El aparato fonador humano, paradójicamente más sencillo / comer y excretar por el mismo orificio / ¿Preparados para una gran erupción volcánica? / ¿Qué efecto tendrá el calentamiento global en las lluvias?
17/10/2022 IsmaelEscritas y relatadas por Juan Manuel Igea
Presidente del Comité de Humanidades
de la Sociedad Española de Alergia e Inmunología Clínica
«El médico que solo sabe medicina, ni medicina sabe»
José de Letamendi y Manjarrés (1828-1897)
Algunas de las noticias científicas más importantes ocurridas en los últimos meses y que nada tienen que ver directamente con la medicina, pero que sería bueno que usted, como médico, conociera
“El médico que solo sabe medicina, ni medicina sabe”, dice una conocida frase atribuida equivocadamente a Louis Pasteur, pero que, en realidad, es del médico catalán humanista José de Letamendi y Manjarrés (1828-1897). Apoyados en la certera sabiduría que encierra esta frase, comenzamos hoy una sección nueva en nuestra revista porque, en un mundo como el actual, en constante avance en el conocimiento, un profesional de formación universitaria como el médico –que, además, trabaja a diario con múltiples personas de diferentes ámbitos culturales– está obligado a estar al tanto de los avances científicos.
Estamos seguros de que casi todos los médicos se mantienen actualizados en sus respectivos campos de conocimiento, a menudo muy especializados, pero con excesiva frecuencia adolecen de una ignorancia notable con respecto a otras disciplinas científicas, deficiencia que les deja en franca desventaja respecto a otros profesionales con una cualificación académica similar y provistos de una visión del mundo empobrecida y desactualizada. Nos proponemos, por tanto, paliar en nuestra medida ese problema seleccionando cada trimestre algunas publicaciones científicas que hayan supuesto un avance notable en nuestro conocimiento del mundo más allá de la medicina. Ofreceremos un resumen sucinto de cada noticia, y apuntaremos siempre al final la referencia original para dar la posibilidad de consultar y ampliar el tema. Esperamos así captar el interés de nuestros lectores y colaborar en su desarrollo personal y cultural. No cabe duda de que uno de los grandes hitos del ser humano es su lenguaje elaborado, esa capacidad de transmitir y almacenar información compleja que le ha llevado a dominar el planeta. Ese lenguaje exige, por una parte, un sustrato neuronal adecuado y, por otra, un aparato fonatorio capaz de crear una serie amplia de sonidos de forma rápida y cambiante. Sin embargo, los estudios publicados hasta ahora no habían encontrado grandes diferencias entre el aparato fonador humano y el de otros primates, nada que explicara ese cambio cualitativo que se produjo en la capacidad fonatoria entre unos y otros.
El lenguaje humano se apoya en un aparato fonador paradójicamente más sencillo
Una investigación reciente ha profundizado en los detalles de esa evolución anatómica que ha tenido lugar entre los primates primitivos y el ser humano y que ha dado lugar a la aparición de la capacidad de hablar en este último. Usando imágenes obtenidas por resonancia magnética y tomografías computarizadas y un modelo matemático, un equipo de la Universidad de Kioto en Japón ha examinado las laringes de 29 géneros y 44 especies de primates. El resultado ha sido sorprendente. Todos los taxones no humanos poseen una membrana vocal que no aparece en los seres humanos.
Tras observar la actividad de esta membrana durante las vocalizaciones de los primates, el equipo investigador desarrolló modelos anatómicos y de fonación para comparar los efectos acústicos de la vibración de esta membrana. Y ha resultado que la pérdida evolutiva de esa membrana vocal ha originado una fuente vocal más estable en los seres humanos y ha otorgado la capacidad de producir los sonidos diversos y ricos en armónicos que caracterizan al habla humana.
Lo que más llama la atención de este hallazgo es que sea una simplificación, en lugar de un aumento de la complejidad, lo que haya permitido que la anatomía laríngea adquiriese las características necesarias para posibilitar el habla compleja en el ser humano. La producción vocal humana se basa en los mismos principios acústicos y fisiológicos que la producción vocal en otros vertebrados terrestres: el aire de los pulmones impulsa la oscilación de pliegues vocales en la laringe. Sin embargo, las oscilaciones de los pliegues vocales humanos son mucho más estables y carecen de las oscilaciones irregulares y las transiciones de frecuencia abruptas vistas con frecuencia en la mayoría de los otros mamíferos. Combinados con un mejor control neuronal, estos atributos han permitido a los seres humanos crear la amplia gama de sonidos que hacen posible el habla y el lenguaje hablado.
