Investigación y ciencia 272 - Mayo 1999

SINCRONIZACION MATERNO-FILIAL EN EL PARTO

ACCIDENTES DE AUTOMOVIL

RECREANDO EL ORIGEN DEL UNIVERSO

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0 0 2 7 2 ACTIVIDAD VOLCANICA EN VENUSMAYO 1999

800 PTA. 4,81 EURO

El regreso del algodn de colorJames M. Vreeland, Jr.

La locura actual por la moda de las telas de algodn sin tintes artificiales est en deuda con los indgenas americanos. Muy pocos saben que la historia del algodn en sus resplandecientes tonos empez hace unos 5000 aos en los Andes. Del Nuevo Mundo llegaron a Africa y Asia, donde sustituyeron a las especies nativas, menos rentables.

Cambio climtico global en VenusMark A. Bullock y David H. Grinspoon

Venus no fue siempre un caldero al rojo vivo repleto de una sopa de dixidode carbono y cido sulfrico. Hace unos 800 millones de aos, la actividad volcnica recubri la superficie del planeta con lava y expuls gases que acabaron desencadenando un poderoso efecto de invernadero. El artculo reconstruye la secuencia de los cataclismos.

El momento del partoRoger Smith

Por qu nacen los nios en un determinado momento y no en otro? Qudesencadena el parto despus de nueve meses de embarazo? Los cientficosan no comprenden el significado de la cascada de seales hormonalesque se producen en la madre y en el nio, pero algunos descubrimientosapuntan mtodos para predecir o prevenir los partos prematuros.

El dragn de KomodoClaudio Ciofi

No echa fuego por la boca, pero ste es casi el nico rasgo terrible que le falta. Con 3 metros de longitud y casi 80 kilogramos de peso, con garras de 10 centmetros y una mordedura txica, los dragones de Komodo no necesitanun hlito ardiente para ser los supercarnvoros indiscutibles en sus dominiosde Indonesia. Son lagartos que comen ciervos.

Una gran explosin originaria en pequeoMadhusree Mukerjee

Los fsicos del Laboratorio Nacional de Brookhaven esperan crear una materia tan densa y caliente como la que exista al principio del universo, en el colisionador de iones pesados relativistas que acaba de instalarse. Para ello harn que choquen entre s ncleos cuyo tamao vaya desde el del hidrgeno hasta el del oro; estos ncleos se movern casi a la velocidad de la luz.

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Mayo de 1999 Nmero 272

CIENCIA EN IMAGENESRepresentacin visual de embriones humanosBradley R. Smith

El estudio de las fases iniciales del desarrollo del cuerpo humano ha sido siempre una tarea difcil. Pero ahora contamos con una base de datos construida con imgenes muy detalladas, merced a las cuales los expertos pueden adentrarse por el interior del embrin en un viaje simulado en el ordenador.

Biotecnologa con cianobacteriasCarlos Garbisu, Alicia Blanco, Itziar Alkorta, Mara Jess Llama y Juan Luis Serra

Tambin denominadas cianofceas o algas verde-azuladas, las cianobacteriasse numeran entre los seres ms antiguos conocidos. Responsables, adems,del cambio ms drstico que ha sufrido la evolucin de la vida en la Tierra,presentan una versatilidad metablica de sumo inters en agriculturay medio ambiente.

Estrellarse en automvilStefan Thomke, Michael Holzner y Touraj Gholami

Los usuarios y los gobernantes exigen coches ms seguros, pero tambin se presiona a los fabricantes para que rebajen sus precios. Se puede ahorrar dinero y abreviar la fase de diseo sustituyendo las pruebas reales por programas que simulan los efectos de un choque. La introduccin del cinturn de seguridady una creciente madurez del conductor han frenado la siniestralidad.

Metamorfosis de Andrei SakharovGennady Gorelik

El inventor de la bomba de hidrgeno sovitica crey durante muchos aos, como buen patriota, que las armas termonucleares eran vitales para mantener el equilibrio con los Estados Unidos. Sin embargo, su experiencia con las pruebas atmicas y la poltica armamentstica acab haciendo de Sakharov un activista por la paz y los derechos humanos.

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Edicin espaola de

SECCIONES

3 HACE... 30 PERFILES 32 CIENCIA Y SOCIEDAD 40 DE CERCA 84 TALLER Y LABORATORIO

86 JUEGOS MATEMTICOS 88 NEXOS 90 LIBROS 96 IDEAS APLICADAS

INVESTIGACION Y CIENCIADIRECTOR GENERAL Francisco Gracia GuillnEDICIONES Jos Mara Valderas, directorADMINISTRACIN Pilar Bronchal, directoraPRODUCCIN M.a Cruz Iglesias Capn Bernat Peso InfanteSECRETARA Purificacin Mayoral MartnezEDITA Prensa Cientfica, S. A. Muntaner, 339 pral. 1.a 08021 Barcelona (Espaa) Telfono 93 414 33 44 Telefax 93 414 54 13

SCIENTIFIC AMERICANEDITOR IN CHIEF John RennieBOARD OF EDITORS Michelle Press, Managing Editor; Philip M. Yam, News Editor; Ricki L. Rusting, Senior Associate Editor; Timothy M. Beardsley y Gary Stix, Associate Editors; W. Wayt Gibbs, Senior Writer; Kristin Leutwyler, On-Line Editor; Mark Alpert, Carol Ezzell, Alden M. Hayashi, Madhusree Mukerjee, George Musser, Sasha Nemecek y Glenn Zorpette, Editors; Marguerite Holloway, Steve Mirsky y Paul Wallich, Contributing EditorsPRODUCTION Richard SassoCHAIRMAN AND CHIEF EXECUTIVE OFFICER John J. HanleyCO-CHAIRMAN Rolf GrisebachPRESIDENT Joachim P. Rosler

PROCEDENCIADE LAS ILUSTRACIONES

Portada: Alfred T. Kamajian

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Fuente

James M. Vreeland, Jr. (fotografas), Patricia J. Wynne (dibujos)Patricia J. Wynne (arriba), Franois Pathey (abajo)NASA/Lab. de Propulsin a ChorroNASA/Lab. de Propulsin a Chorro (arriba y derecha), Maribeth Price (las tres imgenes de abajo)NASA/Lab. de Propulsin a ChorroMark A. Bullock y David H. Grinspoon (abajo), Vicki L. Hansen y Roger J. Phillips(arriba derecha)Tom Moore; fuente: Mark A. Bullock y David H. Grinspoon, basado en un diagrama de Carter EmmartDmitry KrasnyJoel GordonKeith KasnotRoberto Osti; fuente: Leif SaulJose AzelLaurie Grace (izquierda), James Kern (centro), Claudio Ciofi (derecha)Claudio CiofiLaurie Grace (arriba), Tui de Roy (abajo)Ron Lilley (arriba), Claudio Ciofi (centro y abajo)Steve MirskyDatos: Klaus Kinder-Geigery Ronald Longacre; visualizacin: Ballard Andrews, Michael McGuigan y Gordon SmithLaboratorio Nacional BrookhavenBryan Christie (arriba), Lab. Nacional Brookhaven (abajo)Matt Bloomer (arriba), Lab. Nacional Brookhaven (abajo)Bryan Christie (arriba), Lab. Nacional Brookhaven (abajo)Bradley R. SmithC. Garbisu, A. Blanco, I. Alkorta, M.J. Llama y J. L. Serra (izquierda), R. Lichtl (derecha)C. Garbisu, A. Blanco, I. Alkorta, M.J. Llama y J. L. SerraD.O. Hall (izquierda), A. Vonshak (centro) y K. K. Rao (derecha)C. Garbisu, A. Blanco, I. Alkorta, M.J. Llama y J. L. SerraS. KannaiyanC. Garbisu, A. Blanco, I. Alkorta, M.J. Llama y J. L. SerraDpto. de Simulacin de BMWDpto. de Simulacin de BMW (arriba), Prueba de Prototipos de BMW (abajo)Dpto. de Simulacin de BMW (arriba), Daniels & DanielsCortesa de Elena BonnerCortesa de German GoncharovMuseo y Archivo VnifMuseo y Archivo Vnif; cortesa de AIP Emilio Segr Visual ArchivesCortesa de Archivos Sakharov

COLABORADORES DE ESTE NUMEROAsesoramiento y traduccin:

Alfonso Susanna: El regreso del algodn de color; Manuel Puigcerver: Cambio climtico global en Venus; Jos M. Valderas Martnez: El momento del parto y Nexos; Joandomnec Ros: El dragn de Komodo; Juan Pedro Campos: Una gran explosin originaria en pequeo; Esteban Santiago: Representacin visual de embriones humanos; Xavier Roqu: Metamorfosis de Andrei Sakharov; Angel Garcimartn: Perfiles; J. Vilardell: Hace..., Taller y laboratorio e Ideas aplicadas; Luis Bou: Juegos matemticos.

Copyright 1999 Scientific American Inc., 415 Madison Av., New York N. Y. 10017.

