Cinco enigmas y dos certezas

01 Con el clima de cara

"El cambio clim¨¢tico es real, y se avecinan controles obligatorios en las emisiones de CO2". La frase no ser¨ªa novedosa en boca de un ecologista neozeland¨¦s, pero la pronunci¨® este mismo mes el director ejecutivo de Duke Energy, un l¨ªder en el negocio de quemar carb¨®n para producir energ¨ªa el¨¦ctrica en Estados Unidos. Y los "controles obligatorios" se avecinan desde Washington, un Gobierno que hasta ahora ha sido el mayor obst¨¢culo para el Protocolo de Kioto sobre reducci¨®n de emisiones. No es una an¨¦cdota: 2006 ha marcado un punto de inflexi¨®n en la percepci¨®n del cambio clim¨¢tico. Los cient¨ªficos ya no hablan en condicional. Ni en futuro.

Durante los ¨²ltimos 10 a?os, gran parte de la pol¨¦mica sobre el cambio clim¨¢tico se debi¨® a la discrepancia entre las mediciones terrestres, que indicaban un calentamiento del planeta, y los datos tomados por sat¨¦lite, que parec¨ªan descartarlo. Hoy sabemos que estos ¨²ltimos estaban malinterpretados.

Las matem¨¢ticas del clima exploran las fronteras de la complejidad y el caos, y tambi¨¦n las del conocimiento humano; pero los datos han ido revelando que si en algo han pecado los modelos predictivos del cambio clim¨¢tico es en quedarse cortos. Por ejemplo, la tasa de fusi¨®n de los hielos ¨¢rticos, de un 9% por d¨¦cada, ha desbordado los m¨¢s negros augurios.

La biolog¨ªa ya ha acusado los efectos, empezando por la floraci¨®n, que en Europa se ha adelantado en un promedio de siete d¨ªas. En Espa?a, donde la flor del almendro ya no brota en marzo, sino a mediados de febrero, el adelanto de la primavera, sumado al retraso del oto?o, est¨¢ dando como resultado tres semanas m¨¢s de calor cada a?o. Y las moscas analizadas en cualquier lugar de tres continentes tienen ahora la estructura gen¨¦tica que, hace s¨®lo 30 a?os, mostraban un grado de latitud m¨¢s cerca del ecuador.

La Tierra se puede estar calentando por una variedad de causas, pero una de ellas -la ¨²nica sobre la que cabe actuar- son las emisiones de CO2 por la combusti¨®n de petr¨®leo, gasolina y carb¨®n. Sin ellas, el nivel de CO2 en la atm¨®sfera ser¨ªa de 280 partes por mill¨®n (ppm). Ahora es de 380 ppm, una marca desconocida en el ¨²ltimo medio mill¨®n de a?os. El CO2 que sale hoy de un tubo de escape permanecer¨¢ 200 a?os en la atm¨®sfera.

Estados Unidos es el mayor emisor de CO2 del planeta, pero cuando China, India y Brasil le disputen el puesto convendr¨ªa que tuvieran un modelo de conducta mejor que el actual.

02 Como agua de Marte

Hab¨ªa otras pruebas de la existencia de agua en Marte, pero la foto la ha puesto la nave Mars Global Surveyor este mismo mes, y casi coincidiendo con su jubilaci¨®n tras nueve a?os de servicio en la ¨®rbita del planeta rojo. No se puede probar que esos chorros que parecen fluir barranco abajo sean de agua, pero descartarlo ser¨ªa m¨¢s dif¨ªcil a¨²n. Prueba de ello es que los t¨¦cnicos de la NASA ya est¨¢n trazando planes para explorar la misma zona en pr¨®ximas misiones.

Los antiguos la ten¨ªan tomada con el planeta vecino. Los babilonios lo llamaron Nergal, como su dios de la muerte y la pestilencia, y Marte, como es sabido, era el dios romano de la guerra. Sus dos lunas llevan los nombres griegos del miedo: Fobos y Deimos.

