lunes, 18 de marzo de 2024

Científicas, Matemáticas y Astrónomas: Rosalind Elsie Franklin

Dentro de nuestra serie Científicas, Matemáticas y Astrónomas, hoy presentamos a Rosalind Elsie Franklin, descubridora de la estructura del ADN.

En 1920, en el barrio de Notting Hill de Londres, más dado a ser inspiración de frívolas comedias románticas que de valores científicos, nació una niña de nombre Rosalind. Era un país que aún recordaba el desastre de la Gran Guerra, pero puesto que su padre era un banquero liberal londinense, su posición era más bien desahogada. Vino al mundo en el seno de una familia que le podía brindar grandes oportunidades, su tío paterno fue ministro de interior en el gobierno de 1916, por lo que sus logros, aún siendo mujer en una sociedad de principios de siglo, podían ser ciertamente singulares. Por otra parte, su tía Helen, casada con el fiscal general para el Protectorado Británico de Palestina, era una ferviente sufragista asociada a movimientos sindicales, incluso su tío Hugh, reconocido defensor del voto femenino y cuyas actividades no eran del agrado familiar, estuvieron siempre presentes en su infancia.

Rosalind Elsie Franklin

Durante sus primeros años escolares destacó en ciencias, contraviniendo la excusa eterna según la cual el conocimiento de ciertas materias nos está reservado según nuestro género; así como en Latín, lengua viva muy apreciada entre los ciudadanos del imperio, y que contravenía igualmente la idea de que los idiomas nos corresponden por el lugar en que nacemos. En 1938 ingresó en el Newnham College de Cambridge en la rama de química, iniciando durante esos años sus primeros estudios en espectroscopía. En 1941 sería galardonada como la segunda de su promoción en los exámenes finales, lo que en aquellos días para una mujer representaba un título equivalente al de licenciado; no sería hasta 1947 cuando se equipararía la titulación para hombres y mujeres en dicha institución, siéndoles concedido de manera retroactiva a todas las mujeres graduadas con anterioridad a aquel año.

Sus conocimientos le permitieron acceder a una beca para desempeñar su labor para la Asociación de Investigación sobre los Usos del Carbón Británico, de importancia vital para la economía de las islas, ya que sobre aquella industria se había cimentado buena parte de sus conquistas coloniales. Sus conclusiones sobre la estructura del carbón permitieron una mejor clasificación de los distintos tipos de mineral atendiendo a sus aplicaciones como combustible, algo que sería primordial para el esfuerzo de guerra. Sobre dichos trabajos presentaría su tesis doctoral y sería en 1945 cuando se le otorgaría el título correspondiente. Los contactos que en aquellos años estableció con el gran número de científicos refugiados en Inglaterra a causa de la Segunda Guerra Mundial la llevarán al final de la misma a viajar al continente.

En el otoño de 1946, el científico galo Adrienne Weill la presentó al director del Centro Nacional de Investigaciones Científicas del gobierno francés y éste, finalmente, la pondría en contacto con el Laboratorio Central de Servicios Químicos del Estado en París, donde se incorporaría el 14 de febrero de 1947 como uno de sus quince investigadores. Allí, de la mano de Jacques Mering comenzaría el estudio de materiales amorfos mediante cristalografía de rayos X. Puesto que sus conocimientos estaban basados en el carbón se ocupó de investigar la variación del comportamiento de la estructura molecular de éste en su conversión en grafito.

Rosalind, durante su época en Francia

Su trabajo en Francia finalizaría en enero de 1951 y, de vuelta en Inglaterra, comenzó a estudiar el derivado del la química orgánica basada en el carbono que más interesaba al ser humano, el propio Ser Humano. Se unió así en aquel año a la unidad de Biofísica del Consejo de Investigaciones Médicas del King's College de Londres. Inicialmente su trabajo debería haberse centrado en los estudios de lípidos y proteínas, pero se le encomendó, sin embargo, el estudio bajo radiación de la estructura del ADN, puesto que era la única investigadora del centro con conocimientos en difracción mediante rayos X. 

