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Comunidades microbianas del suelo, falta de nutrientes, sistemas complejos y cambios de comportamiento

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Fuente: Colaje Imágenes Google

Las comunidades del suelo pueden cambiar abruptamente de comportamiento al enfrentarse a estrés ambientales. Tales cambios pueden ser inesperados y sorprendentes. En los sistemas complejos se trata de un proceso frecuente que da lugar a la emergencia de comportamientos y estructuras asombrosas. Así pues a Sistemas dinámicos complejos,comportamientos complejos, (Sistemas dinámicos no lineales). Obviamente la falta de nutrientes en el suelo resulta ser una fuerza motora muy poderosa. En los siguientes post que editamos hace ya algunos años, os explicamos un caso fascinante, es decir como microorganismos unicelulares generan estructuras pluricelulares con diferenciación de pseudo-órganos: (i) La Inteligencia de los Mohos del Suelo y su Papel en los Ecosistemas; (ii) Mohos Mucilaginosos del Suelo: La Difusa Frontera entre los Organismos Unicelulares y Pluricelulares (iii)  Mohos Mucilaginosos del Suelo: La Difusa Frontera entre los Organismos Unicelulares y Pluricelulares y (iv) Los Mohos Mucilaginosos del Suelo: Ciclo de Vida en Videos.

Hoy os explicamos un caso relacionado con un organismo aún más simple, esa bacteria del suelo a la que se denomina Bacillus subtilis. Cuando escasea su alimento, los biofilms (biopelículas) que forman crecen hasta un umbral en los que súbitamente comienzan a oscilar, de alguna manera, como os muestro en la figura que encabeza este post. Tales dinámicas oscilatorias son bastante habituales en los sistemas complejos. Si me permitís que sea aún más coloquial….. “falta la comida debajo del suelo y se genera espontáneamente una gran revolución estructural”, como lo harían en la biota aérea e incluso las sociedades humanas.

Antes de finalizar debemos rectificar algún aserto redactado por el plumillas de turno. Veamos, los biofilms son o suelen ser comunidades que asocian en una matriz muchas bacterias de diferentes clases, no afectando a una sola, por lo general.  Y peor aún, cuando uno lee la noticia, da la impresión que los biofilms tan solo los produce Bacillus subtilis. Se trata de una aserción totalmente falsa. Por ejemplo, el color oscuro de algunos clastos y fragmentos de roca de los desiertos (pavimentos) resultan ser biopelículas bacterianas compuestas por numerosas especies. Empero desde el punto de vista de la salud pública, la multirresistencia bacteriana a los antibióticos, la generan bacterias patógenas que, a menudo, se protegen en el seno de biopelículas que se adhieren a muchas superficies.

En cualquier caso, os recomiendo leer la nota de prensa que os deparará algunas sorpresas inesperadas.   También he recogido dos vídeos sencillos, aunque en inglés, sobre comportamiento oscilatorio.

Juan José Ibáñez

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Epidemias, Viralidad, Globalización, Conectividad, Redes Complejas, Mundos Pequeños y Coronavirus (2/2) (Una Sociedad Intrínsecamente insustentable)