Pese a ello, Marte es el planeta m¨¢s similar a la Tierra que hay en el Sistema Solar. No s¨®lo por su distancia al Sol, sino tambi¨¦n porque tiene un d¨ªa de duraci¨®n similar, volcanes, ca?ones, vientos, nubes y estaciones cambiantes. "Creo que la vida inteligente es exclusiva de la Tierra, pero que tiene el potencial de extenderse por toda la galaxia", ha escrito el cosm¨®logo Martin Rees. "La idea es un sustituto de la religi¨®n, y espero que sea cierta".

Marte puede ser un buen sitio para empezar, y ese chorro de agua valdr¨¢ por mil dioses de la pestilencia.

03 El enigma del neandertal

El cient¨ªfico Carlos Lalueza-Fox cree posible que los neandertales evolucionaran en la pen¨ªnsula Ib¨¦rica hace medio mill¨®n de a?os. Tendr¨ªa gracia, porque los ¨²ltimos vivieron en Gibraltar hace 28 milenios: una historia circular. Se extendieron por Europa y Asia central durante m¨¢s de 300.000 a?os, y fueron la primera especie de hom¨ªnido que enterr¨® a sus muertos. Si eso significa una forma de religiosidad, y si ¨¦sta a su vez implica el miedo a la muerte, los neandertales debieron conocer lo improbable y preciosa que es una vida humana.

El modelo est¨¢ndar de la evoluci¨®n humana establece que nuestra especie, el Homo sapiens, sali¨® de ?frica hace 50.000 a?os, lleg¨® a Europa hace 40.000 y reemplaz¨® por completo a los antiqu¨ªsimos neandertales, sin mezclas. Pero una asombrosa tecnolog¨ªa que permite leer el genoma de aquella especie desaparecida est¨¢ planteando dudas sobre ese modelo. Varias l¨ªneas de evidencia apuntan a que hubo cruces entre las dos especies: infrecuentes, pero importantes. Los neandertales pudieron pasar a nuestra especie una variante de un gen esencial para el desarrollo del cerebro que ahora aparece en el 70% de la poblaci¨®n mundial.

04 Esperando a Perelman

Ni contratando a la agencia de comunicaci¨®n de la NASA hubiera logrado m¨¢s resonancia el Congreso Internacional de Matem¨¢ticos celebrado en Madrid en agosto. Todo sali¨® a la perfecci¨®n: la conjetura de Poincar¨¦, un problema endiablado del que depend¨ªan 100 a?os de geometr¨ªa, hab¨ªa ca¨ªdo al fin ante el genial abordaje de Grigori Perelman. El ruso recibir¨ªa en Madrid la medalla Fields, el Nobel de las matem¨¢ticas, y forzar¨ªa al mecenas Landon Clay a deshacerse de su primer mill¨®n de d¨®lares, puesto que la conjetura de Poincar¨¦ era uno de los siete enigmas del siglo por los que su prestigioso instituto hab¨ªa ofrecido esa recompensa.

Tambi¨¦n es verdad que el impacto medi¨¢tico de la reuni¨®n acab¨® debiendo menos a esas razones que a su reverso. Pese a los sinceros esfuerzos del presidente de la Uni¨®n Matem¨¢tica Internacional, sir John Ball, que viaj¨® a San Petersburgo y mantuvo con ¨¦l 10 horas de conversaciones repartidas en dos d¨ªas, Perelman no vino a recoger su medalla Fields. "Cualquiera puede entender que si la prueba de la conjetura es correcta no se necesita ning¨²n otro reconocimiento", explic¨® luego. ?Y el mill¨®n? "Lo decidir¨¦ cuando me lo ofrezcan". Perelman tiene 40 a?os, ha dejado las matem¨¢ticas y est¨¢ viviendo con su madre.

Pero de no ser por todo esto, ?qui¨¦n se habr¨ªa enterado de que la conjetura de Poincar¨¦ ya se puede considerar un teorema? La topolog¨ªa se ocupa de las propiedades que un objeto conserva por mucho que se le deforme. Para esta rama de la geometr¨ªa, una barra de pan equivale a una esfera. No as¨ª un donut.

