrar vida en nuestro propio sistema solar, ¡al ladito de casa! De hecho, a lo largo de los años se han propuesto varios nombres de planetas y satélites que podrían ser aptos. Uno de los más famosos es Europa, un satélite de Júpiter cuya superficie está cubierta de agua helada y, se sospecha, esconde un mar líquido debajo. Ahora bien, el caso más interesante en la búsqueda de vida es probablemente nuestro vecino Marte. A mediados del siglo XX, cuando, como hemos mencionado, el desarrollo espacial fue increíble, se abrió la oportunidad de enviar misiones no tripuladas a Marte. Aunque quizá os sorprenda hoy, muchos científicos estaban seguros de que hallaríamos muestras evidentes de vida allí. Sin embargo, ya sabéis cómo es el aspecto del planeta rojo: llanuras de tierra desnuda y cráteres. A pesar de ello, las últimas misiones como la célebre Curiosity apuntan evidencias de que el agua pudo correr en un pasado lejano por la superficie de Marte, ya que se observan surcos típicos de la erosión de los ríos.

¿Significa eso que podríamos ir a Marte y terraformarlo, es decir, volverlo habitable? También son numerosas las ficciones que han investigado esta posibilidad, y como ejemplo reciente tenemos la película Marte (The Martian), en la que un astronauta queda atrapado por aproximadamente un año en el planeta y, sorprendentemente, se las ingenia para sobrevivir. Aunque se vienen muchos títulos más a la cabeza, me gustaría destacar la Trilogía marciana de Kim Stanley Robinson, que narra precisamente cómo a lo largo de los años se acomete un proyecto de enorme magnitud para volver Marte habitable. Estas obras resultan, cuando menos, increíblemente exactas, y parece que la NASA se está tomando en serio la idea de enviar exploradores allí, así que ¿quién sabe si en un futuro lo conseguiremos?

Tampoco nos olvidemos de que podría ser que la vida en otros planetas fuera totalmente distinta de como la conocemos en la Tierra. Las especies podrían haber evolucionado de una manera totalmente distinta, por ejemplo en forma de gatos humanoides azules llamados na’vi. Incluso, podría tratarse de formas de vida que no estuvieran basadas en el carbono, sino en otros elementos como el azufre, que es lo que sucede con Alien. Y bueno… ¿cómo definiríais a los heptápodos de la película La llegada? Algunos astrobiólogos se encargan, precisamente, de imaginarlo. Es decir, toman las condiciones existentes en otros planetas y tratan de discernir cómo podrían ser, de manera científicamente coherente, las criaturas que habitaran en ellos.

Futuro: Odisea final

Los datos proporcionados por la astrobiología sobre cómo se comporta la vida en relación con el funcionamiento planetario dan pistas acerca de cómo podrían reaccionar nuestros ecosistemas en un futuro cercano, especialmente si tenemos en cuenta el actual Cambio Global. ¿Cuál es el potencial de la vida para adaptarse a nuevos ambientes? ¿Qué es necesario para que nuestro planeta siga siendo habitable? ¿Es posible viajar a nuevos mundos donde la vida pueda establecerse? Está claro que todavía quedan muchos misterios que desvelar sobre el funcionamiento de la vida en nuestro planeta y más allá, y es algo que nos fascina tanto en la realidad más objetiva y metódica como en las ficciones más imaginativas. Aún hay mucho que descubrir si seguimos mirando hacia las estrellas.

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Fuentes de las imágenes:

Sensacine: póster de Ad Astra, Wall-E

Pixabay: bosque y cielo nocturno, telescopio Hubble, planetas, amanecer desde el espacio, rover en la superficie marciana

NASA: logo NAI, Apollo 11

Astronoo: Miller en su laboratorio

Amazon: novela Crónicas marcianas

Science: paisaje artístico de la Tierra primigénea

Wikipedia: Arqueas

Viajar por Huelva: Río Tinto

Imdb: póster de Interestellar, póster The martian
Rtve noticias: E.T.