Con anterioridad a ella, desde Mayo de 1950, Maurice Wilkins y Raymond Gosling habían iniciado con pobres medios el estudio de dicha estructura, pero sería a partir de 1951 cuando Rosalind se encargaría de la dirección de la investigación, además de guiar la tesis del propio Gosling. Dicho encargo generaría serias fricciones en el equipo, a parte de la falta de tacto del director del centro al no comunicar dicho cambio a los propios interesados, Wilkins y Gosling, no sería raro suponer que el hecho de que dicha responsabilidad recayera sobre una mujer recién regresada del extranjero, por muy preparada que estuviera, fuera a ser aceptada en aquellos tiempos por Wilkins sin cierto recelo.

Las mejoras que Rosalind fue introduciendo en la técnica de obtención de las imágenes del ADN crearon en Wilkins un resentimiento que le llevaría a calificar la actitud de Rosalind como de fría superioridad. Existía además entre ellos diferencias de carácter que se volvieron insalvables: a la tenacidad, concisión e impaciencia de Rosalind, se oponían la timidez y calma de Wilkins. A pesar de todo ello, Rosalind y Gosling, descubrieron que las fibras de ADN se comportaban de modo diferente en presencia de un medio acuoso. Este hecho y la compleja situación de relaciones personales en el equipo, hizo que el director del centro optara por separar ambos estudios, encargando a Rosalind y Gosling las investigaciones sobre uno de los comportamientos del ADN y a Wilkins sobre el otro. A finales de 1951, Wilkins estaba convencido de que ambos estudios llevarían a confirmar una forma de doble hélice del ADN, por el contrario, Rosalind opinaba que únicamente el tipo de ADN estudiado por Wilkins era helicoidal. Sin embargo, en enero de 1953, Rosalind confrontando los resultados de ambos estudios apoyaría la teoría de que en ambas situaciones el ADN compartía la misma estructura. El 6 de marzo de 1953, Rosalind presentó dos manuscritos exponiendo y confirmando los resultados de Wilkins, un día antes de que James Watson y Francis Crick completaran su modelo. La publicación prevista para sus propios estudios quedaría traspapelada durante varios años en su despacho del King's College.

Fotografía 51,
 que muestra el patrón de difracción
 por rayos X del ADN

Antes de aquellas publicaciones, el 30 de enero de 1953, Watson acudió al King's College para convencer a Rosalind de la necesidad de trabajar juntos con el fin de resolver el dilema de la estructura del ADN, tras percatarse de que el modelo propuesto por Linus Pauling era incorrecto, y tomar así ventaja sobre él antes de que se percatara de su error, sin embargo no obtuvo ningún éxito al acusar a Rosalind de ser incapaz de interpretar sus propios resultados. Ante el enfado y la negativa de Rosalind, Watson acudió al despacho de Wilkins, quien para intentar conciliar a su viejo amigo le mostró, sin permiso de Rosalind, la Fotografía 51. De este modo, si bien la cooperación entre Watson y Crick, con la participación de Wilkins, había servido para inspirar la interpretación del modo en que se estructuraba el ADN, no sería sino gracias a las fotografías de rayos X realizadas por Rosalind y Gosling que se determinaría la certeza completa sobre este hecho. Rosalind siempre había afirmado que un modelo teórico no puede comenzarse hasta que los datos experimentales sean suficientes como para imaginarlo. El 28 de febrero de 1953 Crick consideró oportuno afirmar mediante los sistemas tradicionales de información británicos, esto es, en el pub local, que habían descubierto el secreto de la vida, aún sin tener la confirmación experimental suficiente.

Y fue así, cómo el 7 de marzo de 1953, Watson y Crick dieron por finalizado su modelo, tras recibir una carta el día anterior de parte de Wilkins informándoles de que Rosalind había abandonado el King's College por el Birkbeck College y que por tanto tenían las manos completamente libres para revisar sus estudios. Semanas después, en abril de 1953, Rosalind solicitó a Watson permiso para observar su modelo, manteniendo aún ciertas suspicacias sobre la exactitud del mismo y considerando que aún se precisaban más observaciones experimentales para afirmarlo.