Copyright 1999 Prensa Cientfica S. A. Muntaner, 339 pral. 1.a 08021 Barcelona (Espaa)Reservados todos los derechos. Prohibida la reproduccin en todo o en parte por ningn medio mecnico, fotogrfico o electrnico, as como cualquier clase de copia, reproduccin, registro o transmisin para uso pblico o privado, sin la previa autorizacin escrita del editor de la revista. El nombre y la marca comercial SCIENTIFIC AMERICAN, as como el logotipo correspondiente, son propiedad exclusiva de Scientific American, Inc., con cuya licencia se utilizan aqu.ISSN 0210136X Dep. legal: B. 38.999 76Filmacin y fotocromos reproducidos por Dos Digital, Zamora, 46-48, 6 planta, 3 puerta - 08005 BarcelonaImprime Rotocayfo, S.A. Ctra. de Caldes, km 3 - Santa Perptua de Mogoda (Barcelona)Printed in Spain - Impreso en Espaa

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Difusincontrolada

INVESTIGACIN Y CIENCIA, mayo, 1999 3

...cincuenta aos

EXITO DE UN COHETE. El 24 de febrero de 1949 el hombre dio su primer paso firme hacia el espacio exte-rior. Un ex cohete alemn V-2 despeg del polgono de pruebas de White Sands (Nuevo Mxico) portando en su proa un cohete de factura americana, un Wac Corporal, cargado de instrumentos de telemedicin. Este comenz a quemar su propio combustible a unos 32 km altura y se impuls hasta una cota de 400 km. Aunque no hay acuerdo acerca de los lmites de la atmsfera, es justo afirmar que en la cima de su ascenso el Wac Corporal se hallaba en el espacio interplanetario. En ese disparo, hay que poner la mayor esperanza en el uso de fases (ahora llamadas etapas). Si el principio de funcionamiento por fases pudiera ampliarse hasta tres etapas, podra conseguirse un cohete satlite que circunvale la Tierra.

NATURALEZA DE LOS SUEOS. Al so-ar nos valemos de un lenguaje que se emplea en los documentos culturales ms significativos, tales como mitos, cuentos de hadas y literatura, y recientemente en las novelas de Frank Kafka y otros. Ese lenguaje es el nico lenguaje universal comn a todas las razas e intemporal. Es el mismo en los mitos ms antiguos y en los sueos que hoy tenemos todos. Adems, a menudo expresa experiencias ntimas, deseos, miedos, opiniones e ideas con una precisin y plenitud mayores de lo que es capaz nuestro lenguaje ordinario. Erich Fromm

GRADOS C. Los cientficos reunidos en Pars en la Conferencia Internacional de Pesos y Medidas han votado desechar los tradicionales grados centgrados para las medidas mtricas de las temperaturas a favor de la designacin grados Celsius. El rebautizo se hace en honor de Andreas Celsius, astrnomo sueco del siglo XVIII.

...cien aos

EL FUTURO DEL CARBN. En algn momento futuro podra descubrirse un buen sustituto del carbn, pero hay que tener presente la gran baratura de este combusti-ble y la posibilidad de ahorrar an ms en su consumo. Si durante el prximo medio siglo este pas (Inglaterra) se salva de di-ficultades internacionales, tales como una gran guerra, podramos esperar que nuestras industrias manufactureras disfrutaran de un perodo de prosperidad. Finalmente, conforme el carbn se encarezca en este

pas, las operaciones de manufactura que hoy abastecen al mundo seran gradualmente transferidas a naciones donde se produzca el carbn ms barato.

FLOR LETAL. Grande y suntuosa, la flor de la ador-midera parece haberse hecho slo por su hermosa apa-

riencia. Pero contiene un veneno mortal: el opio. Tras usar de ste una persona no tarda en verse esclavizada por un hbito tirnico. El opio se fuma especialmente en China, donde su xito fue formidable en aquel pas de miseria. Benars, Patna y Malona son los tres grandes centros hindes desde los que cada mes se ex-portan mil seiscientas o mil ochocientas cajas de opio de setenta kilos a beneficio de los ingleses.

LAS PRIMERAS AYUDAS A LA NAVEGACIN. El profesor Marconi ha inventado un instrumento para determinar la posicin de un buque en medio de la niebla, siem-pre que se encuentre dentro del alcance de una estacin telegrfica. Consiste en un receptor rotable, que, cuando apunta hacia la estacin transmisora, hace sonar un timbre elctrico, estableciendo as la posicin con la precisin de una brjula. El instrumento va a probarse en los vapores del Canal de la Mancha.

...ciento cincuenta aos

ULTIMAS NOTICIAS ACERCA DE LA GRA-VEDAD. La Ciencia ha desvelado la gran verdad y es que, merced a su influencia que todo lo invade, la gravedad es el agente que mantiene a la Tierra en su rbita. En el universo se mantiene sin fallos el equilibrio de las fuerzas gravitatorias. Si las ms remotas de esas gemas luminosas, que parpadean a medianoche en la oscura lejana de la b-veda celeste, fuesen retiradas de su lugar, la perturbacin en enigmas tan delicadamente equilibrados sera sentida en todo el sistema de mundos de la creacin.

UN PRNCIPE CIENTFICO SIAMS. Noticias de Bangkok (Siam) afirman que Su Alteza Real el prncipe T. N. Chau-Fa-Rhromakhun Isaret Rangsan ha construido un pequeo motor de vapor y los siameses pueden ahora presumir de un vapor, todo l construido por artesanos nativos, que navega por el ro Menam. Es una embarcacin de ocho metros de manga con un motor de dos caballos de vapor. Ese pequeo fenmeno ha realizado varios viajes ro arriba y abajo, con su Alteza Real al timn ante los ojos asombrados y admirados de millares de espectadores.

HACE...

Un cohete de dos etapas seremonta a alturas nunca

alcanzadas

El regresodel algodn de color

El algodn de natural pigmentado apareci hace unos 5000 aos.Para su recuperacin hoy se ha recurrido a razas cultivadas

por indios de Amrica Central y del Sur

James M. Vreeland, Jr.


Cierta tarde de 1977, pugnaba, una vez ms, por continuar mi trabajo en el Museo Nacional de Antropologa y Arqueologa en Lima, ence-rrado en un pequeo laboratorio de conservacin que comparta con una poblacin variopinta, all instalada, de pulgas, ratas, una serpiente y un mono. Estaba examinando tejidos precolombinos con un microscopio binocular, con el fin ltimo de encontrar un modo de conservarlos.

No era mi primera estancia en Per. Acabada mi licenciatura en arqueologa, unos aos antes, particip en las excavaciones del yacimiento de Chan Chan, en los Andes septentrionales. Ahora, volva con una mo-desta beca de la Organizacin de Estados Americanos para proseguir mis estudios. No poda imaginarme que lo que iba a ver aquel da a travs del microscopio cambiara mi vida.

En el interior de las paredes de las fibras de algodn, descubr unas curiosas masas oscuras que conferan co-lor a la tela, manchas que no parecan ser el resultado de un tinte. Pregunt en distintos departamentos de la universidad limea si haba algn algodn que tuviera pigmentacin natural. La respuesta, a menudo burlona, era categricamente no. Para todos, el algodn era blanco. Segn los expertos, la coloracin que apareca en el microscopio tena que ser resultado de la oxida-cin o de algn otro cambio de color producido por el envejecimiento de la tela.

No muy convencido, tom el avin de Trujillo. En Chan Chan haba conocido a Vctor Antonio Rodrguez Suy Suy, profesor de antropologa de la Universidad Nacional de Trujillo y mochica de origen. Vino a re-cogerme al aeropuerto. Me aclar en seguida que el algodn de color natural exista. Fuera del aeropuerto, me seal tierras colindantes con la calzada; all, en los campos hundidos, prehispnicos, se distinguan plantas de algodn aferradas al suelo arenoso. Plantas de al-godn con fibras rojizas! Extasiado, pas los siguientes meses viajando por la regin, buscando plantas y tejidos con fibras naturales de color crudo, chocolate oscuro y muchos otros matices de pardo, e incluso malva. Fue un trabajo difcil porque los descendientes de los in-dios mochicas de la costa norte guardaban sus plantas celosamente.

Abandon mis estudios de arqueologa por la etnoar-queologa. Durante 20 aos busqu toda la informacin que pude sobre el algodn de color natural en museos, bibliotecas y yacimientos. Habl con gente muy dispar. De quienes realmente aprend fue de los indios mochicas. Hace unos 2000 aos sus antepasados cultivaron algo-dones de cientos de matices; ellos seguan conservando sigilosamente algunos cultivares.

Antes de que se seleccionaran, hace siglos, razas predominantemente blanco crema, las plantas de algodn producan una variedad de colores. Pero la invencin de la desmotadora de algodn y los tintes industriales baratos entronizaron el algodn blanco. Las plantas de color, marginadas, sobrevivieron slo en los bancos de semillas de algunos departamentos de agricultura dispersos por el mundo y en pequeas comunidades tradicionales en un puado de lugares, incluidos Mxico, Guatemala y Per.