No siempre la evolución consigue sus hitos a base de un aumento de la complejidad, y este caso es un ejemplo paradigmático.
Referencia bibliográfica:
Nishimura T, Tokuda T, Dunn C, Herbstkazuyoshi T. Evolutionary loss of complexity in human vocal anatomy as an adaptation for speech. Science 2022;377(6607):760-3. doi: 10.1126/science.abm1574.
Un extraño animal que comía y excretaba por el mismo orificio
En las últimas semanas ha aparecido otro estudio llamativo relacionado con la evolución, un tema fundamental para acercarnos a entender qué es la vida y cuál su naturaleza. La evolución se conoce desde hace relativamente poco tiempo y, desde entonces, hemos aprendido mucho sobre sus mecanismos, aunque queda mucho por descubrir. Sí hemos aprendido que la evolución no es un proceso lineal, sino que se parece más al desarrollo de un árbol, que crece en altura y complejidad, pero que también da lugar a ramas que parecen estancarse en alguna medida en su evolución.
Recientemente se ha publicado un estudio sobre una parte de los seres vivos que nos es especialmente interesante a los seres humanos, por pertenecer a ella, los animales. Parecía hasta ahora una ley inamovible que los animales tuvieran en su cuerpo un oricio de entrada para alimentarse y otro de salida para expulsar los desechos, pero este descubrimiento cambia esa ley.
A partir de fósiles de un animal extinto de unos 500 millones de años de antigüedad, se ha podido realizar una reconstrucción digital en tres dimensiones que muestra que este pequeño animal, denominado Saccorhytus, poseía una boca grande en su parte central, rodeada de espinas, pero que carecía de ano y de cualquier otro órgano comparable. Esto constituye un sorprendente ejemplo de las rarezas que pueden surgir en el camino de la evolución. La reconstrucción se hizo en el marco de un estudio reciente sobre este minúsculo animal, llevado a cabo por un equipo internacional que incluye a Philip Donoghue y Emily Carlisle, de la Universidad de Bristol en el Reino Unido. La reconstrucción digital que se ha hecho de Saccorhytus abarca todo su cuerpo y es tridimensional. Para realizarla, se tuvo que recurrir a rayos X de muy alta intensidad que se generaron en un sincrotrón. Se tomaron cientos de imágenes en rayos X, desde ángulos distintos, y una supercomputadora las combinó todas y reconstruyó la imagen tridimensional.
Esta investigación ha aclarado, además, la anatomía de Saccorhytus, y ha permitido sacarlo de la categoría taxonómica en la que estaba para ponerlo en otra que incluye a los artrópodos y a los nematodos. Un estudio muy interesante que aporta luz sobre las muchas variantes a las que la evolución puede dar lugar entre los seres vivos.
Referencia bibliográfica:
Liu Y, Huaqiao C, Zhang H, Yang B, Steiner M, Shao T, Duan B, Marone F, Xiao S, Donoghe PCJ. Saccorhytus is an early ecdysozoan and not the earliest deuterostome. Nature 2022 Aug 17. doi: 10.1038/s41586-022-05107-z.
¿Estamos preparados para una gran erupción volcánica?
Con las imágenes aún recientes en nuestra memoria sobre los efectos devastadores de la erupción del volcán de La Palma el pasado año, acaba de salir publicado un artículo muy interesante en la revista Nature que ha causado un gran revuelo mediático. El artículo señala que, aunque es creencia común que la caída de un asteroide es más peligrosa que la mayor de las erupciones volcánicas, lo cierto es que sus investigaciones apuntan a que son muchísimo más probables estas últimas que la primera. Y ese tipo de erupción podría llegar a ser tan dañina desde una perspectiva medioambiental como el choque de un asteroide que tuviera un kilómetro de diámetro contra la Tierra.