Rosalind, en 1955

Su incorporación al Birkbeck College para realizar estudios sobre la estructura viral, en especial en el medio vegetal a cargo del Centro de Investigación Agrícola se debería a J.D.Bernal, irlandés comunista, ardiente defensor de la inclusión de mujeres en los departamentos científicos británicos. Durante los años siguientes se ocupó de examinar la estructura de otro componente esencial en la transmisión de la información genética, el ARN, parte fundamental de la existencia de los agentes virales. En 1956 durante una estancia en Estados Unidos por motivos laborales su salud se resintió y en septiembre de aquel año le fueron extirpados dos tumores abdominales. Incluso durante el tratamiento Rosalind continuó trabajando al frente de sus investigaciones, ocupándose su grupo de trabajo del estudio de la polio.

Sin embargo, a finales de 1957 su deterioro era ya inevitable, en abril del año siguiente, con apenas 37 años, Rosalind fallecía a consecuencia de una neumonía agravada por un cáncer de ovario, enfermedad supuestamente generada por la exposición continuada a las radiaciones procedentes de los arduos experimentos que había llevado a cabo, de un modo similar a cómo le había acontecido a Marie Curie. Sobre su tumba, sus padres, que la sobrevivieron dejaron escrito: Sus investigaciones y descubrimientos sobre los virus permanecerán como un beneficio duradero para la humanidad.

Los primeros datos públicos generales sobre la teoría de la doble hélice de ADN no aparecerían hasta 1960, y sólo a partir de 1962 comenzaría a ser ampliamente aceptada. Afinar y confirmar la teoría había llevado siete largos años, y fue la enemistad con Rosalind, frente a la amistad con Wilkins, además del hecho de haber sido éste el iniciador de los estudios con rayos X sobre el ADN los que llevarían a Watson a apoyar la inclusión de Wilkins en la candidatura conjunta a los premios Nobel ese mismo año. Para Rosalind, sin embargo, ya era demasiado tarde.

James Watson, Francis Crick
Rosalind Franklin y Maurice Wilkins
¿Quién NO recibió el Nobel por el descubrimiento
de la estructura del ADN?

Una vez más la naturaleza cruel de la humanidad gobernada por el sentido masculino de la historia la privaría del justo reconocimiento. Era imposible que Rosalind recibiera el Premio Nobel ya que no se concede de manera póstuma, pero ni tan siquiera durante el discurso de agradecimiento ni Watson ni Crick citarán su nombre; sólo Wilkins hará una leve referencia a la gran aportación de Rosalind, pero nada más. Pues bien, queden para ellos los honores y los galardones, quédense con sus despachos y su misógina existencia que presupone a los hombres las grandes ideas y reserva a las mujeres el sacrificio y el esfuerzo diario que las sostiene y que las arrastra a morir antes de tiempo, y déjennos a nosotros el recuerdo y la admiración hacia una mujer cuya inteligencia, tozudez y dedicación nos llevó a ver lo más profundo de nosotros mismos. Y no, no se trata de nuestra alma.

jueves, 29 de febrero de 2024

29 de Febrero

No queremos dejar pasar la oportunidad que nos ofrece estar en año bisiesto para contar algunas cosas sobre el porqué del 29 de Febrero y su relación con la Astronomía y la medida del Tiempo.

GAIVS JVLIVS CAESAR

Conocemos como año bisiesto a aquel año del calendario que contiene un día adicional. La propia expresión "bisiesto" procede del latín BIS SEXTVS DIES ANTE KALENDAS MARTII, literalmente Repetición del día sexto antes de las Calendas de Marzo; lo que traducido a nuestro calendario actual significaría algo así como repetición del 24 de febrero

Este día se añade para tratar de mantener sincronizados nuestro año calendario (también llamado año natural o año civil) con el año astronómico. Esta sincronización es necesaria porque el año astronómico o sideral (el tiempo que tarda la Tierra en completar una órbita alrededor del Sol) no contiene un número entero de días, sino que dura algo menos de 365 días y cuarto, mientras que el año calendario consta exactamente de 365 días. Intercalando un día adicional cada cierto tiempo se puede, en principio, mantener la sincronización entre ambos calendarios, el civil y el astronómico.