Aposematismo: señales de peligro en la naturaleza

Asustar al miedo

Todos tenemos miedo de vez en cuando, incluso los superhéroes como yo. De hecho, soy una auténtica cobarde cuando se trata de películas de terror. Y si además hablamos de una criatura que adopta la forma de tus peores miedos, cual boggart en el mundo de Harry Potter, con el objetivo de devorarte… Definitivamente no voy a ir al cine a ver la segunda parte de It (Eso), la nueva adaptación de la novela homónima de Stephen King, pero se trata de una buena ocasión para hablar de un curioso fenómeno de la naturaleza relacionado con el miedo. Resulta que algunas especies han aprendido que a veces la mejor defensa es un buen ataque y se dedican a asustar a sus depredadores. O, al menos, a lanzarles señales advirtiendo que algo malo puede ocurrirles si no les dejan en paz. ¿Tienes el valor suficiente para saber cómo lo hacen? Acércate y quizá te regale un globo…

Y todos me miran, me miran, me miran…

Si tu intención es evitar el ataque de un potencial depredador, esconderse parece la opción más lógica. De hecho, muchas especies presentan mecanismos de cripsis, es decir, un aspecto similar al de su entorno que hace difícil detectarlos. Como ya comentamos en la entrada sobre los skrulls de la película Capitana Marvel, algunos animales son auténticos maestros del disfraz que pueden confundirse con el ambiente para eludir a sus depredadores o acechar a sus presas. Los hay incluso capaces de cambiar su aspecto según la época del año o de adoptar la forma de otras criaturas animales en cuestión de segundos.

Los caballitos de mar tienen un aspecto similar a los corales del fondo marino para no ser detectados por sus depredadores, mientras que los leopardos se confunden con la maleza de árboles, ramas y hojas para no ser vistos por sus presas.

Algunos pulpos pueden cambiar de forma y aspecto para confundirse con otros animales u objetos.

Por el contrario, otras especies optan por una estrategia radicalmente opuesta: llamar la atención todo lo posible. Se trata de criaturas que resultan, en cierta medida, dañinas para el depredador si este las consume. Pueden ser tóxicas o tener un mal sabor. Además, suelen presentar un aspecto chocante, con colores intensos y de gran contraste. Rojos, amarillos, negro sobre blanco… Se trata de un “cartel luminoso” para advertir al depredador que no debe atacarlas.

Las ranas punta de flecha son un grupo de casi 200 especies particularmente venenosas con colores particularmente llamativos que viven en las selvas de Centroamérica y Sudamérica.

Este fenómeno se conoce como aposematismo (del griego apo, “lejos”; y sema, “signo” o “señal”), y se basa en la asociación de ciertas señales con la idea de peligro. Es decir, esta estrategia consiste en generar una alarma en el depredador para defenderse de él. En el caso de It, sin embargo, nos encontramos ante un depredador que intenta utilizar el miedo contra sus presas; quienes, por supuesto, sienten la necesidad de salir corriendo en vez de acercarse a esta malvada criatura. Yo diría que no es un plan muy efectivo.

Seamos sinceros... esa víctima potencial lo que quiere es salir corriendo, no acercarse al payaso.

Ven si te atreves

¿Por qué estos animales disfrutan siendo el centro de atención? ¿No les basta con ser venenosos? Y, ¿cómo es que su depredador sabe reconocerlos? Imaginemos una población de pájaros a los que les gustan las mariposas. Un día, llegan a una pradera llena de mariposas y empiezan a comérselas tan contentos. Sin embargo, hay una mariposa que los pájaros nunca habían visto y resulta que es venenosa. Cada vez que un pájaro se come una de estas mariposas, le duele el estómago y se siente fatal. Por tanto, los pájaros intentarán aprender a reconocer estas mariposas para evitarlas.

La mariposa monarca (Danaus plexippus) es uno de los ejemplos típicos de aposematismo.

Cuanto más fáciles de reconocer sean las mariposas, antes aprenderán los pájaros a identificarlas y dejarán de comerlas. Por lo tanto, para las mariposas lo mejor es ser lo más reconocibles posibles para que los depredadores solo necesiten consumir unas cuantas para aprender lo peligrosas que son. Esto se consigue con colores intensos y con patrones de colores que contrasten entre sí y se vean de manera rápida, incluso a gran distancia.

Los pájaros necesitarán consumir muchas mariposas negras (tachadas con cruces) antes de aprender a reconocerlas porque son difíciles de ver e identificar. Si las mariposas tienen un color brillante y atractivo, el aprendizaje será más rápido.