En nuestro mundo de tres dimensiones, la forma matem¨¢ticamente m¨¢s simple de saber si un objeto puede reducirse a una esfera es atarle una goma el¨¢stica alrededor. Si el objeto es reducible a una esfera, nos bastar¨¢ correr la goma para recuperarla. No as¨ª con un donut. En 1904, Poincar¨¦ supuso que eso mismo valdr¨ªa en un mundo de cuatro dimensiones: tambi¨¦n all¨ª los objetos que permitieran recuperar las gomas sin romperlas ser¨ªan reducibles al equivalente de una esfera en ese mundo. Mal sab¨ªa Poincar¨¦ que har¨ªan falta 100 a?os, una medalla precintada y una vida rota para confirmar su idea.

05 Un simulador del cosmos

La luz que proyecta una persiana suele ser m¨¢s complicada que la persiana misma: bastan dos ranuras abiertas para que la pared se llene de franjas. Es la interferencia t¨ªpica de las ondas, como la que ves al tirar dos piedras al agua. Aunque cada piedra genera un dibujo muy simple, las dos ondas interfieren en ritmos complejos. Si coinciden dos crestas se forma un tsunami, pero una cresta y un valle se aniquilan. Lo mismo pasa con la persiana, donde cada ranura equivale a una piedra.

El problema con la persiana es que un solo fot¨®n sigue formando franjas en la pared: se interfiere a s¨ª mismo. Y eso quiere decir que un solo fot¨®n pasa simult¨¢neamente por las dos ranuras de la persiana. En este m¨¢gico fen¨®meno cu¨¢ntico de la superposici¨®n se basa el mundo en el que vive el brillante f¨ªsico te¨®rico Ignacio Cirac, ¨²ltimo premio Pr¨ªncipe de Asturias de Investigaci¨®n.

Los bits de los ordenadores actuales pueden adoptar dos estados: 0 o 1. Un bit podr¨ªa ser un fot¨®n pasando por la ranura de arriba (1) o por la de abajo (0). Pero el fen¨®meno cu¨¢ntico de la superposici¨®n permite dise?ar un qubit (quantum bit), que es un tipo de bit mucho m¨¢s poderoso: puede existir como un 0, como un 1 y como ambos a la vez. Ya hemos visto que los fotones del mundo real se comportan as¨ª. Fue Richard Feynman, uno de los m¨¢s grandes f¨ªsicos te¨®ricos del siglo XX, el primero en proponer esta idea, hace casi 50 a?os. Y si Cirac y sus colegas logran desarrollarla, el avance en las ciencias de la computaci¨®n, y en las ciencias en general, ser¨¢ colosal.

Entre las posibles aplicaciones de la computaci¨®n cu¨¢ntica suele citarse el cifrado seguro de las comunicaciones. Poca cosa si se compara con lo que Feynman ten¨ªa en la cabeza: construir un simulador de la f¨ªsica cu¨¢ntica; mientras no sepamos crear una c¨¦lula viva o un cosmos a partir de la nada, ¨¦sa no est¨¢ nada mal como segunda opci¨®n.

06 Plut¨®n, planeta sin causa

Cuando sepamos viajar a la velocidad de la luz, el vuelo a Plut¨®n seguir¨¢ sin bajar de cinco horas, y desde all¨ª veremos el Sol como una estrella m¨¢s en la noche fr¨ªa. Bajo el cielo de Praga, sin embargo, el estatus de esa roca perdida en el cintur¨®n de Kuiper polariz¨® este verano a la opini¨®n p¨²blica mundial tras uno de los episodios m¨¢s tensos que recuerda la ciencia astron¨®mica. "Los profesores tendr¨¢n que ense?ar que Plut¨®n ya no es un planeta", se lamentaba el astr¨®nomo brit¨¢nico Terry Mahoney, "y los alumnos le preguntar¨¢n: ?por qu¨¦?". Mientras, su colega Michael Brown brindaba satisfecho al otro lado del Atl¨¢ntico: "Plut¨®n est¨¢ muerto". ?Qu¨¦ tiene este planeta enano que a nadie deja fr¨ªo ni callado?