Varios expertos de las universidades de Cambridge y Birmingham, en Reino Unido, han recogido datos en núcleos de hielo sobre la frecuencia de las erupciones a lo largo de los siglos, y han podido constatar que hay una posibilidad entre seis de que se produzca una explosión volcánica de magnitud siete en los próximos cien años. Este tipo de erupciones gigantescas ya han provocado cambios climáticos bruscos y el colapso de civilizaciones en el pasado lejano. Es cierto que una gran erupción volcánica y la caída de un asteroide de un kilómetro de diámetro contra la Tierra tendrían consecuencias climáticas similares, pero la probabilidad de una catástrofe volcánica es cientos de veces mayor que la de un asteroide o cometa de ese tamaño.
El motivo de estas reflexiones ha sido la erupción, a principios del año 2022, del volcán Hunga Tonga–Hunga Ha‘apai en Tonga, un reino polinésico formado por 177 islas, casi todas deshabitadas. La explosión fue la más grande que han registrado los instrumentos actuales y causó una onda expansiva global y tsunamis que llegaron a las costas de Japón y América del norte y del sur. Por suerte, la erupción solo duró 11 horas, pero aun así cortó la comunicación de la isla con el mundo durante varios días y los daños supusieron un 18,5% de su PIB.
Volcanes desconocidos.
Analizando esos núcleos de hielo de los dos polos, estos expertos han encontrado 1.113 registros de erupciones en Groenlandia y 737 en la Antártida ocurridos hace entre 60.000 y 9.000 años y que probablemente 97 de ellos tuvieron una repercusión sobre el clima equivalente a una erupción de magnitud 7 o mayor. Solo unas pocas de esas 97 erupciones pueden atribuirse a volcanes conocidos, por lo que debe haber muchos volcanes dormidos que desconocemos. Tras estos estudios, concluyeron que los episodios de magnitud 7 ocurren aproximadamente cada 625 años y los de magnitud 8 (también llamados «supererupciones»), cada 14.300 años. La última erupción de magnitud 7 fue la ocurrida en Tambora, Indonesia, en 1815, que provocó 100.000 muertes como resultado de los flujos volcánicos, los tsunamis, el deposición de rocas pesadas y cenizas sobre los cultivos y las casas y los efectos posteriores. De hecho, la temperatura global descendió 1 ºC como resultado de la erupción, tal y como indican las predicciones.
Los efectos de estas erupciones serían probablemente distintos en la actualidad, al estar ahora mejor preparados para las evacuaciones y contar con mejores infraestructuras y conocimientos. Pero la población mundial es ocho veces mayor a la que había en 1800 y la dependencia en el comercio internacional se ha multiplicado por mil. Luego la erupción de un volcán así supondría, sin duda, cambios climáticos importantes, además de pérdidas de capital humano, infraestructural y económico relevantes, no solo en el lugar de la explosión, sino en todo el mundo, debido a la globalización.
Ante este panorama, indican los autores del artículo, es paradójico que se inviertan cientos de millones de dólares para mitigar la amenaza de los asteroides mientras hay una grave falta de financiación y coordinación mundiales para la preparación frente a las erupciones volcánicas. Por ejemplo, el pasado septiembre se invirtieron más de 300 millones de dólares en el proyecto Double Asteroid Redirection Test (DART) de la NASA para desviar un asteroide. Mientras tanto, se está subestimando por completo el riesgo que acarrean los volcanes para nuestras sociedades.
El mundo está muy mal preparado para una erupción volcánica masiva y para sus probables repercusiones sobre las cadenas de suministro globales, el clima y los alimentos, según los expertos autores del estudio, pero creen que pueden tomarse medidas para protegerse de la devastación volcánica. Lo primero y primordial sería aumentar el número de estudios e instrumentos para detectar las explosiones. Solo el 27% de las erupciones desde 1950 se ha monitorizado con al menos un instrumento. Asimismo, es imperante que mejore el tiempo de espera para recibir imágenes de satélites públicos. Por ejemplo, las primeras imágenes de la erupción del volcán de Tonga las captó el Sentinel 1A de la Unión Europea 12 horas después. La captura de imágenes es primordial para detectar y estudiar las erupciones volcánicas, y los vulcanólogos llevan décadas pidiendo un satélite dedicado solo a observar volcanes. Un proyecto piloto del Committee on Earth Observation Satellites (CEOS) demostró que pueden utilizarse las imágenes que muestran las deformaciones de la tierra para detectar la actividad volcánica en Latinoamérica.