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Conecting people”. Se trata de una frase que utilizada desde hace más de una década. Aparecía en los anuncios televisivos de algunas empresas tecnológicas con vistas a vender sus productos, augurándonos un mundo en el que todos estaríamos híper-conectados incesantemente y sin cortapisas. Pronto llegaron las pandemias virales por Internet infectando millones de dispositivos, por oleadas. Tal denominación se me antoja hoy casi profética (Los siete virus informáticos más dañinos de la historia; Ciberataque mundial: El ataque de ‘ransomware’ se extiende, etc. etc.). Lo que se solía ocultar, o al menos soslayar,  estribaba en que tal conectividad masiva atesora sus pros y sus contras).  Un grupo de personas u objetos que no interacción entre si no son un sistema ( en el cual el todo es “más, o al menos diferente, a la suma de las partes”). Tal aislamiento es inimaginable, ya que somos seres sociales. Sin embargo, a mayor conectividad, mayor dependencia, vulnerabilidad y riesgos, como los mentados ciberataques masivos. También solemos olvidar que cuando aumenta la interdependencia entre los elementos de un sistema, se pierdan grados de libertad, como dirían los expertos (aunque no sea necesario entender tal hecho en términos probabilísticos). Deseábamos ser libres a la hora de manifestar nuestras opiniones y hoy nuestros datos privados se encuentran en menos de los vampiros que habitan en el seno del sistema chupándonos la sangre (léase Google, Facebook, etc. etc.), así como de delincuentes sin escrúpulos.  Pues si, hasta las empresas tecnológicas que se han hecho inmensamente ricas con las redes sociales y otros artilugios de Internet venden nuestros datos  personales, y posiblemente al mejor postor. Y así, “viralmente”, han ido sucediéndose con rapidez, pero en fases, como ciberataques, ciberterrorismos y ciberguerras (La ciberguerra: la principal ciberamenaza global). Empero los políticos aprenden rápido, y hoy se acusan entre sí de interferir hasta en las elecciones “democráticas” de sus países y de otros rivales a favor de uno u otro candidato (Caso ciberataques rusos; Estados Unidos intensifica los ciberataques en Rusia ,etc. etc. etc.). Pero retornemos al tema de la viralidad, que no virilidad ¿Qué es un viral?, y ¿la viralidad?. Como podréis observar al buscar en Internet, las principales entradas, es decir las primeras que aparecen en vuestro motor de búsqueda, hacen referencia exclusivamente al ciberespacio. Prácticamente todos nosotros sabemos los estragos que causan los virus informáticos, (agrupo, troyanos, gusanos etc., bajo el mismo vocablo) por lo que disponemos de software antivirus, cortafuegos, etc.,  No deseamos ser infectados, ya que para muchos de nosotros podría llegar a constituir una verdadera tragediaVivimos y sabemos más del mundo virtual que del real, como si estuviéramos en las nubes,  perdón cloud computing). De pronto surge una pandemia mundial, en el mundo natural, es decir el que nos rodea más allá de las pantallas ciberespaciales y no entendemos casi nada ¿Por qué nos ocurre esto? ¿Qué estamos haciendo mal? Francamente, debíamos aprender a extrapolar un poco, eso sí con precaución. ¿No nos preocupa más nuestra salud que los dispositivos informáticos que atesoramos?. Parece ser que no, cuando sin ella enfermamos, cuando no fallecemos.

Realmente existen bastantes paralelismos entre la viralidad informática y la que concierne a nuestra salubridad. No obstante, los profanos en epidemias y pandemias que afectan a nuestra salud(legión), pero que se sienten expertos delante de un PC y son amantes de las redes sociales, apliquen sus conocimientos con vistas a entender la viralidad real, la que amenaza nuestra salud y nuestras vidas. Hablamos del el coronavirus COVID-19, que hoy aterra al mundo. Sin embargo la información que recibimos y a la par la que suele interesar a los ciudadanos se me antoja recalcitrantemente ilustrativa, Lo ciberespacial se encuentra interesa mucho más a la mayor parte de la ciudadanía que lo terrenal, hasta que la última nos amenaza seriamente. Por ejemplo, aun siendo un caso simplón, si bien no carente de significado, pueden entenderse varios aspectos esenciales de las pandemias que vuelven a acecharnos, ya que lo han hecho siempre causando estragos de enorme magnitud, como explicamos en nuestro post precedente. Hablamos acerca de un ejemplo “viral” que se propagó por Internet, ya en los albores de la explosión, que no eclosión de las redes sociales en Internet. Apelemos pues, más concretamente, al juego/estudio  denominado los “seis grados de separación de Kevin Bacon o número de Bacon”. Wikipedia al respecto se me antoja un tanto ambigua y puedo extraer exclusivamente la siguiente sentencia: “El número de Bacon no deja de ser un desarrollo sobre una base de datos verificable de la Teoría de los seis grados de separación o del “Mundo pequeño“. También tiene como antecedente el Número de Erdős, que señala la distancia colaborativa, en lo relativo a trabajos matemáticos entre un autor y Paul Erdős, matemático húngaro”. Veamos si lo explico de una forma más sencilla, extraída de Internet (i):  Inspirado en “ seis grados de separación” ” la teoría de que nadie está a más de seis relaciones de distancia de cualquier otra persona en el mundo, el juego fue ideado en 1994 por Brian Turtle y dos compañeros en el Colegio Albright en Filadelfia, Estados Unidos”; o (ii) partiendo de un pequeño número de contactos se puede ir construyendo una cadena de crecimiento exponencial que puede llegar a conectar a la humanidad entera. ¿Cuántos?. Pues lo dicho una cadena de seis veces en termino reiterativos, es decir secuencialmente. Imaginaros que comentáis algo, como un chisme, en un grupo de seis personas con mentalidad de correveidiles, el cual deviene en el primer eslabón de la cadena. Seguidamente cada uno de ellos traslada tal cuestión o chisme a otros seis, y alcanzamos el segundo eslabón. Pues bien con cuatro pasos más todo el mundo de este desnortado planeta sabría la noticia. Se trata de un simple contagio. Con independencia de que se trata de cuatro, cinco,  siete, o siete eslabones (conforme avanza la tecnología de las redes sociales tantos menos eslabones parecen ser necesarios, según he estado visionando en la Web), sustituyendo el vocablo chisme por el de virus como, el de la pandemia aludida, suponiendo que se tratase de un virus totalmente letal, la humanidad se extinguiría. ¡Extinción en masa! ¡todos muertos!: Se llama seis grados de separación a la idea que intenta probar que cualquiera en la Tierra puede estar conectado a cualquier otra persona del planeta a través de una cadena de conocidos que no tiene más de cinco intermediarios (conectando a ambas personas con sólo seis enlaces), algo que se ve representado en la popular frase «el mundo es un pañuelo». ¡Sí, lleno de virus!. Afortunadamente se trata de una conjetura que en el mundo de la epidemiologia sería “creo” quiméricamente terrorífica. No existen virus tan eficientes, aunque si lo suficiente como para poner en jaque a la humanidad o al menos a nuestra sociedad. Y a las pruebas me remito los (días) que  redacto este post, ciudadanos, colectivo sanitario, y agentes económicos se encuentran aterrados, y por tal razón tarde. Dabíamos haber roto antes tal escadena de eslabones. Mal y nunca nos enfrentamos angustiados al reto que tenemos delante.   ¿Se entiende ya la racionalidad de cómo se propagan las epidemias y los números de afectados crecen, al principio, exponencialmente?.  Tal hecho no puede interrumpirse instantáneamente, por cuanto se trata de una dinámica natural de los brotes epidémicos. Cuando estos últimos no son atajados prematuramente, el número de afectados crece vertiginosamente, al menos durante algún tiempo, a pesar de que diéremos con algún remedio para atajarlo días antes.   Y aquí está el quid de la cuestión. Si al ciudadano se le menta que tal tema ha sido viral en Internet lo entiende, empero si lo seamos epidemiológicamente queda aterrado ipso factoSe trata de la diferencia entre un crecimiento lineal y otro exponencial. Tal hecho no significa que no se pueda combatir, como las autoridades sanitarias de todo el mundo se encuentran haciendo.