Estos algodones pigmentados se han vuelto a poner de moda. Mucha gente est ya familiarizada con ellos y con el algodn blanco de cultivo biolgico. Pero son contados los que conocen que la historia del algodn en sus resplandecientes tonos empez hace unos 5000 aos en los Andes. Las plantas de algodn de inters comercial y agronmico, objeto ahora de mejora gen-tica, proceden de cepas precolombinas creadas por los pueblos indgenas de Amrica del Sur.

Prcticas antiguas

Hace cinco milenios, las primeras sociedades agrco- las de Amrica seleccionaron, domesticaron y mejoraron dos especies locales de algodn: Gossypium hirsutum y G. barbadense. El primero se cultivaba en el norte de Amrica Central; el segundo, el caribe, famoso por tener las fibras mejores y ms largas de todos los algodones, se cosechaba en el oeste de Sudamrica.

Abundan las pruebas arqueolgicas de la domesticacin del algodn en estas regiones. Por mor de brevedad, me ceir a unas pocas. La fibra de algodn ms antigua encontrada hasta ahora en Amrica Central procede del yacimiento mexicano de Tehuacn, cerca de Oaxaca; se hil alrededor del ao 2300 a.C. En los niveles ms antiguos de Huaca Prieta, un asentamiento de la costa norte peruana ocupado entre los aos 3100 y 1300 a.C., se han desenterrado fibras de color chocolate, caractersticas de G. barbadense. Estas fibras color chocolate y otras de color pardo claro pueden verse en muchas de las telas de los tejedores andinos que

han sobrevivido gracias a los ridos suelos costeros del norte de Per. (El aire seco conserva las telas, sensibles a la humedad.)

Segn parece se separaron y selec-cionaron de intento tales colores por los antiguos pescadores peruanos, que tejan redes con los tonos oscuros porque resultaban menos visibles para los peces, arte y tradicin que se conserva hoy en da. A pesar de su uso generalizado desde Oaxaca hasta los Andes, no hay restos de algodn de color en yacimientos prehistricos al norte de Mxico. Si se lleg a

Tejido peruano hecho a la manera de tejido plano

1. ALGODON DE COLOR MALVA recuperado a partir de unos pocos enclaves de la costa norte de Per (pgina opuesta). La planta, esmeradamente cultivada y conservada durante milenios, produce ahora algodn de color natural para fines comerciales. Otros copos muestran algunos colores naturales del algodn creados por seleccin.

6 INVESTIGACIN Y CIENCIA, mayo, 1999

introducir con el comercio o incluso se cultiv lo ignoramos, pues los testimonios han desaparecido o los pigmentos se han descolorido. El algodn Hopi (G. hirsutum var. punctatum) del suroes te de Estados Unidos es en realidad blanco o blanco sucio, aunque es posible que en las muestras conservadas se produjera una degradacin qumica.

Los testimonios posteriores apor-tan mayor precisin y detalle que los prehistricos. Evidencian que el algodn pigmentado se usaba como tributo. As, determinados documen-tos mexicanos del siglo XVI revelan que el algodn pardo constitua la forma principal de tributacin de los habitantes de la llanura a los aztecas. Otros documentos indican que, cuando los espaoles cruza-ron el desierto peruano en 1531,

se maravillaron ante los extensos campos de algodn que crecan en un abanico de colores deslumbrante. Las telas de algodn de colores naturales estaban entre los primeros artculos recogidos como tributo y vendidas o enviadas a la metrpoli. Aquellos tejidos indios escondan un refinamiento tcnico muy superior a cuanto se hilara en las ruecas europeas de las postrimeras del siglo XV.

Unas semillas muy viajeras

Conforme el Nuevo Mundo se abra a naturalistas y comerciantes, las plantas de algodn nativas de Amrica sufrieron un trasiego con-tinuo. Hay otras especies de algo-dn pigmentado nativas de Africa y Asia, incluidas G. herbaceum y G.

arboreum. El algodn tambin tiene una larga historia en esta parte del mun do: se han descubierto fibras del ao 2200 a. C. en el valle del Indo, y han aparecido algunas de hacia el ao 2250 a. C. en Nubia. Pero parece que las especies del viejo mundo tienen fibras ms cortas, lo que hace que sean mucho ms difciles de hilar y de tejer. En su mayora terminaron siendo abandona-das en favor de las recin llegadas especies de fibra larga.

El algodn egipcio moderno, por ejemplo, deriva de un progenitor sudamericano (muy probablemente G. bar badense), trado verosmil-mente por traficantes de esclavos a Africa desde el Nuevo Mundo. Esta raza, des crita hacia 1820, produca un copo lar go y fuerte con borra de color pardo dorado. Se la cruz con plantas locales para tener nuevas razas comerciales: ashmouni, una raza parda; mitafifi, que era pardo ms oscuro, tena un copo ms largo y dio origen al algo dn americano-egipcio yuma en 1908; y, por ltimo, lo que se llama ahora algodn pima. (Pima es el nombre de una tribu india americana, algunos de cuyos integrantes facilitaron el cultivo de una variedad de G. barbadense de fibra extralarga. El algodn pima, desarrollado en Arizona, se obtuvo de una forma egipcia cultivada durante el siglo pasado.)

2. ESTE TAPIZ PERUANO del ao 1000 de nuestra era representa la planta del algodn, con sus races, hojas, tallos, flores y copos naturalmente pigmentados (izquierda). El cuenco tradicional de hi-lar lo usaban algunas mujeres andinas, probablemente incas, para aguantar el huso mientras hilaban la bola de algo-dn (arriba).

En China, las especies nativas pigmentadas (las variedades Nankn) tenan fibras cortas como las espe-cies egipcias originales, pero slo producan algodn de color blanco sucio. Aunque los documentos son confusos en este punto, parece que las referencias del siglo XIX al algodn Nankn podran aludir a un cultivar introducido del sur de Centroam-rica. En cualquier caso, est claro que en algn momento llegaron a China plantas desde el Caribe; es decir, G. hirsutum.

Las plantas de algodn coloreado del Mediterrneo oriental arribaran a Estados Unidos durante el perodo colonial. Se introdujeron cultivares de G. arboreum, de G. hirsutum y de G. barbadense. El algodn de color se hilaba y teja a mano, en ocasio-nes tambin a mquina, en algunos estados del sur. En el corazn del delta del Mississippi, por ejemplo, se ha cultivado algodn pardo do-rado desde hace ms de doscientos aos por un grupo de hilanderos de Acadia. Mas, a pesar de las bolsas dispersas de su cultivo, el algo dn coloreado nunca arraig comercial-mente en Estados Unidos. (Slo Hait

y la antigua Unin Sovitica produjeron, que se sepa, telas de algodn coloreado a es-cala industrial. Hait lo hizo por un breve perodo en los aos treinta y los soviticos cuando empezaron a escasear los tintes en la segunda gue-rra mundial.)

La extensin por todo el mundo de los diversos cul-tivares de algodn (llamados algodn de tierras altas) sigui a la invencin del telar ingls en 1769 y la desmotadora de algodn en 1794. La revolucin industrial estaba en marcha y, con la llegada de los tintes qumicos baratos, el destino del algodn coloreado es-taba sellado.

Dominio del blanco

Resultaba ms barato usar algodn blanco y teirlo porque la pa-leta de colores era ilimitada y no se necesitaban tcnicas de cosecha o instalaciones especiales, como ocu-rra con los algodones pigmentados. Hacia 1900, la mayora de las razas o cultivares indgenas colorea dos que

se producan en Africa, Asia y Centro y Sudamrica fueron sustituidos por variedades comerciales blancas.

Durante la segunda guerra mundial, se produjeron por un tiempo limitado algodones verdes y pardos al faltar los tintes. Puesto que el campo sovitico estaba cosechando algodn de color, el gobierno norteamericano encarg a un famoso agrnomo, J. O. Ware, que estudiara las plantas soviticas para determinar su viabilidad comer-cial en Estados Unidos. Ware y sus colegas llegaron a la conclusin de que las plantas de algodn verde y pardo producan demasiados pocos copos con fibra demasiado corta. El algodn de color quedaba relegado a la oscuridad. Slo en puntos muy


3. UNA TUMBA PREHISPANICA en el valle de Chan-cay (Per) aparece repleta de bolas de algodn de color natural. Los pueblos de esta regin costera llenaban, en la antigedad, el cuerpo del difunto con algodn, que absorba los fluidos corporales y ayudaba as a la momi-

ficacin. La rida arena de la regin conserv el algodn (extrado del cuerpo cuando la tumba fue saqueada). Cuando los espaoles cruzaron el desierto peruano en 1531 quedaron maravillados ante los extensos campos de algodn de color.

Variacin al sesgo del modelo de tejido plano

singulares haba gente fascinada por sus posibilidades.