Además, el aposematismo es más común en animales que forman grupos porque, al haber más individuos, aumentan las posibilidades de que el depredador se encuentre con ellos y aprenda a evitarlos.

 Si el grupo de mariposas es grande, los pájaros encontrarán muchas enseguida y necesitarán poco tiempo para aprender que esa presa es tóxica. Si la población de mariposas es pequeña, el proceso se prolongará.

Del mismo modo, si varias especies tienen los mismos colores, los depredadores aprenderán aún más rápido que patrones deben evitar y menos individuos de cada especie serán devorados durante el aprendizaje.

Cuando varias especies presentan los colores naranjas y negros, durante su aprendizaje los pájaros no solo comerán mariposas, sino también otros insectos, y por tanto la pérdida relativa para cada especie será pequeña. 

La velocidad de aprendizaje también aumenta si existen varios estímulos. Es decir, además del color es útil que el animal tenga un olor particular (como la mofeta) o haga un ruido concreto. De ese modo, el depredador tiene mucha más información disponible para identificar a esta especie y saber que es una presa no deseable.

Al menos, en este aspecto, It cuenta con la ventaja de ser una única criatura que aparece cada 27 años en un pueblo concreto y devora a unos pocos habitantes. Es decir, no da muchas oportunidades a sus víctimas para que aprendan cosas sobre él y de ese modo es difícil que se defiendan contra sus artimañas.

Una rosa con espinas

Como suele suceder en temas de biología, los animales presentan los ejemplos más evidentes a nuestros ojos, pero hay mucho más allá. Durante los últimos veinte años se han encontrado numerosos casos de aposematismo en plantas que son igual de sorprendentes. El ejemplo más estudiado es el de las plantas con espinas, que son de por sí una defensa física importante contra los herbívoros.

Sin embargo, parece que esto no basta y es común que las espinas presenten un intenso color rojo que las destaca sobre el follaje verde de la planta. Esta coloración se encuentra en muchas especies que no tienen nada que ver las unas con las otras y se piensa que, igual que hemos explicado para los animales, esta generalización ayuda a que los depredadores aprendan rápido que no deben acercarse.

Los cactus (arriba) y las rosas (abajo) pertenecen a linajes que han evolucionado espinas de manera independiente y cuyo color no parece tener importancia desde el punto de vista fisiológico, es decir, de las necesidades vitales de la planta. Sin embargo, ambos son de un rojo más o menos intenso.

Además, recientemente se ha averiguado que muchas de estas espinas albergan altas concentraciones de microbios, capaces de causar importantes infecciones si un animal se araña con una de ellas. Esto sería una “señal” adicional para que el depredador tienda a evitar estas plantas.

Haciendo el payaso

Igual que ocurre con el aposematismo, It utiliza una señal que advierte de lo peligroso que es. Es lo que se llama una “señal honesta”. Sin embargo, al ser un depredador, asustar a sus presas puede no ser la mejor de las estrategias. En mi opinión, sería mucho más eficiente (y terrorífico) atraerlas con algo aparentemente maravilloso y, una vez a la distancia adecuada, devorarlas. Algo parecido a lo que sucede en la película Coraline (basada en la novela homónima), donde la protagonista entra en una dimensión paralela en la que existe una versión mejorada de su vida pero algo siniestro se esconde bajo la apariencia perfecta. En conclusión, cuando una especie establece una relación con otra suele desarrollar una estrategia que le sea beneficiosa utilizando todos los medios a su alcance, incluido el miedo… ¡especialmente si de ello depende comer o ser comido!

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Un poco de bibliografía sobre el aposematismo:

• Puedes ver conceptos generales y fotos chulas en la web Mis animales
• Hay una extensa bibliografía sobre el tema, incluyendo varios libros de texto. Un buen ejemplo es esta búsqueda de Sciencedirect (en inglés).
• El artículo: Despland, M. and Simpson, S. J. (2005) Surviving the change to warning colouration: density dependent polyphenism suggests a route for the evolution of aposematism. Chemoecology. (en inglés) evalúa la importancia del comportamiento gregario favoreciendo la aparición del aposematismo.
• En el libro Plant-environment interactions (en inglés, publicado por F. Baluška en 2009, editorial Springer) hay un apartado que aborda en profundidad lo que se sabe hasta ahora de aposematismo en plantas, que sinceramente me parece un tema fascinante.
• El artículo: Lev-Yadun, S. (2001) Aposematic (warning) Coloration Associated with Thorns in Higher Plants. J. theor. Biol. (en inglés) es un ejemplo de cómo empezó a relacionarse el color rojo en las espinas con el mecanismo de aposematismo.
• El artículo: Halpern, M. et al. (2011) Biological warfare of the spiny plant: introducing pathogenic microorganisms into herbivore's tissues. Advances in applied microbiology. (en inglés) es un ejemplo de la relación entre las plantas con espinas y las altas concentraciones de patógenos.

