MITOLOGÍA NATURAL

Autor: Héctor T. Arita

  • Luna roja: ¿Qué pasa durante un eclipse lunar?

    Desde los comienzos de la historia los eclipses de Luna han sido fuente de misterio y de asombro.  La desaparición paulatina de la Luna tras un velo oscuro y rojizo y su posterior resurgimiento de las tinieblas generaron en las sociedades pre-científicas toda suerte de imágenes e historias maravillosas para explicar tan inusitado y bello fenómeno.  En la antigua China se creía que un prodigioso sapo engullía por completo la Luna durante un eclipse.  En otras partes de Asia era un dragón el responsable de la desaparición de la luminaria nocturna, mientras que en Mesoamérica se trataba de un jaguar o de una serpiente.

    Uno de los mitos más antiguos de Egipto explica que el Sol y la Luna son los ojos de Horus, el dios con rostro de halcón.  El ojo izquierdo, que corresponde con la Luna, es menos brillante porque fue lesionado durante una batalla celestial.  Los eclipses de Luna recrean una de las historias egipcias en la que Set hurta el ojo izquierdo de Horus, sumiendo al universo en oscuridad.  Toth, el sabio dios con aspecto de ibis, logra recuperar el ojo perdido y lo restituye en su lugar, permitiendo el renacimiento de la Luna.  En versiones más recientes del panteón egipcio, Toth aparece como el dios de la Luna.

    Un eclipse lunar se produce cuando la Tierra se interpone entre el Sol y la Luna.  Para que ello suceda, el Sol y la Luna tienen que estar en puntos opuestos con respecto a la Tierra, de manera que los eclipses siempre se producen en luna llena.  Además, el plano de la órbita lunar debe coincidir con el de la Tierra respecto al Sol para que la sombra de nuestro planeta se proyecte sobre el satélite.

    Desde la Luna el tamaño relativo de la Tierra es mayor que el del Sol, de tal suerte que en la mayoría de los casos la Luna es completamente envuelta en la sombra terrestre y el eclipse es total.  Cuando esto sucede, solamente la luz que se refracta en la atmósfera terrestre alcanza el satélite, iluminándolo tenuemente con un color rojo bellamente fantasmal semejante al que se produce durante los amaneceres y los atardeceres.  Esta fase de totalidad perdura normalmente unos 40 o 50 minutos y durante ella se puede gozar la vista de una luna roja de belleza difícilmente descriptible.

    Si la vista desde la Tierra es tan fascinante, tratemos de imaginarnos cómo se debe ver lo que llamamos un eclipse lunar desde la propia Luna.  Desde la perspectiva lunar, un eclipse de este tipo es solar, es decir, es el Sol el que se ve opacado por la sombra de otro cuerpo, en este caso la Tierra.  Como ningún ser humano ha estado en la Luna durante un eclipse, no es posible saber con absoluta certeza cómo se ve la sombra de la Tierra desde nuestro satélite, pero un poco de ciencia y una pizca de imaginación nos permiten visualizar la imagen.

    Lo que veríamos desde la Luna sería sólo un anillo de luz roja rodeando la sombra de la Tierra.  Esta luz atraviesa la atmósfera terrestre, y por efecto de la refracción y la difracción producida por las partículas flotantes en la atmósfera se torna roja.  Tal vez alcancemos a ver un tenue resplandor alrededor del anillo rojo, producido por la luz solar que no es completamente desviada hacia nosotros.  Sobre la superficie lunar veríamos solamente un juego de luces y sombras de color rojo vivo, produciendo un paisaje desolado y espeluznante, literalmente fuera de este mundo.

    Los diferentes pueblos de la Tierra se imaginaron historias fantásticas para explicar los eclipses lunares.  Si existieran civilizaciones en la Luna, ¿Qué clase de mitos hubieran creado para explicar la oscuridad y el enrojecimiento del satélite completo durante un eclipse?

    Figuras

    1. El eclipse de Luna del 20 de diciembre de 2010.  ©H.T. Arita 2010.
    2. El ojo de Horus.
    3. Un eclipse «lunar» como probablemente se vería desde la Luna.  La silueta de la Tierra está enmarcada por la luz solar refractada en la atmósfera terrestre, produciendo la tenue luz roja que ilumina la superficie lunar.  La imagen de la superficie lunar es de una foto de la Agencia Espacial Japonesa (JAXA).