Un mercado nuevopara viejas plantas

Despus de desaparecer durante casi un siglo, el algodn de color natural hizo repentino acto de presencia como artculo de moda a principios de los noventa. Las grandes firmas textiles americanas y euro peas empezaron a comprar algo-dn biolgico (exento de productos

qumicos). Los cultivadores del algo-dn usan aproximadamente el 23 % de los insecticidas del mundo y el 10 % de los pesticidas para combatir plagas. Los cultivadores americanos de algodn usan un 35 % del total, lo que hace de ellos los mayores consumidores de pesticidas para el algodn; vienen luego los productores de la India, con un 11 %.

Estos insecticidas y pesticidas, de los que podemos recordar el mala-thin, aldicarb, metil-paratin, trifu-ralina, deltametrina y tribufs, estn

entre los de vida ms larga y entre los ms destructivos. La trifuralina, por ejemplo, desorganiza los sis-temas endocrino y reproductor de los animales. En Estados Unidos, el tribufs es considerado un potencial cancergeno. Tales sustancias qumi-cas no slo atacan a los trabajadores que los usan, sino que, adems, se filtran en el suelo, alcanzando las aguas freticas, ros y arroyos, ma-tando a los peces y contaminando el ganado. El algodn blanco, una vez cosechado, suele blanquearse. Ello implica procedimientos basados en cloro que dan origen a dioxinas. A continuacin, el algodn es teido con un sinnmero de otros productos, muchos de los cuales incluyen meta-les pesados que a menudo terminan en las aguas residuales.

La preocupacin por los desorga-nizadores endocrinos y las crecientes tasas de cncer ha provocado que los consumidores y fabricantes se vuelvan cada vez ms a los produc-tores de algodn biolgico. Aunque las especificaciones de certificacin varan de un pas a otro, el sello de aprobacin se obtiene si no se han usado pesticidas en sus tierras durante uno a tres aos. (Hay ex-pertos, sin embargo, que indican que los residuos de pesticidas tienen una vida bastante larga y en tres aos el suelo no queda libre de ellos.) El movimiento est ganando impulso y ahora hay unas 8000 hectreas en Estados Unidos y en media docena de otros pases produciendo algodn biolgico, incluido algodones con pig-mentacin natural que no han sido teidos con productos txicos.

La reaparicin del inters por el algodn de color natural ha resul-tado muy gratificante, para cuantos intervinimos en el redescubrimiento. Cuando empec mis investigaciones en 1977 (intrigado por las masas oscuras de las fibras) me dijeron que no slo no haba plantas de algodn

5. CUATRO ESPECIES de algodn y sus longitudes de copo diferentes. Las dos especies de Africa y Asia, Gossypium arboreum y G. herbaceum, se encuentran en diversas variedades coloreadas, pero ambas tienen copos cortos o medianos. Las dos especies de Amrica Central y del Sur, G. barbadense y G. hirsutum, desarrollan copos medianos o largos.


Gossypium barbadense

G. arboreum G. hirsutum

G. herbaceum

4. UNA FIBRA DE LA BORRA, muy ampliada, revela el retorcimientoespontneo que facilita la hilanza. Las masas oscuras dan color natural.

de color, sino tambin que haban des-aparecido las antao tan extendidas y bellas tradiciones de hilar y tejer a mano del norte de Per. Por eso, en aquel fecundo viaje en que acud a Rodrguez Suy Suy result toda una sorpresa contemplar, primero, algunas plantas y, ms tarde, campos enteros de algodn pardo que los campesinos y artesanos indios haban mantenido contra viento y marea.

El descubrimiento de la permanen-cia de una rica tradicin textil cuyo origen se remontaba al 3000 a. C. llam la atencin en Per. A raz de ello, cre en 1982, y codirig, el Proyecto de Algodn Nativo, con apoyo de los ministerios de Trabajo y Turismo. Los que nos implicamos en el proyecto trabajamos para reani-mar el cultivo y el uso del algodn coloreado. La recuperacin de esta tradicin ofreca a los campesinos un cultivo alternativo, pero requera tambin el cambio de una poltica imperante desde haca un siglo.

Desde 1931, el gobierno peruano haba venido promulgando una serie de leyes y decretos encaminados a destruir las formas perennes y pig-mentadas de algodn nativo, para as proteger las variedades blancas de inters comercial. Se instauraron medidas de cuarentena en una an-cha franja de la costa peruana para erradicar plagas del algodn, elimi-nando todas las plantas huspedes alternativas, incluidas razas locales de algodn coloreado, el rbol de kapok de Per (Bombax discolor) y un algodn sin borra (G. raimondi). Se aplicaron abundantes plaguicidas y se abandon la tradicin de rotar los cultivos.

Aunque el programa de control de plagas ya haba demostrado ser un fracaso caro y mal orientado, se segua todava aplicando en los aos ochenta, con consecuencias devas-

tadoras. Gran parte de la variabilidad gentica que haba a principios de siglo estaba irre-misiblemente daada, abandonada por los campesinos indios o eliminada por una le-gin de nuevos patge-nos surgida despus de la masiva aplicacin de plaguicidas. La propia supervivencia del algodn blanco comercial se hallaba amena-zada de muerte. Hasta que, en 1990, se declar ilegal la erradicacin gra-cias a un nuevo cdigo ambiental

peruano. Pero los pesticidas siguen incontrolables. En los aos noventa, el consumo anual de plaguicidas en Per alcanz un mximo: unos ocho kilos de plaguicida por persona y ao, aunque los expertos dicen que


6. LA COSECHA DEL ALGODON se hace a mano en Per (arriba). Las mujeres clasifican luego el algodn, tambin a mano, por color y por calidad (derecha). Las desmotadoras que se ven aqu fueron diseadas y patentadas en Inglaterra hace ms de un siglo. A pesar de que an funcionan admirablemente, la mayora han sido sustituidas hace poco por desmotadoras modernas.

Forma de tejer en zigzag

slo se consigue controlar el uno por ciento de las plagas de insectos.

Poco a poco, hemos conseguido, a lo largo de los ltimos diez aos, recuperar la diversidad de algodn de color natural. Hoy, el Proyecto de Algodn Nativo conserva 75 razas locales de algodn blanco y pigmentado. Hay unos 15000 campesinos e indios cultivando estos algodones en decenas de campos de Per y son, con mucho, el principal grupo mundial pro-ductor de borra de algodn de color.

La mayora de ellos usa mtodos biolgicos, elimi-nando los insectos mayores a mano (los nios suelen ahogar los escarabajos en un cacharro con agua) y cultivando plantas que re-pelen a los insectos. Estas tcnicas tienen un origen precolombino. Algunos ya-cimientos arqueolgicos del ao 1250 de nuestra era demuestran que el algodn se cultivaba en rotacin con calabazas. Adems, las an-tiguas muestras de suelo revelan la presencia de polen de otra planta del gnero Lippia. Estos granos proceden de un arbusto inva-sor, que muchos campesinos creen intil. Pero aos de preguntar a campesinos indgenas me llevaron a un octogenario que identific las plantas como mastrante. El las cul-

tivaba en hilera, junto a su plantacin de algodn nativo, para controlar una plaga llamada mancha del algodn (Dysdercus peru-vianus). El viejo cortaba peridicamente unos cuan-tos pies de mastrante, los secaba al sol y, cuando el

viento soplaba favorable, los que-maba. El humo penetrante de los arbustos secos inundaba los campos de algodn, expulsando instantnea-mente a los insectos responsables de la plaga, que echan a perder el algodn al taladrar las semillas

haciendo salir un aceite que mancha la borra.

El Proyecto de Algodn Nativo creci rpidamente y en 1993 nos vino a buscar una compaa textil de Arequipa que quera poner en el mercado internacional productos de algodn de color natural. Nuestro

nombre comercial fue Pakucho (al-godn pardo en el antiguo idioma inca). Ahora manufacturamos pro-ductos y telas de algodn coloreado. El algodn est etiquetado como biolgico por Skal, una organizacin inspectora holandesa. El algodn de color es biolgico y libre de pro-ductos qumicos: es un cultivo muy lucrativo para campesinos que han sido presionados para reconvertir sus tierras a la produccin de coca para obtener cocana.

Hay muchos esfuerzos de recu-peracin que se parecen al nuestro de Pakucho y el Proyecto de Al-

godn Nativo. Por ejemplo, en las colinas colombianas de Santander hay un grupo de campesinos, dirigido por estudiantes embarcados en un programa de desarrollo rural, que ha recuperado los mtodos nativos de hilar y tejer algodn. En los altipla-nos de Guatemala, el museo Ixchel de Ciudad de Guate-mala dirige un proyecto de recuperacin en comunida-des en las que el algodn par do, o ixcoco, se hilaba tra-dicionalmente hasta que la costumbre casi desapareci. Y en el Oriente boliviano, los indios chiquitanos espe-ran revivir tambin el cultivo del algodn natural.