Fuentes de las imágenes:

Sensacine: póster It (2017), póster It: Capítulo 2 (2019), Pennywise acechando a una víctima, Pennywise acechando en la alcantarilla, Pennywise con un globo

Pixabay: caballito de mar, leopardo, mariposa monarca, mofeta, cardo, cactus, espina de rosa

Hanlon, 2007: pulpo imitando a una roca

Wikipedia: rana Ranitomeya amazonica, rana Dendrobates tinctorius

Freepik: mariposa monarca, mariposa negra, siluetas de pájaro, arbustos, algunos insectos y otros insectos, microbios

Estructura social de las manadas de leones

Yo voy a ser rey león

¡¡¡AAAAAAAchiweñaaaa!!! Aunque la mayoría de nosotros nos inventamos la letra de la canción como mejor podemos, la escena es mítica. El sol asoma por el horizonte y asciende en forma de ondas irregulares por un cielo teñido de rojo. A medida que se hace de día, el plano se aleja mientras diversas especies salvajes van haciendo su aparición una tras otra. Hablamos, por supuesto, de El rey león (1994). Se trata de una película por la que nadie en Disney apostaba en un principio pero que acabó convirtiéndose en un éxito nunca antes visto. Todo en la cinta es espectacular: la animación, los protagonistas, la banda sonora… Entre todos estos elementos, quizá uno de los mayores atractivos sea su forma de retratar a los animales de la sabana como personajes amenos y entrañables. Sin embargo, este reflejo no siempre es muy coherente con su modo de vida real. Por eso hoy, aprovechando el nuevo remake de este clásico de la animación, vamos a hablar de la vida de los leones. Preparad vuestro equipo de safari y ¡hakuna matata!

 Somos clan

Los humanos somos animales sociales, y tal vez por eso nos resulta fácil aceptar que el león vive en manada. Automáticamente, lo asociamos a nuestro concepto de “familia” y tratamos de buscar un “papá”, una “mamá” y unos “hijos”. Suerte con ello. En realidad, las manadas de leones tienen una organización bastante diferente. Se trata de un grupo de hembras “dominado” por un macho, o en ocasiones dos.

Ahora estaréis pensando que en El rey león los únicos machos de la manada son Mufasa y Scar, lo cual significa que Nala, por fuerza, debe ser hija de uno de ellos. Por tanto, la entrañable pareja formada por Nala y Simba comparte un vínculo de primos o medio hermanos. En realidad es un secreto a voces que mucha gente ha comentado en blogs y vídeos a lo largo y ancho de internet, así que no creo que os sorprenda.

Yo quiero ir un poco más allá de esta anécdota incestuosa y reflexionar sobre sus implicaciones. Sí, Simba y Nala son familia. Si asumimos que al final de la película Simba se convierte en el nuevo “rey” y hereda así el harén de su padre, las futuras crías de la manada serán medio hermanos, primos y tíos. Como seguramente sabéis, la endogamia conlleva ciertos problemas, y a la larga suele desembocar en individuos débiles y enfermizos. ¿Por qué no sucede esto en la naturaleza?

La respuesta es sencilla: si naces hembra te quedas en la manada, si naces macho, te marchas. Si lo piensas, se trata de una estrategia excelente para reforzar los vínculos de la manada y evitar la endogamia. La manada está formada por hembras que comparten parentesco y vínculos sociales, ya que han crecido juntas. Es una gran familia de madres, hijas, tías, primas y abuelas que están mayoritariamente “predispuestas” a colaborar entre ellas. Los machos se ocupan de copular con ellas, pero habitualmente no comparten con las leonas esta fuerte relación social.