  • ¿Creación vs. evolución?

    Las paredes del Museo de Ciencias Naturales del Colegio de San José de la Salle, en Medellín Colombia están adornados con una interesante serie de murales alusivos.  El mural central, basado en gran medida en las clásicas imágenes de Rudolph F. Zallinger  en el Museo Peabody de la Universidad de Yale, muestra una progresión desde las nebulosas hasta el hombre, pasando por diversas formas marinas, dinosaurios, mamíferos pleistocénicos y primates ancestrales. Según explica el rótulo anexo, las imágenes muestran “la creación, la evolución, el relieve marino y el desarrollo filogenético de los organismos.”

    Es interesante hacer notar la presencia de las palabras «creación» y «evolución» juntas en la descripción de la obra artística.  Debido a los intensos debates que se dan sobre todo en los Estados Unidos, se tiene la idea de que creación y evolución tienen que ser conceptos mutuamente excluyentes.  Los creacionistas americanos son en su mayoría cristianos protestantes que rechazan la teoría de la evolución por considerarla contraria a su interpretación literal del libro del Génesis.  Para ellos, el universo fue creado por Dios hace unos pocos miles de años en exactamente seis días y todos los animales actuales son descendientes de los individuos que sobrevivieron al diluvio universal en el arca de Noé.  En esta visión del cosmos, la mayoría de las teorías científicas que tienen que ver con la cosmología, la formación de las estrellas y de los sistemas planetarios y el origen y evolución de la vida son falsas por contradecir las sagradas escrituras.  Claramente, esta visión fundamentalista es incompatible con la teoría de la evolución biológica.

    Los murales del Colegio de San José, pintados por Salvador Arango Botero en 1956, nos muestran una idea diferente.  En una de las paredes laterales aparece la imagen de Dios, muy al estilo de Miguel Ángel Buonarroti, presidiendo sobre las galaxias y otros objetos del universo.  Esta conciliación entre ciencia y religión, entre creación y evolución puede no resultar del agrado de los fundamentalistas religiosos ni de muchos científicos que preferirían no mezclar la ciencia con la religión.

    Para muchos cristianos devotos, sin embargo, no existe contradicción alguna.  De hecho, la Iglesia Católica acepta que la evolución biológica no es incompatible con la fe cristiana y diversas denominaciones protestantes optan por una interpretación metafórica, alegórica y espiritual del Génesis, e incluso algunas de ellas ven en la evolución el mecanismo usado por Dios para concretar la creación del mundo y del hombre.

    Para entender el contexto de los murales de Arango Botero es necesario conocer algo de la historia del Colegio de San José.  La investigación científica en el Colegio fue iniciada por Nicéforo María, un religioso lasallista, en 1911.  Años antes, en 1904, Apolinar María había iniciado una colección de historia natural en el Colegio La Salle de Bogotá y se pensó que era una buena idea contar con un museo similar especializado en la flora y fauna de Antioquia, el departamento en el que se asienta Medellín.

    En 2006 el municipio de Medellín recibió en comodato el campus del Colegio, junto con el museo y la colección científica, de manera que ambos pertenecen ahora al Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM).  La colección cuenta con 15,197 ejemplares, algunos de ellos de gran importancia científica.

    Los murales datan de la década de los 1950s, de manera que algunos de los conceptos biológicos y de las reconstrucciones de los animales representados ahí son ya obsoletos.  Sin embargo, la idea de representar en una sola obra la evolución física, química y biológica del cosmos en el contexto de la idea judeo-cristiana de la creación sigue siendo interesante y, por supuesto, controversial.  Se trata de un tema muy amplio sobre el que cada persona tiene una opinión particular.  En futuras entregas de este blog se discutirán aspectos particulares de la siempre tensa relación entre la ciencia y la religión.