Por supuesto, el futuro del algodn de color parece bri-llante en muchos sitios. Ha prendido en Estados Unidos

y Europa. Y este ao, las exporta-ciones peruanas de algodn de color natural y algodn biolgico pasarn de 15 millones de dlares. Es lo justo, porque hace miles de aos Amrica fue fuente casi nica del algodn de color que hoy conocemos y disfrutamos.


7. LA ROPA DE ALGODON en colores naturales es producida en Per por el autor y sus colegas y vendida bajo el nombre comercial Pakucho. Pakucho quiere decir algodn pardo en la antigua lengua inca.

AUTOR

JAMES M. VREELAND, JR., lleva investigando desde 1968 tejidos del Per antiguo. Descubri el algodn de color en 1977, cuando preparaba la tesis doctoral bajo la direccin de Richard P. Schaedel, de la Universidad de Texas en Austin. Desde aquel hallazgo, ha trabajado para comprender la pervivencia de un recurso de 5000 aos de edad, as como para asegurar su recuperacin entre los indios peruanos, los campesinos que cultivan algodn y los artesanos.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA

MOCHE: A PERUVIAN COASTAL COMMUNITY. John Gillin. Institute of Social Anthropology, Publicacin n.o 3, Smithsonian Institution, Washington, D.C., U.S. Government Printing Office, 1947.

THE NATURAL HISTORY OF THE COTTON TRIBE (MALVACEAE, TRIBE GOSSYPIEAE). Paul A. Fryxell, Texas A&M Press, 1974.NATURALLY COLORED AND ORGANICALLY GROWN COTTONS: ANTHROPOLOGICAL AND HISTORICAL PERSPECTIVES. J. M. Vreeland en

Proceedings of the 1993 Beltwide Cotton Conferences. National Cotton Council of America, 1993.COTTON. J. F. Wendel en Evolution of Crop Plants. Dirigido por J. Smartt y N. W. Simmonds. John Wiley & Sons, 1995.

Tejido en celosa del valle de Chancay en Per

Cambio climtico globalen Venus


Mark A. Bullock y David H. Grinspoon

El clima de Venus ha variado a lo largodel tiempo en virtud de las relaciones,

recin advertidas, entre actividad tectnicay cambio atmosfrico

1. SUPERFICIE DE VENUS, explorada con una resolucin de 120 metros mediante el equipo de radar a bordo de la sonda Magallanes. Merced a ello contamos con la imagen global ms completa que existe de cualquier planeta, la Tierra incluida. Un vasto sistema ecuatorial de altiplanos y cordilleras se extiende desde el pseudocontinente de Aphrodite Terra (a la izquierda de la parte central) hasta Beta Regio (en el extremo superior de la parte derecha), a travs de la brillante meseta Atla Regio (justo a la derecha de la parte central). La imagen, centrada en la longitud de 180 grados, se ha construido utilizando una proyeccin sinusoidal; se distingue de las proyecciones tradicionales (Mercator, por ejemplo) en que no deforma el rea a diferentes latitudes. Las regiones oscuras corresponden a terrenos lisos en la escala de la longitud de onda del radar (13 centmetros); las reas brillantes son zonas abruptas. Las estras meridianas son artefactos resultantes de la construccin de la imagen.


2. UN RIO EN VENUS? El delta aparece al final de un estre-cho canal que recorre 800 kilmetros de las llanuras volcnicas septentrionales. No puede haberlo formado el agua, porque Venus es demasiado clido y seco. Quiz lo crearan lavas ricas en sales de carbonatos y sulfatos, lo que implicara que la temperatura media en el pasado era varias decenas de grados superior a la actual. La regin que se muestra representa una zona aproximada de unos 40 por 90 kilmetros.

La topografa de Venus abarca una amplia gama de altitu-des, unos 13 kilmetros de variacin desde los terrenos bajos (azul) hasta los altos (amarillo). Tres quintas partes de la superficie se encuentran en un margen de 500 metros alrededor de la altura media, determinada por un radio pla-netario de 6051,9 kilmetros.

CRATERES DE IMPACTO

Los crteres de impacto se encuentran distribuidos al azar sobre toda la superficie de Venus. La mayora son primitivos (puntos blancos); los modificados por lava (puntos rojos) o fallas (tringulos) se concentran en Aphrodite Terra. Las regiones con baja densidad de crteres (fondo azul) suelen hallarse en tierras altas; en llanuras bajas, las densidades ms altas de crteres (fondo amarillo).

El terreno de Venus est constituido principalmente por llanuras volcnicas (azul). Dentro de las llanuras hay re-giones deformadas zonas de enlosado (rosado) y fallas (blanco), accidentes volcnicos coronas (melocotn), inundaciones de lava (rojo) y volcanes de diversos tamaos (anaranjado). Los volcanes no se enlazan en cadenas, se-al de que la tectnica de placas no interviene en Venus.

Este mapa geolgico muestra los diferentes suelos y sus edades relativas inferidas a partir de la densidad de crte-res. Los volcanes y las coronas tienden a agruparse alrede-dor de zonas de falla ecuatorial, que son ms jvenes (azul) que el resto de la superficie de Venus. Los enlosados, cordi-lleras y llanuras son ms antiguos (amarillo). Sin embargo, la superficie carece en general de las grandes variaciones de edad que apreciamos en la Tierra y Marte.

CLASES DE TERRENO

EDADES DEL TERRENO

TOPOGRAFIA

INVESTIGACIN Y CIENCIA, mayo, 1999

Emergieron a la vez del caldero presolar. La Tie- rra y Venus presentaban parejo tamao y composicin. Pero siguieron trayectorias evolutivas dis-pares hasta convertirse en mundos radicalmente diferentes. La temperatura en superficie del planeta gemelar de la Tierra es de unos 460 grados Celsius, suficientes para que las rocas brillen a los ojos de cualquier infortunado representante de la qumica del carbono que se acercara. Domina un letal efecto invernadero, mantenido por una atmsfera cuyo componente principal es el dixido de carbono, un aislante eficaz. No hay agua lquida. La presin del aire en superficie centuplica casi la de la Tierra; en muchos aspectos esa envoltura fluida es ms ocano que atmsfera. Cien al planeta nubes de cido sulfrico, abastecidas en su qumica por compuestos gaseosos de azufre ms algo de vapor de agua.

Debemos ese cuadro de infierno a una flota de 22 sondas espaciales que han fotografiado, explorado, analizado y pisado Venus en los ltimos 37 aos. Pero en buena parte de ese perodo las nubes que ocultan Venus impidieron un reconocimiento completo de la superficie. La idea que la ciencia tena del planeta permaneca invariable porque se saba muy poco de los procesos dinmicos, del vulcanismo o la tectnica, que podan haberse dado all. Las cosas cambiaron con la sonda Magallanes. Desde 1990 hasta 1994, la nave cartografi la superficie entera del planeta con alta resolucin, observando a travs de las nubes con el radar. Nos mostr un planeta que ha experimentado enormes erupciones volcnicas en el pasado y que, casi con seguridad, sigue activo. A la par que la sonda exploraba la historia tectnica de Venus, las simulaciones por ordenador han tratado de reconstruir los ltimos mil millones de aos de su historia climtica. Un vulcanismo intenso ha inducido una transformacin global del clima. A diferencia de cualquier otro planeta conocido, excluida la Tierra, Venus presenta un clima complicado y en evolucin.

Marte, nuestro otro vecino, ha sufrido tambin impor-tantes cambios de clima. Su atmsfera actual guarda, sin embargo, informacin de su ayer tectnico. El interior de Marte es demasiado fro para que perviva un vul-

canismo activo; la superficie permanece en una helada quietud. Aunque las variaciones del movimiento orbital y de rotacin de Marte pueden inducir cambios clim-ticos, el vulcanismo no volver a participar en ellos. En la Tierra y Venus reinan climas gobernados por la interaccin dinmica entre los procesos atmosfricos y tectnicos.

Desde la situacin de privilegio que ocupamos en el sistema solar, podemos preguntarnos por qu si inter-vinieron fuerzas semejantes a las que operaron en la Tierra produjeron un efecto tan diferente en Venus. El estudio de este planeta ha dilatado la exposicin de la evolucin climtica ms all del ejemplo singular de la Tierra. Ha aportado nuevas perspectivas para abordar cuestiones apremiantes: Hasta qu punto es nico el clima de la Tierra? Cul es su grado de estabilidad? Con el creciente volumen de residuos, la sociedad in-dustrial se ha lanzado a una aventura incontrolada, de extensin global, sobre el clima terrestre. Si logramos identificar los factores que condicionan la evolucin del clima en otros planetas, podremos comprender los mecanismos naturales y antropognicos que alteran el clima de la Tierra.