A Plut¨®n lo descubrieron mal. El Sistema Solar s¨®lo ten¨ªa ocho miembros a finales del siglo XIX, justo como ahora. Unas aparentes perturbaciones en la ¨®rbita del m¨¢s lejano, Neptuno, llevaron a algunos astr¨®nomos a predecir la existencia de un noveno planeta, con una masa similar a la de la Tierra. El ¨²nico que se lo tom¨® en serio fue Percival Lowell, que poco antes hab¨ªa descubierto los canales de Marte. Tras d¨¦cadas de ¨ªmprobos esfuerzos, los disc¨ªpulos de Lowell hallaron Plut¨®n en 1930: predicci¨®n cumplida.

Plut¨®n no hubiera llegado a considerarse un planeta de no ser por esa predicci¨®n (probablemente no hubiera llegado ni a descubrirse). Pero el remate de la historia es que la predicci¨®n era incorrecta: las perturbaciones de la ¨®rbita de Neptuno resultaron ser un error de observaci¨®n. Y Plut¨®n, en cualquier caso, nunca hubiera podido causarlas, porque su masa no es la de la Tierra, como creyeron sus descubridores, sino 200 veces menor.

Siempre ha habido cient¨ªficos inc¨®modos con su inclusi¨®n en el cuadro de honor del Sistema Solar, pero el descubrimiento de otros tres plutones en los ¨²ltimos a?os hab¨ªa hecho la situaci¨®n insostenible. La Uni¨®n Astron¨®mica Internacional sab¨ªa que s¨®lo ten¨ªa dos opciones: ampliar los planetas a 12 o degradar a Plut¨®n. En agosto intent¨® lo primero y le sali¨® lo segundo.

Los argumentos que inclinaron la balanza en Praga fueron los de Michael Brown, el astr¨®nomo que brindaba "Plut¨®n est¨¢ muerto" en el primer p¨¢rrafo. Brown es el descubridor de dos de los tres nuevos plutones -uno de ellos, Eris, es incluso mayor que Plut¨®n-, y calcula que puede haber otros 50 objetos de ese tipo por la zona. La opci¨®n que se jugaba en Praga era entre un Sistema Solar de 8 o uno de 60. Por eso perdi¨® Plut¨®n.

El s¨ªmbolo oficial del ex planeta -ahora "planeta enano"- consiste en una P y una L. Es una abreviatura de Plut¨®n y un homenaje a Percival Lowell.

Los canales de Marte, por cierto, tampoco existen.

07 La biolog¨ªa del todo

Este a?o se han presentado los genomas del ¨¢lamo, la abeja y el erizo de mar. El ¨¢lamo, con 45.000 genes, casi quintuplica los 10.000 de la abeja, y el erizo se alinea con los humanos en torno a los 20.000, en una nueva demostraci¨®n de lo poco que dicen estas cifras. La primera sorpresa del genoma de la abeja es que posee un sistema de regulaci¨®n similar al de los vertebrados, y desconocido hasta ahora en otros insectos, que probablemente le confiere la plasticidad necesaria para su sofisticado comportamiento.

Y m¨¢s sorpresas a¨²n guardaba el erizo de mar. Esta bola de espinas sin ojos, nariz ni orejas tiene casi mil genes -un n¨²mero similar al nuestro-, que s¨®lo pueden clasificarse como "genes de los sentidos": fabrican prote¨ªnas espec¨ªficas para la visi¨®n, el olfato y el o¨ªdo. Por el lugar donde est¨¢n activos los primeros, parece probable que los erizos vean por las espinas, al menos en las fases juveniles.

Pero estos genomas dar¨¢n sus mejores frutos dentro de unos a?os, como el genoma humano los empieza a dar ahora. Este a?o hemos tenido dos buenos ejemplos de esto ¨²ltimo: el genoma de los c¨¢nceres de mama y colon, que ha descubierto de una tacada 200 nuevos genes implicados en estas patolog¨ªas, y un novedoso estudio que acaba de revelar cu¨¢l es la principal fuente de variabilidad gen¨¦tica humana: no son los cambios de letra en el ADN, sino las duplicaciones de genes enteros.