    Figuras

    1.  Panel central del mural de Salvador Arango Botero en el Museo de Ciencias Naturales del Colegio de San José de la Salle, en Medellín Colombia.
    2. Vista panorámica del mural.
    3. Investigadores trabajando en el recinto de la colección científica.  En el mural se ven paisajes típicos de Antioquia y un retrato del Hno. Nicéforo María, fundador del museo.

    Agradezco la hospitalidad de mis colegas colombianos y en particular la de la Biól. Danny Zurc, curadora de la colección del Museo de Ciencias Naturales.

  • Arsénico: historias de bacterias y de nobles italianos

    El 17 de octubre de 1587, después de 11 días de agonizante sufrimiento, el Gran Duque de Toscana, Francesco I de Medici murió a consecuencia de la malaria, de acuerdo con los documentos oficiales de la época.  La muerte del duque italiano probablemente no se hubiera convertido en evento histórico de no ser por una extraña circunstancia: apenas horas después del fallecimiento del sobrio gobernante, su esposa Bianca Cappello murió también de la misma enfermedad.

    Dos semanas antes de este extraño episodio, Ferdinando, el hermano menor de Francesco, se había mudado a la villa de los Medici en Poggio a Caiano, en las afueras de Florencia.  Ferdinando era el sucesor natural de Francesco, y de hecho fue el último de los duques de Toscana después de la muerte de su hermano.  Sin embargo, Bianca tenía dos hijos de un matrimonio anterior y cabía la posibilidad de que el mayor de ellos fuese nombrado heredero del ducado.  Todas estas circunstancias hicieron surgir el rumor de que la muerte de Francesco y Bianca no había sido natural y que probablemente Ferdinando había urdido un letal plan para conservar su rica herencia.

    A finales del 2006, un equipo encabezado por Francesco Mari, de la Universidad de Florencia, encontró altos niveles de arsénico en restos de órganos atribuidos a Francesco, aunque esos niveles fueron relativamente bajos en muestras de hueso y cabello.  Este patrón, que es consistente con una exposición de corto plazo al arsénico, llevó a Mari y sus colegas a concluir que Francesco había muerto por envenenamiento y que posiblemente Ferdinando habría usado trióxido de arsénico, el llamado arsénico blanco, para asesinar a su hermano y su cuñada.

    El arsénico es probablemente el veneno más conocido, al menos en la mente de los asiduos lectores de las novelas policíacas y de intriga.  También es protagonista de una de las historias en El sistema periódico, el clásico libro de Primo Levi, en la que un zapatero se presenta en el modesto laboratorio de Levi en Turín para solicitar el análisis químico de una muestra de azúcar con la que, sospecha el zapatero, un competidor está tratando de envenenarlo con arsénico. En diferentes épocas se ha atribuido al arsénico la muerte de personajes como Napoleón y Simón Bolívar.  También se piensa que varios pintores impresionistas podrían haber sufrido envenenamiento crónico con arsénico por el uso del verde de París, un pigmento que contiene un compuesto de cobre y arsénico.

    El arsénico actúa a nivel celular inhibiendo el funcionamiento de enzimas clave en la captación de energía.  La disrupción de la función celular se manifiesta a nivel del organismo con desbalances en la concentración de iones de potasio y subsecuentes fallas en los órganos vitales.  En su forma aguda, el envenenamiento produce espectaculares episodios de vómito y diarrea, así como intensos dolores abdominales y sudoración fría.  Es fácil ver cómo un envenenamiento con arsénico puede confundirse con una malaria fulminante (o viceversa).  Como el arsénico tiene la capacidad de suplantar al fósforo en algunas moléculas y cambiar la química de esas moléculas, se convierte en un potente veneno para cualquier forma de vida.

    Hoy (2 de diciembre de 2010), la NASA ha anunciado el descubrimiento de un tipo de bacteria (llamada GFAJ-1) que no sólo es capaz de crecer perfectamente en un ambiente con alta concentración de arsénico, sino que incluso ha evolucionado para incorporar los átomos de arsénico en sus biomoléculas.  En el ambiente extremo del lago Mono, en California, la bacteria ha logrado incorporar el arsénico en las moléculas de DNA en los lugares normalmente ocupados por átomos de fósforo.  Se trata, sin ninguna exageración, de un tipo de molécula completamente nueva, no conocida en ningún otro organismo del planeta.  Como explica Felisa Wolfe-Simon, investigadora principal en el estudio, nos encontramos ante un organismo que abre una enorme serie de nuevas puertas para el estudio de la vida en la Tierra y fuera de ella.