Vemoslo con un ejemplo. Mucho antes de que el agujero de ozono se convirtiera en tema comn de debate, la investigacin se afanaba por desentraar la extica fotoqumica de la alta atmsfera de Venus. Se hall que el cloro reduca los niveles de oxgeno libre que haba por encima de las nubes del planeta. A la larga, la solucin del proceso de Venus arroj luz sobre un proceso anlogo en la Tierra, donde el cloro procedente de fuentes artificiales destruye el ozono estratosfrico.

Una de las causas de la variabilidad del clima de la Tierra reside en la naturaleza de su atmsfera, producto del intercambio continuo de gases entre corteza, manto, ocanos, casquetes polares y espacio exterior. El motor postrero de los procesos geolgicos, la energa geotrmica, impulsa tambin la evolucin de la atms-fera. La energa geotrmica se libera, principalmente, con la desintegracin de elementos radiactivos del in-


3. LAS CORDILLERAS DE PLEGAMIENTO son el accidente ms comn en las llanuras volcni-cas de Venus. Discurren paralelas, a intervalos regulares; emergieron verosmilmente cuando las llanuras estaban sometidas a tensiones, por culpa, tal vez, de un cambio brusco de la temperatura en superficie. Esta regin, que forma parte de las llanuras ecuatoriales conocidas como Rusalka Planitia, mide unos 300 kilmetros de dimetro.

terior. Pero no resulta tan sencillo explicar la prdida de calor en los planetas slidos. Los dos mecanismos principales implicados son el vulcanismo y la tectnica de placas.

Por lo que a la Tierra concierne, su interior cuenta con un sistema de cinta transportadora asociado a la tectnica de placas, cuyo continuo reciclado de gases ha ejercido una fuerza estabilizadora sobre el clima de la Tierra. Los volcanes bombean gases a la atms-fera; la subduccin de placas litosfricas los devuelve al interior. Si bien la mayora de los volcanes estn asociados con la actividad de la tectnica de placas, hay estructuras volcnicas notables (las islas Hawai, por ejemplo) que se han erigido en puntos calien-tes, independientes de los contornos de las placas. En el curso de la historia, la formacin de inmensas provincias volcnicas zonas de pertinaz erupcin avivada quiz por enormes penachos de magma que flotan en el manto subyacente podra haber expulsado cantidades ingentes de gases y conducido a perodos de calentamiento global.

Qu ocurri en Venus? Antes de la misin Magallanes, la descripcin de la estructura y dinmica histricas del planeta fundbase en hiptesis extradas de comparaciones con la Tierra, que partan de supuestas semejanzas de composicin y produccin de calor geo trmico. Ahora se est perfilando un cuadro autnomo y global de la historia de la superficie de Venus: la tectnica de pla-cas, si interviene, ser a escala limitada; al menos en un pasado reciente, el calor se intercambi mediante la erupcin de vastas llanuras de lava basltica y, ms tarde, mediante los volcanes que se formaron encima de ellas. La comprensin de los efectos de los volca-nes constituye obligado punto de arranque de cualquier aproximacin al clima del planeta.

De la exploracin global de la sonda Magallanes nos ha llegado un descubrimiento sorprendente, la esca sez de crteres de impacto. Aunque la atmsfera de Venus, muy densa, se baste para proteger el planeta de pequeos objetos incidentes detiene a la mayora de los meteoritos inferiores a un kilmetro de dime-tro, capaces de abrir crteres de hasta 15 kilmetros de dimetro, se echan a faltar grandes crteres. La observacin del nmero de asteroides y cometas en el sistema solar interno, as como el recuento de crteres en la Luna, nos dan una pista de la cadencia con que Venus debera de haber acumulado rastros de impactos: en torno a 1,2 crteres por milln de aos. El ltimo recuento de la sonda Magallanes sum slo 963 crteres distribuidos al azar por la superficie. Se han borrado los impactos de los primeros 3700 millones de aos de la historia del planeta.

La escasez de crteres se deja sentir tambin en la Tierra. La accin del viento y el agua ha terminado por erosionar los crteres antiguos. Aqu, las condiciones en que se hallan los lugares de impacto varan desde la prstina taza del Crter del Meteoro en Arizona hasta los contornos apenas discernibles de los impactos precmbricos, enterrados en la corteza continental ms antigua. Pero la superficie de Venus registra un calor tal, que impide la existencia de agua lquida; adems, los vientos de superficie son flojos. Sin erosin, los procesos que alteran y, a la larga, borran los crteres de impacto sern la actividad volcnica y la tectnica. Lo que nos empuja a una paradoja. La mayora de los crteres de Venus parecen recientes: slo un seis por ciento tiene cubiertos de lava sus bordes y slo el 12 por ciento ha sido deformado por plegamientos y fa-llas de la corteza. Dnde fueron a parar los crteres antiguos, si la mayora de los que quedan no han sido alterados? Si han sido tapados por lava, por qu no se ven ms crteres parcialmente cubiertos? Cmo desaparecieron sin que se perdiera su colocacin ori-ginal al azar?

Para algunos, la distribucin aleatoria de los crteres observados y el nmero restringido de los parcialmente modificados reclaman la existencia de un episodio ca-taclsmico de proporciones globales que borr de cuajo todos los crteres hace 800 millones de aos. En ese marco, propuesto en 1992 por Gerald G. Schaber, de la Inspeccin Geolgica de los Estados Unidos (USGS), y Robert G. Strom, de la Universidad de Arizona, los impactos han acribillado la nueva superficie formada con posterioridad a esa fecha.

Pero la idea de recubrir un planeta entero con una nueva superficie resulta inaceptable para otros expertos. No cabe pensar en un fenmeno tal en la Tierra. Roger J. Phillips, de la Universidad de Washington, propuso el mismo ao un modelo distinto. El recubrimiento superficial en equilibrio, as se denomina, admite que existen procesos geolgicos persistentes que borran los crteres en pequeas extensiones de terreno de forma continua, preservando una distribucin global que pa-rece aleatoria. Contra esa hiptesis labora la magnitud,

EFECTO DE INVERNADERO CONCENTRACIONES DE GASES

40

20

0

60

80

100

Tran

smis

in

(por

cen

taje)

Longitud de onda (micrometros)10,0250,0 5,00 3,33 2,50 2,00 1,66

Tiempo (millones de aos)

Pro

porc

ione

sde

mez

cla

atm

osf

rica

1000 200 300 400 500 600 700

10-5

10-6

10-4

10-3 H20S02

MARK A. BULLOCK y DAVID H. GRINSPOON se ha-llan adscritos a la Universidad de Colorado en Boulder. Bullock, que inici su carrera estudiando la degradacin de compuestos orgnicos en Marte, aborda ahora otro tipo de degradacin, el de las condiciones benignas de Venus. Grinspoon, investigador de la evolucin de la vida y de las atmsferas planetarias, pertenece a un comit que aconseja a la NASA en asuntos de poltica espacial.

Los gases de invernadero permiten que la luz solar alcance la superficie de Venus, pero bloquean la ra-diacin infrarroja emitida. El dixido de carbono (ro jo), agua (azul) y dixido de azu-fre (amarillo) absorben cada uno en una banda particular de la longitud de onda. Si no fuera por esos gases, la radiacin solar y la infrarroja se equilibraran a una tempe-ratura de superficie de unos 20 grados Celsius.

El agua y el dixido de azufre que los volcanes arrojan a la atmsfera son luego eliminados. El dixido de azufre (amari-llo) reacciona bien con los carbonatos de superficie, mientras que la radiacin solar ultravioleta disocia el agua (azul).

enorme, de algunos accidentes geolgicos de Venus; la actividad geolgica no borrara, pues, los crteres de forma limpia y aleatoria en todas partes.

Estos dos puntos de vista maduraron hasta estable-cer un debate cientfico a medida que se afinaba el anlisis de los datos de Magallanes. La verdad podra hallarse a medio camino. De hecho, la teora predomi-nante acerca de los ltimos mil millones de aos de la historia geolgica de Venus incorpora elementos de uno y otro modelo: un vulcanismo generalizado borr la mayora de los crteres de impacto y cre extensas planicies volcnicas hace 800 millones de aos, a lo que sigui un nivel moderado de incesante actividad volcnica hasta hoy.

El vulcanismo ha sido, sin duda, una fuerza determi- nante de la creacin de la superficie de Venus. Pese a ello, la interpretacin de ciertos rasgos enigmticos no haba podido integrarse, hasta hace poco, en un cuadro coherente de la evolucin del planeta. Entre esas notas, la posibilidad de que el clima del planeta haya sufrido una transformacin radical.

Distinguimos, en primer lugar, diversas estructuras li-neales, curiosas, que recuerdan a los suelos labrados por las aguas. Con una longitud de hasta 7000 kilmetros, son viva estampa de nuestros ros sinuosos y llanuras de inundacin. Muchas de esas estructuras terminan en canales de eyeccin parecidos a deltas. La extrema sequedad del entorno hace improbable que las aguas excavasen esos accidentes. A qu se deben, pues? Tal vez el carbonato clcico, el sulfato clcico y otras sa-les sean los culpables. La superficie, que se mantiene en equilibrio con una pesada atmsfera de dixido de carbono y gases sulfricos, debe de estar repleta de esas substancias. De hecho, los mdulos de aterrizaje soviticos Venera hallaron que las rocas de superficie contienen de un 7 a un 10 por ciento de minerales de calcio (casi con certeza carbonatos) y de un 1 a un 5 por ciento sulfatos.