Finalmente, los autores del artículo han subrayado la necesidad de una mayor educación de las comunidades. Puede ofrecerse información en directo a los ciudadanos haciendo provecho de los mensajes de texto o de los sistemas de alertas públicos que dan notificaciones en los móviles. El asunto es de vital importancia y requiere la atención de toda la sociedad.
Referencia bibliográfica:
Cassidy M, Mani L. Huge volcanic eruptions: time to prepare. Nature 2022;608;469-471. doi:https://doi.org/10.1038/d41586-022-02177-x
¿Qué efecto tendrá el calentamiento global antropogénico sobre las lluvias?
Tras un verano tórrido y seco como hacía décadas que no veíamos, y con la amenaza constante del calentamiento global que la actividad del hombre está provocando sobre el planeta, nos llega este interesantísimo estudio que mira al pasado para predecir el presente. Hace nada menos que 56 millones de años se produjeron grandes emisiones de carbono a la atmósfera y a los océanos, lo que provocó un fuerte calentamiento global, denominado Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno, que duró nada menos que 170.000 años. El aumento medio de la temperatura en aquel período fue de 5-8 ºC. Aquel calentamiento, aunque debido principalmente a un aumento de la actividad volcánica, es muy parecido al actual calentamiento provocado por el ser humano, un asunto de gran interés para todos.
Un grupo de expertos del Departamento de Geología de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) ha investigado sedimentos de hace 56 millones de años en la cuenca de Tremp-Graus (en el límite entre Lleida y Huesca, en España) y ha observado que aquel lejano calentamiento global tuvo tres fases (inicio, núcleo y recuperación). Su trabajo se ha centrado en cómo se distribuyeron las precipitaciones durante el desarrollo de esas tres fases y ha llegado a la conclusión de que lo que entonces ocurrió podría ser algo similar a lo que ya está sucediendo en la actualidad en el sudeste de la península ibérica.
Al principio, las precipitaciones se concentraron en unos pocos meses, en torno al otoño (con frecuentes tormentas e inundaciones de gran magnitud) y en el resto de los meses se registraron períodos de sequía; posteriormente, se distribuyeron de forma más homogénea a lo largo del año. Y, sin embargo, la última fase tendió a una mayor sequía. Los investigadores señalan: “No podemos decir que el calentamiento global provoca un aumento de las temperaturas o que las precipitaciones son más fuertes, simplemente. Las cosas no son tan simples. Se producen cambios, pero estos no se mantienen durante todo el periodo de calentamiento global. Dentro del calentamiento global pueden existir varias fases”.
Este patrón de precipitaciones es precisamente el que está sucediendo en las últimas décadas, y en el último siglo, en el sudeste de la península ibérica: las lluvias intensas son cada vez más frecuentes en torno al otoño y al final del verano, algo que no ocurría hace 100 o 200 años. Los investigadores de este estudio señalan que no se puede saber qué es lo que ocurrirá en el futuro en el sudeste de la península ibérica, pero que, si suponemos que la Tierra responde de forma análoga a los mismos fenómenos o parecidos, podríamos pensar que en el futuro la distribución anual de las precipitaciones podría ser más homogénea en el sudeste peninsular o en otras regiones de clima similar.
El estudio aporta una información muy interesante ante la situación actual de calentamiento antropogénico sobre cómo podrían evolucionar en realidad las precipitaciones. Reivindica además el valor que puede tener el estudio de los paleoclimas: “Nosotros vemos lo que ocurrió hace millones de años. Y si aquello que ocurrió se repite una y otra vez, es decir, si la Tierra responde siempre de la misma manera a ciertos fenómenos, podemos pensar que en el futuro también seguirá funcionando de la misma manera”. Este tipo de investigaciones pueden servir para hacer previsiones de futuro si se incorporan a los modelos informáticos o matemáticos utilizados para predecir el clima, y esto es, precisamente, lo que el equipo investigador propone.
Referencia bibliográfica:
Pavros A, Pujalte v, Schmitz B. Mid-latitude alluvial and hydroclimatic changes during the Paleocene–Eocene Thermal Maximum as recorded in the Tremp-Graus Basin, Spain. Sedimentary Gelogy 2022;435: 106155. https://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2022.106155
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