En nuestro post precedente: “Epidemias, Coronavirus, Ruta de la Seda y Globalización  (Lecciones de la Historia)” ya os pusimos en antecedentes sobre la recalcitrante estulticia de nuestra sociedad contemporánea. En esta entrega, intentaremos convenceros que es otra muestra de que vivimos en una sociedad insustentable, repleta de contradicciones y de riesgos que nosotros mismos propiciamos.

En el siguiente enlace de la BBC se pretende explicar este asunto usando como caso la epidemia de la peste negra, que ya comentamos en el post precedente: Cuán pequeño se ha vuelto el mundo, comentando por ejemplo, “Así que si el mundo seguía siendo “grande” en el siglo XIV, ¿cuándo se volvió “pequeño”?. Newman y sus colegas esperan que otros datos epidemiológicos puedan revelarlo. Sospechan que sucedió con la llegada del transporte a larga distancia en el siglo XIX, que parece también haber sido el momento en el que las epidemias de rápida propagación aparecieron. Siempre hay un precio que pagar por el progreso. La disrupción provocada por las nuevas formas de comunicación nos ha permitido convertir en un pañuelo un mundo que crece a velocidad de vértigo. Por lo tanto, existen relaciones claras entre la viralidad matemática de internet y la propagación de epidemias en el mundo real. Cuando se husmea en la “Red de Redes” por los reiterados grados de separación, es frecuente encontrarse con otro tema relacionado del que os hablamos en está bitácora hace ya más de un decenio: Hablamos de los  Mundos pequeños (Los Mundos Pequeños y los Seis Grados de Separación: Una Conjetura Corroborada ¿Y la Regla de Miller?). En el enlace aludido de la BBC se nos muestra ya una de las claves del aumento en la velocidad de propagación de las epidemias, como en el caso de las facilidades para el transporte a largas distancias y más aun sin tocar tierra (es decir por aire y en menor medida navegando en el mar). Antaño las epidemias se propagaban más lentamente tardando años, por ejemplo, en el caso de la susodicha Peste Negra. Actualmente, en unas horas esos minúsculos trúhanes virales pueden aterrizar casi simultáneamente por la mayor parte lado del mundo en diversos focos. Y esto es lo que está sucediendo con la Pandemia Global que nos atemoriza en la actualidad.