Amor compartido

De manera general, medimos el éxito biológico de un individuo en función del número de descendientes que tiene. Además, dependiendo de cómo sea la estructura social de cada especie animal o su manera de emparejarse a la hora de la reproducción, ser macho o hembra puede marcar una importante diferencia. Es decir, machos y hembras tienen que hacer frente a distintas facilidades y dificultades, estableciendo entre ellos lo que llamamos "competencia sexual". 

En el caso concreto del león, las hembras tienen la ventaja de mantenerse toda la vida en un grupo en el que contarán con un macho para fecundarlas y toda su familia para ayudar en la crianza de los pequeños. Para los machos es un poco más complicado, porque una vez se marchan de la manada en la que crecieron necesitan encontrar una nueva y defenderla frente a otros competidores y frente a cualquier amenaza externa. Mantener la manada bajo control es difícil, y por eso sus "reinados" suelen durar alrededor de un par de años. 

Eso también significa que, si cuando llegan a la manada hay crías es un problema. El macho quiere reproducirse y probablemente no tenga la oportunidad de controlar esa manada durante mucho tiempo, pero las hembras no están en celo. El macho no puede esperar a que las crías crezcan, y ni mucho menos se va a ocupar de proteger a los retonos de otro león. De ese modo, el infanticidio no es un suceso extrano en las manadas de leones. Por supuesto, desde la perspectiva humana no es un suceso agradable, y para las hembras supone una importante pérdida personal y también desde el punto de vista de su éxito biológico. 

Por otra parte, defender la manada es más fácil con algo de ayuda, y por eso es habitual que dos machos compartan el dominio de una manada, como sucede con Mufasa y Scar (aunque parece que este no se come un colín). De hecho, es común que en este caso los machos sean hermanos que abandonaron juntos la manada donde nacieron. Eso ayuda a que entre ellos exista confianza mutua. Además, ambos copulan con todas las hembras. Esto es muy conveniente para las crías, ya que así los machos no saben de quién es cada cría (que a unas malas, si no es hijo de uno de los machos, es su sobrino) y las defenderán a todas por igual. 

Vale la pena destacar, además, que el león en realidad es una excepción entre los felinos. Los tigres o los leopardos, por ejemplo, tienen por lo general un modo de vida solitario y solo se juntan para reproducirse. El sistema de vida del león es muy específico.

Ser o no ser rey león

Por supuesto, El rey león no merece ser criticado por ser inexacto con la vida salvaje. Se trata de una película de ficción, no de un documental. Como seguramente sabrás, parte de su argumento está tomado de la obra Hamlet de William Shakespeare. En ella, Hamlet, el príncipe de Dinamarca huye de su hogar cuando su padre el rey muere en extrañas circunstancias, en realidad asesinado por el tío de Hamlet, como sucede con Scar y Mufasa.

En cualquier caso, el león es un ejemplo perfecto para retratar el clásico con animales. Desde la Antigüedad, el león se ha asociado frecuentemente al coraje y la valentía, tal vez por considerarse un fiero depredador. De ese modo, personajes como Mufasa o Simba encarnan perfectamemte el espíritu de realeza.

Dedico la entrada a mi profesor de Comportamiento Animal, con el que aprendimos tanto de animales tan fascinantes como los leones.

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Spiderman y la biofísica del tamaño

Mi sentido arácnido vibra

Ya he dicho alguna vez que Spiderman es mi superhéroe favorito de todos los tiempos. Por eso, quiero aprovechar el estreno de Spiderman: lejos de casa para dedicarle una entrada al hombre-araña y enfrentarlo contra el mayor enemigo de todos: la ciencia. Nuestro amigo y vecino Spiderman cuenta con una variada gama de poderes arácnidos, incluyendo superfuerza, la capacidad de trepar por las paredes y, según la versión, el lanzamiento de telarañas. Sin embargo, ¿son estos poderes factibles? Es decir, ¿son las arañas en sí tan increíbles o tienen algún truco escondido en la manga? Hoy descubrimos cómo el hecho de ser un pequeño insecto o un gran ser humano puede conllevar una gran responsabilidad… en relación a tus “poderes”.

 Hay tantos pósters disponibles de esta película que me ha costado decantarme por alguno. Finalmente, he elegido estas imágenes de Spidey en algunas emblemáticas ciudades europeas porque me parecen muy divertidos. Además, no te imaginas la ilusión que me ha hecho usar uno de modelo para dibujar a Biolonita con el traje del hombre-araña... ¡versión verde!