Las lavas cargadas con esas sales fundieron a tempe-raturas entre unas pocas decenas hasta unas centenas de grados ms altas que la temperatura actual de la superficie de Venus. El grupo de la USGS encabezado por Jeffrey S. Kargel conjetur que entre unos centenares de metros y varios kilmetros bajo la superficie podra haber, a la manera de nuestros acuferos subterrneos, vastos depsitos de un magma (rico en sales) de carbonatita fundida. En el pasado, una temperatura superficial algo ms elevada podra haber derramado lavas fluidas ricas en sales sobre la superficie, cuya estabilidad explicara la accin forjadora de los accidentes que vemos en la actualidad.

En segundo lugar, los misteriosos enlosados los terrenos ms antiguos de Venus sugieren tambin la existencia

de altas temperaturas en el pasado. Estos paisajes, sur-cados de arrugas, se encuentran en mesetas parecidas a continentes que se elevan varios kilmetros por encima de las llanuras de lava. A tenor de los anlisis realizados por Phillips y Vicki L. Hansen, de la Universidad Meto-dista del Sur, las mesetas se formaran por dilatacin de la litosfera (el exoesqueleto rgido del planeta, formado por la corteza y el manto superior). El proceso sera, en una imagen frecuente, similar al estiramiento de un bombn de caramelo recubierto de chocolate, cuyo interior es pegajoso, y delgada y quebradiza la corteza. En la actualidad, la parte ms externa y frgil de la corteza es demasiado gruesa para comportarse de esa manera. En la poca de formacin de los enlosados esta capa tuvo que ser mucho ms delgada, lo que implica que la superficie estaba mucho ms caliente.

Grietas y pliegues surcan el planeta. Algunas de esas configuraciones, por lo menos las cordilleras arru-

COBERTURA DE NUBES TEMPERATURA

Tiempo (millones de aos)

Tem

pera

tura

en

supe

rfici

e(gr

ados

kelvi

n)

1000 200 300 400 500 600 700700

800

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1000 200 300 400 500 600 700Tiempo (millones de aos)

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4. LOS TERRENOS EN FORMA DE CINTAS estn forma-dos por vaguadas poco profundas (400 metros) con laderas abruptas y fondo plano. Estos accidentes pudieron resultar de la fractura de una capa de roca delgada y frgil que se hallara encima de un substrato dbil y dctil. La imagen muestra una ampliacin de la regin del interior del rec-tngulo sombreado, con las vaguadas marcadas en el ngulo inferior derecho.

Las nubes de cido sulfrico varan en espesor despus de una serie global de erup-ciones volcnicas. En primer lugar, las nubes ganan es-pesor a medida que el agua y el cido sulfrico salen arrojados al aire. Despus lo pierden conforme decrece la concentracin de esos gases. Transcurridos unos 400 millo-nes de aos del comienzo del vulcanismo, las nubes cidas son sustituidas por nubes de agua delgadas y altas.

La temperatura de super-ficie depende de la impor-tancia relativa de las nubes y del efecto invernadero. Inicialmente, el vulcanismo produce nubes potentes que enfran la superficie. Ahora bien, puesto que el agua desaparece de la at-msfera del planeta ms despacio que el dixido de azufre, se produce a continuacin un efecto de invernadero que calienta la superficie.

gadas, pueden guardar relacin con variaciones temporales del clima. Junto con Sean C. Solomon, de la Institucin Carnegie de Washington, hemos razonado que las llanuras conservan episodios de deformacin globalmente coherentes que ocurrie-ron quiz durante cortos perodos de historia tectnica. Segn parece, la litosfera entera sufri un proceso de dilatacin o compresin general. Pero semejante proceso global re-

quiere un mecanismo interno difcil de imaginar en un planeta slido. Mas qu decir de una variacin del clima en su conjunto? Solomon calcul que las fluctuaciones de la temperatura en superficie de unos 100 grados Celsius habran inducido en la litosfera tensiones de unos 1000 bares, del mismo orden que las que originan cinturones montaosos en la Tierra y suficientes para deformar la superficie de Venus.

Por las fechas en que el debate sobre la historia tectnica reciente de Venus se exacerbaba, nos encon-trbamos perfilando un modelo de su atmsfera. La teora muestra que las extraas y hostiles condiciones ambientales se mantienen debido a propiedades complementarias de los constituyentes de la atmsfera. El vapor de agua, incluso en cantidades traza, absorbe radiacin infrarroja en longitudes de onda en que no lo hace

Por qu es Venus un infierno?

Las clamorosas diferencias de clima que distinguen ahora la Tierra de Venus guardan relacin con la historia del agua en ambos mundos. Los ocanos y la atmsfera de la Tierra contienen hoy 100.000 veces ms agua que la atmsfera de Venus. En nuestro planeta, el agua lquida ejerce funciones intermediarias en reacciones del dixido de carbono con las rocas superficiales, gracias a lo cual el dixido de carbono del aire puede formar minerales. Adems, es probable que el agua escondida en el manto subyacente sea responsable de la capa de baja viscosidad, o astenos-fera, sobre la cual se deslizan las placas litosfricas de la Tierra. La formacin de minerales carbonatados y su posterior descenso con las placas tectnicas evitan que el dixido de carbono se acumule hasta los niveles hallados en Venus.

No obstante, los modelos de formacin de los pla-netas predicen que los dos mundos deberan de haber disfrutado de aproximadamente la misma cantidad de agua, proporcionada por el impacto de cuerpos hela-dos procedentes del sistema solar externo. Cuando la misin Pioneer se puso en rbita en 1978, se midi la relacin de deuterio a hidrgeno ordinario en el agua de las nubes de Venus. Para sorpresa de todos, la presencia de deuterio era 150 veces mayor all que en la Tierra. Se supone que, en el pasado, Venus ha-ba tenido mucha ms agua y la perdi. Lo mismo el hidrgeno que el deuterio, qumicamente equivalentes, se hallaban integrados en molculas de agua. Cuando el vapor de agua se difundi hasta la alta atmsfera, la radiacin solar ultravioleta lo disoci en oxgeno e hidrgeno o deuterio. Puesto que el hidrgeno, ms ligero, escapa al espacio con mayor facilidad que el deuterio, aument la cantidad relativa de deuterio.

Por qu tuvo lugar este proceso en Venus y no en la Tierra? En 1969, Andrew P. Ingersoll, del Ins-tituto de Tecnologa de California, mostr que, si en un planeta se dispona de suficiente energa solar, se evaporara en seguida toda el agua de superficie. El vapor de agua liberado calentara ms la atmsfera y provocara un efecto invernadero descontrolado. El proceso transportara el grueso del agua del planeta a la atmsfera superior, donde, disociada, acabara por perderse. Ms tarde, James F. Kasting, de la Uni-versidad estatal de Pennsylvania, y sus colaboradores desarrollaron un modelo pormenorizado de ese efecto. Estimaron que la irradiancia solar crtica necesaria para iniciar un efecto de invernadero descontrolado

era alrededor de un 40 por ciento mayor que la que se recibe en la Tierra. Este valor corresponde, ms o menos, a la irradiancia solar que se recibira en la rbita de Venus poco despus de su formacin, cuando la luz del Sol era un 30 por ciento ms dbil. En los primeros 30 millones de aos de su existencia Venus pudo dejar escapar una cantidad de agua equivalente a un ocano terrestre.

En el modelo queda un cabo suelto. Si Venus tena en sus comienzos una densa atmsfera de dixido de carbono como la actual, habra retenido una fraccin notable de agua. El volumen de agua que se pierde depende de cunta puede ascender a altura suficiente para disociarse. Ahora bien, el ascenso es menor en un planeta con atmsfera densa. Adems, las nubes que se formaran durante el proceso habran reflejado la radiacin solar hacia el espacio y detenido el efecto invernadero descontrolado.

As las cosas, el grupo de Kasting consider la posibilidad de una irradiancia solar ligeramente por debajo del valor crtico. En ese cuadro, Venus tendra ocanos calientes y una estratosfera hmeda. Los mares mantendran bajos los niveles de dixido de carbono al disolver el gas y facilitar la formacin de carbonatos. Con la lubricacin proporcionada por la presencia de agua en la astenosfera, podra haber entrado en fun-cionamiento la tectnica de placas. En resumen, Venus habra posedo mecanismos de estabilizacin del clima similares a los que operan ahora en la Tierra. Pero estos mecanismos no eran infalibles. La menor densi-dad de la atmsfera no poda impedir que el agua se difundiera hasta grandes alturas. En los subsiguientes 600 millones de aos, desapareci una cantidad de agua equivalente a un ocano terrestre. La tectnica de placas dej de actuar; slo el vulcanismo y la conduccin del calor constituan los nicos mecanismos de enfriamiento del interior. Tiempo despus, el dixido de carbono se acumul en el aire.