El primero en introducir el día adicional en Occidente fue Julio César, en el año 45 a.n.e. cuando reformó el antiguo calendario Romano para hacerlo consistente con el calendario solar utilizando las ideas al respecto que aprendió en Egipto. No solo sincronizó ambos calendarios añadiendo de golpe 80 días al año 46 a.n.e. sino que ajustó las medidas de los meses tradicionales romanos y eliminó los meses intercalares. Finalmente incluyó la regla de añadir un día adicional cada cuatro años al final de Febrero (último mes del año en el calendario romano tradicional). Nació así el llamado Calendario Juliano.

Ocurre que, aunque bastante buena, la aproximación egipcio-romana no es perfecta. Un año trópico dura 365.2422 días, no exactamente 365.25 como asume la reforma de Julio César (La diferencia entre año sidéreo y año trópico es sutil y no necesaria para entender el tema que estamos tratando, baste con comprender que estamos añadiendo tiempo de más).  La consecuencia es que el calendario Juliano se desincroniza del solar aproximadamente tres días cada 400 años. Puede no parecer mucho, pero en 1600 años se acumularán más de 12 días de separación entre la medida civil y la real; y esto empezó a ser un problema para la Iglesia Católica, cuya fiesta de la Pascua se regía, como todavía hoy, por un calendario lunar. 

La Pascua se celebra tradicionalmente el primer domingo después de la primera luna llena posterior al 21 de marzo (equinoccio de Primavera en el hemisferio norte); y con el calendario Juliano la fecha del 21 de marzo se alejaba cada vez más del propio equinoccio. Así que el Papa Gregorio XIII decidió arreglarlo de un plumazo y, a imagen de Julio César, decretó que el día 4 de octubre de 1582 sería seguido del 15 de octubre del mismo año; restando así los 12 días de más que se habían acumulado en 16 siglos. Para evitar que el calendario Juliano siguiera añadiendo días de más se introdujo una modificación a la reforma de Julio César: se seguiría añadiendo un día en los años que fueran divisibles por cuatro, pero con una excepción: si el año es divisible por 100 solo será bisiesto si además es divisible por 400.

Calendario que muestra que 1900 no fue bisiesto

Es decir, desde 1582 se siguió añadiendo un día cada cuatro años, con la excepción de 1700, 1800 y 1900. El año 2000 fue bisiesto porque, aunque divisible por 100, también lo es por 400; mientras que 2100 volverá a no ser bisiesto. Se eliminan así los 3 días que añadía cada 400 años el calendario Juliano; y llamamos al nuevo calendario reformado Calendario Gregoriano.

Hasta ahora hemos explicado la necesidad de añadir días al calendario civil cada cierto tiempo, pero todavía no hemos hablado del 29 de Febrero como tal. Recordemos que en el calendario Juliano, en uso hasta el siglo XVI, el día que se añadía cada cuatro años era una repetición del día 24 de febrero. El caso es que no hemos podido encontrar de forma fehaciente fuentes que nos indiquen cuando se abandona la repetición del día 24 para pasar a añadir el día 29: parece que en Inglaterra empezó a ser práctica común durante el siglo XV, pero no se estableció como ley hasta 1750. 

Misal Romano mostrando la fiesta
de San Mateo

Es muy posible que la celebración cristiana de las fiestas de San Mateo, precisamente el 24 de febrero, y las incomodidades que eso producía para saber cuándo era dicha fiesta, provocaran, a lo largo de los siglos XVI a XVIII, el abandono del día 24 duplicado y su sustitución por el día 29 de febrero; pero más allá del dato de Inglaterra no hemos encontrado más detalles.

Esperamos que haya quedado más o menos claro. En cualquier caso, cualquier persona con dudas o interés en profundizar en el tema puede contactarnos con total libertad. Hasta la próxima.

viernes, 9 de febrero de 2024

Tu signo del Zodíaco es... ¡Sorpresa!

En este artículo vamos a hablar de Astrología y Signos del Zodíaco, por eso, antes de empezar a contar cosas será preciso dejar bien claro algo muy sencillo:

La Astrología es más falsa que un billete de 3 Euros.

Con esto en mente podemos, sin embargo, aprender sobre el origen de la Astrología y las cosas graciosas que siguen ocurriendo hoy día gracias a ella. Hagamos un breve resumen que nos sitúe:

Signo Leo, Uruk, circa 200 antes de la Era Común.
Museo de Oriente Próximo, Berlín.