Un pequeño paso para una araña…

Las arañas son unas criaturas extraordinarias. Escalan paredes, construyen telas de geometrías perfectas que a veces resultan casi invisibles, acechan a sus presas y las capturan a velocidades de vértigo. Se trata de unas auténticas reinas depredadoras para multitud de insectos… y algunos vertebrados. ¿De dónde vienen estos súper-poderes? ¿Qué las diferencia de un mamífero depredador, como por ejemplo un tigre? Desde luego, no tiene que ver con productos radiactivos. La respuesta es mucho más simple: las arañas son pequeñas y los tigres son grandes.

Spiderman junto a la superheroína Tigre Blanco en un capítulo de la serie animada Ultimate Spider-Man (2012 - 2017).

En el blog estamos acostumbrados a hablar de selección natural, el principal mecanismo que, en base a lo exitosas que son unas estrategias biológicas u otras, acaba por favorecer que cada especie tenga una forma y comportamiento particulares. Sin embargo, la Biología no lo puede todo. Para sobrevivir, los seres vivos deben enfrentarse en primera instancia a la Física, y el tamaño de un animal determina en gran medida cómo puede relacionarse con su ambiente.

Observa la diversidad de Spidermans que nos presenta la película Spider-Man: Un nuevo universo (2018), cada uno exitoso a su manera en su propia historia.

La selección natural, desde luego, ha llevado a que algunos animales lleguen a tener un tamaño enorme ya que resulta beneficioso para ellos según su modo de vida y su ambiente. Si recuerdas, en la entrada sobre Lego comentamos que, grosso modo, los animales “estamos hechos” con las mismas “piezas”. Principalmente, en los vertebrados podemos ver las mismas estructuras esqueléticas, modificadas de aquella u otra manera según el animal. Así, un animal grande tiene básicamente los mismos huesos que uno pequeño. Echa un vistazo con atención a este ratón y este elefante para comprobarlo. ¿Ves algo raro?

Probablemente te hayas dado cuenta de que los huesos del ratón son mucho más estilizados y los del elefante, más robustos. No parecen criaturas que puedan convivir en el mismo contexto. Y, en efecto, cuando un animal es grande hay un problema a tener en cuenta: la gravedad. Cuanto mayor sea el tamaño de un organismo, más complicado será mantenerse en pie y compensar la gravedad que lo atrae hacia el suelo.

Dibujo de una escena de Vengadores: Civil War (2016) en el que Spiderman pelea contra un Antman gigante.

De hecho, la gravedad está relacionada con la masa, y afecta con mayor intensidad a los cuerpos más pesados. Sin embargo, la fuerza que un animal utiliza para “luchar” contra la gravedad depende de sus músculos y, por tanto, de cómo de largos y fuertes sean. A grandes rasgos, la fuerza muscular que un animal es capaz de ejercer está relacionada con el grosor de sus huesos. Por eso, un elefante necesita unos huesos gruesos para poder sostenerse. Si sus huesos fueran una versión exactamente igual que los del ratón pero en grande, no serían capaces de sostenerlo.

Fíjate por ejemplo en los huesos de las extremidades delanteras. En el elefante son extremadamente gruesos, para cumplir su forma de grandes pilares. En el ratón, sin embargo, son muy finos y, en comparación, parecen frágiles.

Este tema ha fascinado a los científicos desde hace siglos, y el texto más famoso al respecto es On growth and form (Sobre el crecimiento y la forma), publicado en 1917 por el escocés D’Arcy Wentworth Thompson. Más tarde, en 1936, el británico Julian Huxley y el francés Georges Teissier utilizaron por primera vez la palabra “alometría” para referirse a los cambios en las proporciones del cuerpo según este sea más pequeño o más grande.

…pero un gran paso para un humano

Y ¿qué tiene que ver el ejemplo del ratón y el elefante con los poderes de Spiderman? ¡Si las arañas ni siquiera tienen huesos! El hecho de que la gravedad afecte de manera diferente a los animales pequeños y a los grandes no solo está relacionado con el esfuerzo que sus músculos necesitan para sostenerlos. También determina la fuerza relativa que se puede hacer con ellos. Así, un animal pequeño como una araña tiene poca masa y “sufre” una menor influencia por parte de la gravedad. Por eso, podemos decir que tiene una mayor libertad de movimientos. Como le ocurriría a un astronauta en la luna, las arañas o las hormigas pueden levantar objetos que superan su peso varios cientos de veces. Una hazaña impensable para un ser humano, simplemente, ¡porque es demasiado grande!