¿Qué son los Mundos pequeños?. Al margen de nuestro post mentado, Wikipedia nos informa de que: “En matemática y física una red de mundo pequeño es un tipo de grafo para el que la mayoría de los nodos no son vecinos entre sí, y sin embargo la mayoría de los nodos pueden ser alcanzados desde cualquier nodo origen a través de un número relativamente corto de saltos entre ellos. Una red social, donde los nodos son personas y los enlaces son el conocimiento/relación entre ellos, captura muchos de los fenómenos de las redes de mundo pequeño. Pronto se empezaría a ver que las redes de mundo pequeño son más frecuentes de lo que se presupone y pronto aparecieron otras redes bajo esta categoría: un ejemplo muy claro es la topología de Internet. Este fenómeno ha dado la posibilidad de aplicación de este tipo de redes en diferentes áreas de la ciencia como puede ser el modelado de las redes sociales, físicas, biológicas, nuestro propio cerebro,  la propagación de epidemias, etc. (….) Otros ejemplos encontrados en la teoría de redes complejas serían las  redes de transporte tales como pueden ser las  carreteras, estaciones de autobuses, etc.”.. y, léase por ejemplo Internet.

Empero al entrar en el tema de las redes complejas ineludiblemente a la vez lo hacemos en la de los sistemas no lineales y/o sistemas complejos. En Wikipedia puede leerse respecto a las redes: “En el contexto de la ciencia de redes, una red compleja se refiere a una red (modelada como grafo) que posee ciertas propiedades estadísticas y topológicas no triviales que no ocurren en redes simples; p.ej., distribuciones de grado que siguen leyes de potencia, estructuras jerárquicas, estructuras comunitarias, longitud entre cualesquiera dos entes del sistema corto, o alta cohesividad local (medida a través del coeficiente de agrupamiento). Ejemplo de redes con tales características en la naturaleza son las redes sociales, las redes neuronales, las redes de tráfico aéreo y las redes tróficas, entre muchas otras”. Y ¡cómo no! aparecen las leyes potenciales que nos conducirán a las estructuras y procesos fractales (de los que os hemos hablado en diversos post, ver algunos abajo). Las epidemias y pandemias  posen intrínsecamente tienen una dinámica no lineal, como reconocen los expertos en un artículo publicado en el  rotativo El País, por ejemplo.

Os hemos advertido hasta la saciedad que una nuestra globalización cuya economía se sustenta en dinámicas no lineales y caóticas como es el caso de los mercados financieros, ineludiblemente nos conduce por senderos impredecibles en donde una pequeña cause (léase en este caso un virus más que nos azota, como otros antes que este) puede conducirnos abruptamente a alteraciones abruptas e impredecibles de todo el sistema. No debe extrañarnos tal que este canijo coronavirus pueda causar un colapso económico y social que nadie podía prever. Esperemos salir de este jaque, empero aun sí si no nos concienciamos de esta extrema fragilidad y vulnerabilidad, estaremos perdidos, y que pueden surgir otros mucho más letales y terroríficos.Las pandemias se expanden igual que las noticias falsas en Internet.

Justamente, mientras me eternizaba escribiendo este post, en otro blog de este sistema de bitácoras “Las matemática y su fronteras” (21 marzo, 2020) ha dedicado un post para explicar lo que ya hice hace una década, pero en el contexto del coronavirus que nos castiga. es decir La teoría del mundo pequeño y las distancias sociales del coronavirus.

Algunos de mis colegas me han comentado que peco de alarmista y antisistema. Pues bien, sobre las alarmas, ver la enorme cantidad de post en los que vaticiné, por “Pura lógica”, las consecuencias de muchas de nuestras tropelías. ¿Antisistema?. Se trata de un palabro que se espeta actualmente  como advertencia contra un ser antisocial o al hablar de personajes peligrosos, Pero ¿para quién?.  El verdadero peligro es el sistema y este caso, como el del calentamiento climático, y la contaminación masiva, corroboran que el peligro que nos acecha a los ciudadanos es justamente el sistema dictatorial financiero, al que las personas no les importa nada, al contrario que el poder y el dinero. Gaia se venga de ese capitalismo usurero que hemos creado atentando contra su integridad. No es necesario que pensemos en la consciencia de Gaia, sino en que quien juega con fuego termina quemándose. ¿Aprenderemos?. Permítanme que lo dude pensando lo que la historia narra acerca de nuestros actos y sus nefatas consecuencias. Os dejo con un par de noticias más y una relación de post previos.

Un José Ibáñez

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Un Ciudad Milenaria Bajo el Suelo de la Catinga del tamaño de las Islas Británicas (230.000 kilómetros cuadrados)

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Fuente: Colaje Imágenes Google.