Los primeros escritos sobre el estudio de la astrología los encontramos en Mesopotamia, hace unos 2,600 años, pero es muy posible que su origen sea muy anterior, de la época de los Sumerios, unos 1,000 años antes. Fue en Egipto, durante el segundo milenio antes de la Era Común, cuando se sentaron, más o menos de forma definitiva, lo que hoy llamamos Signos del Zodíaco, aunque corresponde a los Griegos clásicos la configuración de Signos que se ha usado en Occidente durante milenios.

¿Y qué significa todo esto de Signos, Zodíaco y demás historias? Otra vez de forma muy resumida: A lo largo de un año el Sol, visto desde la Tierra, parece moverse a través de diversas regiones del cielo, según la época del año. Desde luego hoy sabemos que somos nosotros, los habitantes de la Tierra, quienes, al movernos alrededor de nuestra estrella la vemos con fondos distintos de estrellas, esta franja de la esfera celeste se llama en realidad Eclíptica.

La Eclíptica es el círculo en el que el plano orbital de la Tierra cruza la esfera celeste.
En verde el ecuador terrestre proyectado sobre la esfera celeste

Ahora demos nombres a los grupos de estrellas sobre los que parece correr el Sol a lo largo del año, y llamemos a estos grupos Constelaciones, a los que asignamos algún mito de nuestro pasado. Elijamos doce, porque al fin y al cabo cada año hay como doce lunas llenas, y asignemos para cada una un arco de 30º para completar una circunferencia (12 * 30º = 360º) y ya tenemos definido el Zodíaco y sus 12 Signos. Ahora solo nos falta decidir qué quiere decir que el Sol se vea contra tal o cual signo en el momento en que nace una persona, o que si uno de los planetas (literalmente, estrellas errantes) parecen estar en tal o cual otro podremos predecir, de forma inapelable, el resultado de una batalla.

En fin, apreciemos que la Astrología al final hizo cálculos muy útiles para el nacimiento de la Astronomía, pero tiene el mismo sentido que un abrigo en Cózar en Agosto; sigamos con la historia.

Hasta ahora hemos dividido una región, una "cinta" de la esfera celeste, en 12 zonas de idéntico tamaño, 30 grados, según la posición de 12 grupos de estrellas, y hemos acordado que una persona será del Signo de la zona donde estuviera el Sol, visto desde la Tierra, cuando esa persona nació. Según este criterio yo soy Virgo, porque nací el 26 de Agosto y el Sol "había entrado" en Virgo el día 22 del mismo mes; todo correcto... hasta que deja de serlo.

El Sol "está" en Leo porque, visto desde la Tierra, el Sol está entre nosotros ya las estrellas de la constelación de Leo.

Ocurre que, por supuesto, los antiguos astrólogos y los modernos astrónomos también definieron otras regiones por toda la esfera celeste, no solo en la estrecha franja del "Zodíaco". Era una manera muy útil para estudiar el movimiento de los astros, la navegación, la medida del tiempo... Hoy día tenemos 88 constelaciones con límites muy precisos de forma que todo punto del cielo está dentro de una de esas 88 regiones que toman el nombre de la constelación que las ocupan. Así que hoy tenemos 12 constelaciones zodiacales más 76 de otro tipo ¿o no?

Precesión y Nutación de la Tierra

La Astrología se va a dar de bruces, por si no hubiera ya bastantes evidencias en su contra, con la Precesión de los Equinoccios o Precesión Axial. Por este nombre se designa al cambio gradual en la orientación del eje de rotación de la Tierra, lo que provoca que la intersección de dicho eje con la esfera celeste se desplace alrededor del polo de la eclíptica (punto de la esfera celeste donde incide la línea perpendicular al plano de la eclíptica en un momento dado) trazando un cono cada 25,776 años, periodo que se conoce como Año Platónico. Es decir, el desplazamiento angular en contra de la dirección de órbita de la Tierra de los puntos equinocciales es de 1 grado cada 71,6 años o, en términos absolutos de distancia, alrededor de 36.000 Kilómetros al año. En otro artículo, si hay interés, hablaremos en detalle de este tema y su origen.