    No se trata de una forma de vida extraterrestre, como algunos medios especularon durante la semana, pero sí es un tipo de organismo que demuestra la enorme versatilidad y capacidad de adaptación de la vida.  Si hay bacterias capaces de sobrevivir, y de hecho prosperar en un ambiente que resultaría absolutamente inhóspito para otros organismos, es perfectamente plausible la existencia de vida de algún tipo en los ambientes extremos de algunos de los planetas y satélites de nuestro sistema solar.  El descubrimiento también abre la puerta para especulaciones sobre la existencia de vida en alguno de los más de 500 planetas que se han descubierto recientemente fuera del sistema solar.

    El arsénico, ese poderoso veneno protagonista de tantas historias de muerte e intriga, resulta fundamental para la vida bacteriana en un lago de California.  Así como las pinturas impresionistas nos muestran en los vivos colores verdes un aspecto positivo del arsénico, los descubrimientos anunciados por la NASA nos proporcionan una perspectiva completamente nueva: el arsénico como componente imprescindible para un ser vivo.

    ¿Y realmente el arsénico mató a Francesco de Medici?  En septiembre de este año, Gino Fornaciari, de la Universidad de Pisa y sus colaboradores demostraron con métodos inmunológicos que Francesco estuvo expuesto a Plasmodium falciparum, el protozoario responsable de la malaria.  Los altos niveles de arsénico encontrados por el equipo de Mari podrían resultar de los químicos usados en el embalsamamiento del cuerpo del duque y no de un envenenamiento, en opinión de Fornaciari.  De acuerdo con este nuevo estudio, la muerte del duque de Toscana, y probablemente también la de su consorte, se debió a la malaria, tal como fue asentado por los médicos de la época.

    ACTUALIZACIÓN [1 DE MARZO 2019]
    El artículo sobre GFAJ-1 se publicó el 11 de junio de 2011 en la revista Science (ver Wolfe-Simon et al. 2011 en las referencias). De inmediato provocó severas críticas por no demostrar experimentalmente algunas de las afirmaciones fundamentales del trabajo, como la presencia misma del arsénico en las biomoléculas de la bacteria. Sin embargo, como estas críticas no se publicaron en revistas científicas sino en el blog técnico de la investigadora Rosie Redfield, la controversia continúo por algunos meses.

    El golpe final que terminó por desmentir el trabajo de Wolfe-Simon y colaboradores fue la demostración de que la incorporación de arsénico es letal para GFAJ-1, como sucede en todos los seres vivos, y que de hecho la bacteria puede sobrevivir en el ambiente extremo del lago Mono a través de mecanismos químicos que le permiten distinguir los fosfatos (PO4) de los arsenatos (AsO4) y emplear solo los primeros, aunque la concentración de arsénico sea muchísimo mayor que la de fósforo.  (Elias et al. 2012).

    Figuras

    1. Francesco I de Medici, Gran Duque de Toscana.
    2. Pintura de Paul Cézanne.  En la parte inferior se muestra (aproximadamente) el color verde de París.
    3. La bacteria GFAJ-1.  Foto NASA.

    Referencias

    Elias, M., et al.. (2012). The molecular basis of phosphate discrimination in arsenate-rich environments. Nature, 491(7422), 134.

    Fornaciari, F. et al. (2010) Plasmodium falciparum immunodetection in bone remains of members of the Renaissance Medici family (Florence, Italy, sixteenth century). Transactions of the Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene 104:583-587.

    Mari, F. et al. (2006) The mysterious death of Francesco I de’ Medici and Bianca Cappello: an arsenic murder? British Medical Journal 333:1299-1301.

    Wolfe-Simon, F. et al. (2011) A bacterium that can grow by using arsenic instead of phosphorus. Science. 332 (6034): 1163–1166.

    2019: Año Internacional de la Tabla Periódica