Personalmente no soy un estudioso en lo que concierne al análisis de los insectos sociales. Sin embargo, hemos editados numerosos post sobre las increibles y continuas sorpresas que nos deparan las sociedades y estructuras creadas por las hormigas y termitas que habitan bajo el suelo, como podréis comprobar en nuestra categoría biología y ecología del suelo. A la hora de escribir este post, un  nuevo estudio ha sido publicitado debido a su sorprendente contenido a este respecto, aunque no tanto como aparece en los medios de comunicación de masas.  Ya hablamos de las asombrosas extensiones que pueden desarrollar sus estructuras subterráneas la siguiente entrega: Las Hormigas y su Sorprendente Globalización Territorial y Social. No obstante la nota de prensa de hoy corrige en parte lo redactado entonces, cuando, “al parecer” se descubrió por primera vez “algo semejante”. El Título de la presente entradilla ya habla por sí solo, pero el contenido resulta ser aún más sorprendente  para los expertos en ciencias del suelo. Al margen de la extensión, las noticias que os muestro abajo, en español-castellano, dan cuenta del volumen del suelo que han removido en la Caatinga brasileña. ¡Impresionante!. Obviamente se trata de un tipo de macroporsidad (más bien un ahuecamiento del solum, que no estimamos, pero que debiera serlo, de disponer de la instrumentación y medios necesarios.

Os muestro dos notas de prensa distintas. La primera me parece más acertada que la segunda y en parte la contradice, ya que esas estructuras espaciales, en parte aéreas y en parte subterráneas, no son tan regulares como pudiera aparecer. Empero lo más importante es el mecanismo empleado por estos bichitos en tal magna ingeniería, mediante procesos de auto-organización típicos de los sistemas no lineales. Os aconsejo pues que leáis las dos, aunque a la vez, en lo que respecta a los patrones espaciales, deis más crédito a la primera que a la última. Tan solo  me gustaría conocer un dato que, lógicamente, la ciencia aun no puede responder: ¿Cuántos kilómetros de carreteras/pasillos bajo el suelo atesora este pequeño “hormiguero?. Posiblemente la respuesta pudiera ser más que todas las redes viales de Europa y Latinoamérica juntas.  Y como ambas notas de prensa se encuentran bien redactadas en nuestro idioma, me paro aquí para que las leáis atentamente. Increíble. Lección de sustentabilidad, así como de lograr alcanzarla en medios hostiles creando megápolis sustentables. En cambio con todo el talento que se nos presupone, los seres humanos somos incapaces de llevar a cabo obras de tal envergadura sin generar enormes destrozos en nuestro entorno.

Os dejo pues ya con las noticias y unos videos. Antes colocaba más material de videos en los post, empero ahora me inclino por las fotos, ya que aquellos suelen cambiar co  demasiada frecuencia de URL, y en poco tiempo dejan de poder visionarse en los enlaces añadidos a la hora de redactar estas entregas. Os dejo por tanto los enlaces al final de la primera nota de prensa.

Juan José Ibáñez

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Un Nuevo Concepto de Suelo ¿Respaldado por las Ciencías Físicas y la Nanotecnología?

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Bases para un nuevo concepto de suelos. Fuente: varias conferencias impartidas por Juan José Ibáñez y colgadas en su researchgate

representaciones canónicas del sistema edáfico y otra más en el blog tras muchos años de silencio……

No es lo mismo dedicarse a la investigación experimental y más aún si de ella se pueden desprender aplicaciones tecnológicas rápidamente que hacerlo sobre los fundamentos teóricos de una disciplina. Los científicos teóricos suelen producir menos en términos de publicaciones científicas. Sin embargo, no puede existir investigación aplicada sin otra previa básica sobre la que se asiente. Es obvio que no pueden separarse ambos enfoques mediante un muro infranqueable, ya que la permeabilidad entre ambas es frecuente, necesaria y saludable. Cierto es también que en física y matemáticas (las llamadas ciencias duras) los teóricos siempre han gozado de un gran prestigio y reputación pero en las ciencias experimentales lo contrario es cierto, al menos en la práctica. Generalmente, tan solo se permite teorizar a los prebostes del establishment, ya entraditos en años, por lo cual es lógico que, de una forma u otra, llevaran a cabo elucubraciones partiendo de los conocimientos por los que se hicieron famosos Sin embargo, partiendo de este modo de proceder difícilmente puede surgir ideas revolucionarias, que casi siempre nacen  de intelectos transgresivos. Tal lamentable hecho cabría denominarlo gerontocracia teórica. La historia de la ciencia reconoce que las grandes ideas surgen generalmente durante la juventud, no después de los cuarenta y tantos años. Y este es el caso, entre otras muchas disciplinas, de las ciencias del suelo. Empero la ciencia avanza a saltos cualitativos, la mayoría de los cuales proceden de ideas novedosas, que generalmente surgen de repente de la mente de alguna cabeza heterodoxa para su época.  