¿Qué significa toda esta parrafada? Pues que la Tierra bambolea como un trompo y, por lo tanto, la posición aparente del Sol sobre el fondo de estrellas también bambolea como una peonza y, con ello, nuestras maravillosas regiones zodiacales ya no cubren el recorrido aparente del Sol, sino que nuestra estrella parece llevar una trayectoria diferente hoy en día a la que tenía cuando el Zodíaco fue definido hace 4,000 y pico años.

Ofiuco, El Portador de Serpientes

La consecuencia más espectacular es que, siguiendo los mapas actuales, el Sol cruza no 12, sino 13 constelaciones; las 12 tradicionales del Zodíaco más Ofiuco. En el gráfico se puede apreciar como la Eclíptica, la línea roja de trazos, cruza Ofiuco tras abandonar Sagitario y antes de entrar en Escorpio. Por cierto que al pobre Escorpio el Sol la va a visitar ya apenas una semana; pocos "auténticos Escorpio" nacen cada año en nuestros tiempos.

La Astrología se defiende diciendo que no hay correspondencia directa entre los signos y las constelaciones y que, aunque el Sol ahora recorra 13 constelaciones, las regiones zodiacales definidas hace 4,000 años siguen siendo las mismas y muy válidas. Y, en fin, ¿qué va a decir la Astrología? Cualquier cosa para mantener las conclusiones obtenidas con la fe y no con la razón, como todo aquello que no está basado en la evidencia. Básicamente la Astrología está diciendo que el Universo es inmutable, tampoco hay que sorprenderse mucho.

Con todo lo aprendido podemos ahora, por diversión, comparar ambos calendarios: el tradicional de 12 regiones contra la trayectoria real y actual del Sol sobre 13 constelaciones, y así podremos saber de qué "Signo" somos realmente.

ConstelaciónSigno del Zodíaco"Signo" de la Eclíptica
Aries20 de marzo al 18 de abril18 de abril al 13 de mayo
Tauro19 de abril al 19 de mayo13 de mayo al 21 de junio
Géminis20 de mayo al 19 de junio21 de junio al 20 de julio
Cáncer20 de junio al 21 de julio20 de julio al 10 de agosto
Leo22 de julio al 21 de agosto10 de agosto al 16 de septiembre
Virgo22 de agosto al 21 de septiembre16 de septiembre al 30 de octubre
Libra22 de septiembre al 21 de octubre 30 de octubre al 23 de noviembre
Escorpio22 de octubre al 20 de noviembre23 al 29 de noviembre
Ofiuco29 de noviembre al 17 de diciembre
Sagitario21 de noviembre al 20 de diciembre17 de diciembre al 20 de enero
Capricornio21 de diciembre al 19 de enero20 de enero al 16 de febrero
Acuario20 de enero al 18 de febrero16 de febrero al 11 de marzo
Piscis19 de febrero al 19 de marzo11 de marzo al 18 de abril

Si alguien está en alguno de los días límite y quiere saber exactamente de qué "Signo de la Eclíptica" es, puede verlo por sí mismo en cualquier programa de planetarios o escribirnos al Blog y contestaremos encantados.

Gráfico creado por Navelegante - Trabajo propio, CC BY-SA 4.0
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=49552545

En el gráfico de arriba podemos, finalmente, poner todo junto: Tomemos la posición de la Tierra a principios de Junio (la bolita azul que está más abajo a la derecha), según el zodíaco sumerio el Sol está en Géminis, pero si prolongamos la posición real del Sol sobre el fondo de estrellas vemos que está en Tauro. Igualmente, a finales de Junio (la bolita azul un poco más arriba), el Sol estaría en Cáncer; sin embargo la realidad es que se encuentra en Géminis.

Así que, aunque en principio yo siempre había creído ser Virgo, la realidad es que soy Leo. ¿Y qué importa? Pues absolutamente nada, porque la posición del Sol o de los planetas cuando una persona nace no tiene la más mínima influencia sobre su vida; pero al menos hemos utilizado estas historietas pseudocientíficas para aprender un poco de auténtica Astronomía y pasar un buen rato.

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