De acuerdo a este razonamiento, una araña podría fácilmente levantar algo que, en proporción a ella, fuera del tamaño de un coche. Sin embargo, un ser humano no podría sostenerlo del modo en que vemos a Spiderman en este fotograma de Amazing Spider-Man 2: El poder de Electro (2014).

Además, si eres fan de Spiderman probablemente sepas que entre las habilidades de las arañas está la capacidad de trepar por todo tipo de superficies, y que este “súper-poder” tiene que ver con unos pequeños pelos que recubren su piel. De hecho, puede que recuerdes una escena en Spiderman (2002) en la que Peter Parker acaba de descubrir sus poderes arácnidos y la cámara nos muestra que a nivel microscópico sus manos están llenas de estos pequeños pelos.

Según un estudio científico de 2014 en del que se hicieron eco medios como National Geographic, estos pelos son muy peculiares. ¿Recuerdas que en varias películas de Spiderman, como la de 2002 o Un nuevo universo, nuestro protagonista tiene problemas porque no sabe controlar sus poderes y sus manos se quedan pegadas a las cosas? Pues resulta que los pelos de las arañas ni son pegajosos ni tienen nada que ver con la tela de araña, como uno podría pensar en un principio. 

Thiodina puerpera, una araña común en el este de Estados Unidos en cuyo cuerpo se aprecian fácilmente multitud de pelos.

Sin embargo, estos pelos son tan finos que consiguen colarse entre los recovecos de cualquier superficie, incluso aunque a nuestros ojos parezca plana. Esto le da a la araña infinidad de puntos de agarre para ascender paredes como el mejor de los escaladores. Por si fuera poco, otra de las claves está en que las arañas, como hemos explicado, son capaces de ejercer una fuerza brutal en estos puntos de agarre. De nuevo, es algo que está muy lejos del alcance de un ser humano, aunque se diera el caso de que tuviera unos pelos similares.

Spiderman en una escena de Spider-Man: Homecoming (2017), haciendo honor a su apodo de "trepamuros".

En conclusión, por muy “súper” que sea, una persona del mundo real no podría escalar muros ni parar trenes solo con la fuerza de sus músculos. Se trata de una restricción física que la gravedad impone a los cuerpos de cierto tamaño. Sin embargo, es esa magia de lo imposible lo que hace que los súper-héroes sean tan alucinantes y que podamos disfrutar de las acrobacias de nuestro amigo y vecino Spiderman en los cómics y en la gran pantalla.

Si te gusta Spiderman y quieres más ciencia, recuerda que esta no es ni mucho menos su primera aparición en el blog: hablamos de él en la entrada sobre superhéroes creados por Stan Lee y mencionamos a su enemigo el Lagarto en la entrada sobre biólogos en el cine.

P. D. Ya que hablamos de este tema, quiero hacer una mención especial a la película Los becarios (2013). Trata de dos marchantes de ventas en paro que deciden apuntarse a unas becas ofertadas por Google. En la entrevista, les hacen una extraña pregunta: si os redujeran a un tamaño diminuto y os metieran en una batidora, ¿cómo saldríais de allí? La respuesta que dan no es la correcta, pero resulta muy ingeniosa (vídeo en inglés subtitulado en español):

La respuesta que buscaba la compañía en realidad era que, al ser más pequeño, posees una mayor fuerza relativa y, al igual que algunos insectos, tienes fuerza suficiente como para saltar fuera de la batidora (solo conseguí encontrar el vídeo en inglés):

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@biolonita

Fuentes de las imágenes:

Blog Atomic Fangirl: pósters de Spiderman: Far from home
Digital Space: Spiderman y Tigre Blanco
El universal: Spiderman: un nuevo universo
Wikipedia: esqueleto elefante, Thompson, Huxley
123RF: esqueleto ratón
HistCNRS: Teissier
Comicvine: Amazing Spiderman 2
Americatv: Spiderman interpretado por Tobey Maguire 
Pixabay: araña
Imdb: Spiderman: Homecoming