No albergo la menor duda de que los ciudadanos no acaban de entender la importancia del recurso suelo, por cuanto, al contrario de lo que suelen pensar, dista mucho de ser una mixtura heterogénea y casi azarosa, de granos minerales, materia organiza, organismos, agua y aire. De aquí que muchos colegas apelen al uso de metáforas como funciones o calidad del suelo, con vistas a exponer a los profanos la importancia de este recurso natural.  No obstante, una cuestión estriba en  describir el suelo informalmente apelando a estos “palabros” y otra bien distinta proponer una definición y concepto del suelo en base a estos dos vocablos antropomórficos y teleológicos. Por desgracia, función, calidad, salud, etc., han sido abrazados acríticamente por la mayor parte de la comunidad de edafólogos, algo prohibido por los actuales cánones del método científico, y con razón.  No entraremos en este post a discutir un tema, del que ya os ofrecí mi punto de vista, hace algunos años, en entregas precedentes.

Sin embargo, muchos profesionales de la ciencia del suelo, insisten en no entender que este tipo de conceptos teleológicos, en su sentido más amplio no pueden ni deben utilizarse para los fines mentados.  Y así, ante tal ignorancia, algunos de ellos, colegas muy afamados, buscan una definición concepto que se base en los mentados vocablos. He reflexionado mucho sobre el tema, hasta que pudiera ser que encontrara una posible solución. Se trata de exponer un concepto riguroso de suelo del que puedan derivarse fácilmente estos metafóricos vocablos, pero que no formen jamás parte su núcleo formal.

Esbozaré la idea aun a sabiendas que una propuesta más formal requeriría que colaboraran con migo un físico del suelo y un experto en bioquímica.  Quizás, algún día lo consiga, aunque debo reconocer que cuando he platicado sobre este tema con mis colegas, estos no han mostrado el menor interés, ya que tienen pánico a patinar sobre el hielo (por no decir un suelo embarrado).

La idea básica la dejáramos por el momento. No obstante comencemos defendiendo (a mí me resulta obvio) que debemos entender que el ciudadano debe asimilar rápidamente la diferencia entre lo que es un suelo y un material litológico. Olvidémonos soslayamos aquí las rocas duras, por cuanto las  similitudes brillan por su ausencia y sus diferencias son palmarias (a pesar que una buena parte de la edafosfera surge mediante edafogénesis de las mismas). Nos centraremos pues en las rocas sedimentaria y/o sedimentos

Pues bien ¿Cuál es la diferencia básica entre un suelo y un material sedimentario?, que no deja de ser también más que un medio poroso heterogéneo. Ambos lo son. La diferencia estriba en que un suelo atesora mucha más superficie en contacto con el agua, aire y microorganismos. Tal hecho se debe a la extraña ubicuidad de distribuciones de tamaños que son conforme a lo que en su día denominamos Curva de Willis. Ya analicemos la distribución de tamaños de las fracciones texturales (arena, limo y arcilla), ya los agregados que se forman entre estas debido a las sustancias húmicas, ya los tamaño de los poros, una y otra vez nos topamos que la distribución de frecuencia de tamaños es conforme a una ley de tipo potencial (fractal o multifractal) que no deja de ser un tipo concreto de la  aludida Curva de Willis. Dicho en cristiano, lo pequeño es mucho más abundante que lo intermedio, siendo lo grande muy escaso. Por ejemplo, si hablamos de poros, un buen suelo tiene muchísimos poros diminutos, bastante menos de tamaño intermedio y escasísimos grandes. De no ser así, la estructura del suelo no es eficiente para la retención de agua y nutrientes, así como para permitir la circulación del aire. La denominada superficie específica (effective surface area) pretende cuantificar el área explorable que atesora la matriz sólida de un suelo, o que se encuentra en contacto con el agua el aire y los microorganismos. ¿Cuanto mide un metro cuadrado de suelo?, estimado en su superficie, es decir en contacto con la atmósfera y  la biota emergida (no edáfica). Pues bien, resulta que podría ser de cientos de metros cuadrados, mucho, mucho más que en un sedimento no edafizado. En un próximo post os ofreceremos cifras más concretas que os asombrarán.

Este enorme aumento de superficie respecto a las propias de los sedimentos o rocas sedimentarias deleznables (que también varía según la textura de sus partículas), a través de la formación o génesis de un suelo, devendrá pues en una superficie específica muchísimo más elevada (que no deja de ser lo mismo, dicho con otras palabras). Y como a fin de cuentas son los agregados del suelo los que gobernarán el  sistema/entramado de espacios porosos, añadamos que su formación se encuentra condicionada por dos sustancias poliméricas que se comportan como geles: una orgánica como el carbono (ácidos húmicos, en su acepción más amplia) y otra inorgánica como el silicio (arcillas, muchas de las cuales, dicho sea de paso atesoran el tamaño de nanopartículas). Y aquí nos encontramos con el meollo de la cuestión: ¿Qué repercusiones tiene tal proceso?. Pues bien, básicamente serían las siguientes: (i) aumento de la capacidad de almacenamiento de agua; (ii) incremento de la superficie nutritiva o capaz de retener los nutrientes indispensables para la vida; (iii) a mayor superficie, también mayor área que pueden explorar las raíces, albergar una mayor cantidad de microorganismos del suelo (también hábitats si tenemos en cuenta la horizonación), y como corolario mayor biomasa microbiana, indispensable para que los agregados no se dispersen en sus partículas texturales constitutivas; y (iv) una mayor superficie catalítica, ya que no solo la materia orgánica, sino las nanopartículas pueden atesorar tal potencial  para desempeñar su esencial papel de reciclado ecosistémico. Por lo tanto, cada tipo de suelo atesorará una capacidad de carga potencial con vistas a llevar a cabo los cuatro ítems mentados en el párrafo precedente  (dependiendo de su textura y estructura) de sustentar tanto la biota aérea, edáfica, metabolismo ecosistémico etc.

¿Y ya está?. ¡Casi, casi…!. Obviamente el ambiente iónico de un suelo depende de la estructura pero también de que no existan sustancias y elementos químicos que ya sea por exceso, defecto o toxicidad, generen perturbaciones negativas a los organismos vivos. Hablamos de exceso de sales (salinidad y salinización), eutrofización (como por ejemplo una excesiva fertilización), mucho aluminio intercambiable debido a la escasez de nutrientes (acidificación), incorporación de sustancias tóxicas por el ser humano, y sean orgánicas inorgánicas u orgánicas:  contaminación).

Tampoco soslayemos que la compactación física del suelo debe generar una mengua de su superficie efectiva y como corolario de su capacidad de carga, redundando negativamente sobre las propiedades comentadas.

Si ustedes buscan ahora cuales son las funciones del suelo y reflexionan “un poquito”, comprenderán que se derivan de las propiedades que hemos enumerado.

Pues bien, la nanotecnología en su búsqueda de materiales con nuevas propiedades, a los que algunos irreverentemente con el método científico denominan supermateriales, ofrece un palmario ejemplo, de las asombrosas propiedades de estos compuestos. Mutatis mutandis, el mayor depositario de supermateriales se encontraría bajo nuestros pies. Y hoy vamos a ofreceros una nota de prensa (en realidad dos), entre otras muchas, que leída detenidamente nos da la razón: Materiales biohíbridos para descontaminar. Léanla detenidamente y lo comprobarán, al margen de hablar de los biofilms (biopelículas), que también aparecen en los suelos y superficies rocosas, y a los que obviamente también hemos dedicado algún post en este blog. Como el lector comprenderá, he detallado por encima los fundamentos de un nuevo concepto de suelo. Su formulación formal requiere precisar y matizar mucho más, por lo que, como ya adelantaba, necesitaría trabajar junto a un experto en humus y otro de física de suelos, al objeto de lograr un constructo teórico más preciso. Y aquí estoy, tanteando de vez en cuando. Nadie me rebate, simplemente dicen uffff y se desinteresan del tema. Creo que es un gran error pero (…)

Os dejo ahora con la nota de prensa y seguidamente un listado  de post previos en los que hemos explicado varios de los conceptos aquí expuestos.

Juan José Ibáñez

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Evolución, Divergencia y Radiación: Del Árbol de la Vida al Árbol de las Lenguas

Tan solo una sólida formación física y/o matemática nos permite comprender las regularidades y patrones que emergen de estructuras y procesos muy dispares en su naturaleza. Empero no es necesario dominar los números, sino la manera de pensar de sus practicantes, algo al alcance la cualquiera. Las ciencias duras, es decir las previamente  mentadas, son las únicas del árbol del conocimiento en donde los científicos intentan ordenar, jerarquizar, clasificar, y comprender la estructuras y procesos de su incumbencia de una forma coherente y reproducible. Vivimos en un momento de la historia de las indagaciones en la cual la mayoría de las restantes ramas del saber formal se encuentra constituida por expertos que exclusivamente se interesan por lo que ocurre en sus respectivas áreas de especialización. Como corolario, existe escasa permeabilidad entre las restantes disciplinas científicas, por lo que los avances conceptuales que acecen en  unas tardan mucho tiempo, si es que ocurre, en ser apreciados y trasladados por los colegas de otras. De ahí una de las principales grandezas de la ciencia que suele ser soslayada por incomprendida. He sufrido tal situación en numerosas ocasiones. Como regla general, si intentas demostrar que los patrones o regularidades detectadas por un ámbito del conocimiento, coinciden con los que han sido demostradas en otro, sugiriendo que deben existir relaciones subyacentes dignas de ser estudiadas, los evaluadores de las revistas te techan de mentecato y/o “vendemotos”. Ya hemos escrito más de un centenar de post en nuestra categoría  “Curso Básico Sobre Filosofía y Sociología de la Ciencia”  que dan fe que tal actitud deviene de una absoluta falta de conocimiento de lo que representa el método científico y la filosofía de la ciencia.

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Evolution de los mamiferos. Fuente: The Tree of Life: Tangled Roots and Sexy Shoots

Una de las variadas propiedades de los sistemas complejos estriba en que  pequeñas variaciones de las condiciones iniciales, como también las de  contorno que acaecen en la trayectoria de un sistema, generan un incremento de diversidad y complejidad con el tiempo. Un rasgo clave de la evolución biológica (el incremento de la diversidad) estriba precisamente en que la ramificación/bifurcación de las especies a lo largo de la historia crea una estructura semejante a un árbol que se ramifica sucesivamente en ramas y más ramas hasta las hojas (los individuos), como ocurre con los cauces fluviales si se observan desde la desembocadura hasta los nacimientos de los manantiales que la constituyen/alimentan. Por mucho que la mayor parte de los evolucionistas soslayen este asunto, durante el siglo XIX aparecieron diversas propuestas evolucionistas en distintos campos del saber. Más aún, Darwin no fue el primero en proponer una teoría evolutiva que fuera conforme a este simple patrón, como podrá apreciarse hoy y ya discutimos aquí sobre la teoría que a tal respecto propuso Herbet Spencer décadas antes que él. Recomendamos también que al visitante interesado que lean los siguientes post: El Origen y Evolución de la Complejidad y El Origen de la Diversidad Universal por cuanto le ayudarán a comprender mejor los contenidos de la presente entrega. La noticia que presentamos hoy, que pretende (…)

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Evolución y divergencia de las lenguas indoeuropeas , un mero ejemplo. Fuente: Español al día

La noticia que presentamos hoy,  al intentar sintetizar los resultados de un interesantísimo artículo en acceso abierto, resulta ser un ejemplo palmario de las tesis que hemos postulado en nuestra bitácora. Los autores dicen demostrar cómo, a partir de una lengua troncal común fueron naciendo y ramificándose durante 15.000 años todas las lenguas indoeuropeas. Empero sus indagaciones y el paralelismo con la evolución biológica no terminan ahí, como el lector avezado podrá entender. Ya comentamos que muchos patrones matemáticos son semejantes entre la evolución biológica y cultural, por no hablar de otras estructuras y procesos. Ambas se bifurcan y  diversifican con el transcurso del tiempo. Muchas lenguas y especies languidecen y desaparecen, mientras otras siguen ramificándose incesantemente. Ciertos rasgos permanecen, otros son volátiles, etc. También aquí la genética de poblaciones, así como la biología de la conservación, encuentran ciertos paralelismos en el mundo de la diversificación lingüística.  En cualquier caso, los rasgos esenciales de la diversidad de lenguas y especies son predichos a partir de unos pocos y elementales principios de los sistemas complejos (como hemos venido explicando en nuestra categoría “Redes Complejas, Ecológicas, Sociales”). No obstante los reduccionistas que no van más allá de los que les permiten sus gafas miopemente temáticasperseverarán en anteponer las diferencias más a las similitudes. Y así obstaculizarán por su cortedad de vista el progreso hacia la obtención de teorías más universales. Eso si: hoy por hoy, permanece el espíritu de físicos y matemáticos en la alta jerarquía del conocimiento científico. Esperemos que sus perspectivas de estructuración, cohesión y búsqueda no se extingan, en estos tiempos en donde las prisas y la  ignorancia lo impregnan todo, soslayándose las esencias. Resumiendo ¿Qué patrones conumes ateoran genes y nemes?. Si se leen el libro que recientemente he publicado junto con Luca Montanerella avanzarán un poco más en la comprensión de estos asuntos. Hablamos de los Números Mágicos.

Juan José Ibáñez

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