Esta hiptesis del efecto invernadero hmedo ilustra la relacin entre los cambios solar, climtico y tec-tnico. Los procesos atmosfricos y superficiales se refuerzan mutuamente y preservan el statu quo; pero pueden tambin colaborar en su propia destruccin. Si la teora es correcta, Venus tuvo ocanos en el pasado y quizs incluso vida, aunque sea imposible saberlo con seguridad.

M.A.B. y D.H.G.


el dixido de carbono. Al propio tiempo, el dixido de azufre y otros gases bloquean las dems longitudes de onda. Considerados en su conjunto, esos gases de invernadero determinan que la atmsfera de Venus sea parcial-mente transparente a la radiacin solar incidente, pero casi completamente opaca a la radiacin infrarroja emitida. En consecuencia, la temperatura de superficie (medida en grados kelvin) triplica la que el planeta tendra sin atmsfera. En comparacin, el efecto de invernadero terrestre eleva hoy la temperatura de superficie en slo un 15 por ciento.

Si fue cierto que los volcanes re- cubrieron la superficie de Venus hace 800 millones de aos, debieron de vomitar tambin una cantidad in-gente de gases de invernadero a la atmsfera en un intervalo de tiempo bastante corto. Entra dentro de lo razonable admitir que las erupcio-nes produjeron lava suficiente para recubrir el planeta con una capa de uno a 10 kilmetros de espesor. En esa hiptesis, la cantidad de dixido de carbono en la atmsfera apenas habra cambiado; lo contena ya en abundancia. Pero la concentracin de vapor de agua y dixido de azufre se habran decuplicado y centuplicado, respectivamente. Fascinados por las posibles implicaciones, elaboramos un modelo del clima del planeta entendido como un sistema de pro-cesos conectados, que incluyen la liberacin de gases por los volcanes, la formacin de nubes, la prdida de hidrgeno en las capas superiores de la atmsfera y la reaccin de los gases atmosfricos con los minerales de la superficie.

Entre esos procesos se desarro-lla una interaccin sutil. Aunque el dixido de carbono, el vapor de agua y el dixido de azufre calientan la superficie, los dos ltimos ejercen tambin un efecto compensador: la formacin de nubes. Con una con-centracin mayor de vapor de agua y dixido de azufre no slo se re-forzara el efecto invernadero, sino que aumentara tambin el espesor de las nubes, que reflejan la luz del Sol hacia el espacio y, por consiguiente, enfran el planeta. Ante tales efectos contrapuestos, no podemos decidir qu result de la inyeccin de los dos gases para el clima global.

De acuerdo con nuestras simula-ciones, predomin en un comienzo el efecto de las nubes; la superficie se enfri unos 100 grados Celsius. Luego, las nubes fueron poco a poco

disipndose. El agua se difundi hasta las capas superiores de la atmsfera, donde la disoci la radiacin solar ultravioleta. Y as se escap el hi-drgeno al espacio; lo hizo de forma paulatina. La atmsfera perdi la mi-tad de este gas en los primeros 200 millones de aos. Mientras tanto, el dixido de azufre reaccionaba con las rocas calizas. Como han demostrado experimentos de laboratorio llevados a cabo por Bruce Fegley, Jr., de la Universidad de Washington, y sus co-laboradores, los carbonatos absorben el dixido de azufre de la atmsfera de Venus mucho ms deprisa que lo que tarda el agua en perderse en el espacio.

Conforme menguaban las nubes, llegaba al suelo ms energa solar, calentndolo. Tras unos 200 millones de aos, las temperaturas subieron lo suficiente para empezar a evaporar las nubes desde abajo. Se produjo una realimentacin positiva: cuanto ms se degradaban las nubes, menos radiacin solar volva refleja da al espacio; a mayor calentamiento de la superficie, mayor evaporacin de las nubes desde abajo, y as sucesiva-mente. La espesa cobertura de nubes desapareci muy presto. Transcurridos

unos 400 millones de aos, apenas quedaba una tenue capa nubosa a gran altura, compuesta principalmente por vapor de agua. La temperatura de superficie superaba en unos 100 gra-dos centgrados los valores actuales, porque la abundancia de vapor de agua atmosfrico era todava bastante alta y porque las nu bes, adelgazadas, contribuan al efec to de invernadero sin reflejar mucha radiacin solar. Pasados unos 600 millones de aos desde el comienzo del vulcanismo global, y en ausencia de actividad volcnica ulterior, las nubes des-aparecieron.

Puesto que se van perdiendo sin cesar el dixido de azufre y el va-por de agua, para persistir las nubes necesitan que no se apague la acti-vidad volcnica. A tenor de nuestros clculos, para dar vida a las espe-sas nubes que observamos hoy, tuvo que haber episodios de vulcanismo activo en los ltimos 30 millones de aos. Los procesos internos que generan vulcanismo en la superficie operan du rante perodos superiores a las decenas de millones de aos; cabe, pues, la posibilidad de que los volcanes sigan vivos. Ello concuerda con la observacin de variaciones en la concentracin de dixido de azufre


H2O

H2OH2O

H2SO4

SO2

SO2

SO2

O

H

UV

CO2

5. LA ATMOSFERA DE VENUS, cubierta de nubes de cido sulfrico (H2SO4), sufre temperaturas de horno y presiones de ocano. Venus, y sa es la razn del infierno, carece de los ciclos que estabilizan las condiciones en la Tierra. Sus procesos atmosfricos proceden en una sola direccin. El dixido de carbono (CO2), una vez inyectado por los volcanes, permanece en la atmsfera; el agua (H2O), tras ser destruida por la radiacin ultravioleta, se pierde para siempre en las profundidades del espacio; el dixido de azufre (SO2), en cuanto queda atrapado en los minerales, se acumula en la superficie (aunque se recicla una pequea cantidad).

en Venus. Larry W. Esposito, de la Universidad de Colorado en Boulder, observ en 1984 que la concentracin de dixido de azufre en la parte superior de las nubes haba dismi-nuido en ms de una dcima parte durante los primeros cinco aos de la misin Pioneer Venus, de 1978 a 1983. Las variaciones de este gas y de las partculas nubosas asociadas, concluy, se deban al vulcanismo. Las fluctuaciones de la temperatura en superficie, estimuladas por el vul-canismo, constituyen otra explicacin natural de muchos rasgos descon-certantes observados por la sonda Magallanes.

Por fortuna, el clima de la Tierra no ha padecido condiciones tan extre-mas en su pasado geolgico reciente. Aunque no exenta de vulcanismo, su atmsfera rica en oxgeno aportado por los organismos y agua abun-dante elimina sin problemas los gases sulfurosos. Por tanto, las nubes de agua son un factor clave para el equilibrio trmico del planeta. La cantidad de vapor de agua de que disponen viene determinada por la eva-poracin de los ocanos, que a su vez depende de la temperatura superficial. Un efecto invernadero ligeramente incrementado se traduce en mayor cantidad de agua en la atmsfera y da por resultado mayor cobertura nubosa. La mayor reflectividad reduce la energa solar incidente y, con ello, la temperatura. Esta realimentacin negativa acta como un termostato; modera la temperatura de superficie durante cortos intervalos de tiempo (de das a aos). Una realimentacin similar, el ciclo del carbonato-silicato, estabiliza tambin la concentracin de dixido de carbono atmosfrico. Gobernado por el lento proceso de la tectnica de placas, este mecanismo opera en escalas temporales del orden del medio milln de aos.

Ciclos tan interesantes, que se en-trelazan con los ciclos del agua y de la vida, han ahorrado al clima de la Tierra las oscilaciones extremas que ha soportado su planeta hermano. Pero las influencias antropognicas actan en escalas de tiempo inter-medias. La concentracin de dixido de carbono en la atmsfera terrestre ha aumentado en una cuarta parte desde 1860. Se admite que estamos asistiendo a un calentamiento global, aunque se debata la cuanta debida a combustin de carburantes fsiles y la fraccin asignable a variacio-nes naturales. No se sabe si existe una cantidad crtica de dixido de carbono que rompa los ciclos de

regulacin climtica de la Tierra. Pero una cosa es cierta: los climas de los planetas semejantes a la Tierra pueden experimentar bruscas transi-ciones en razn de las interacciones entre procesos a escala planetaria. A la larga, el destino de la Tierra est decidido. Conforme el Sol envejece, brilla ms. De aqu a mil millones de aos, los ocanos iniciarn un proceso de evaporacin acelerada y el clima sucumbir a un efecto de invernadero irrefrenable. La Tierra y Venus, que comenzaron siendo geme-los casi idnticos para luego seguir caminos distintos, acabarn quiz por retomar su parecido.

Nos agrada recordar el panorama rosceo de la ciencia y la tc-nica de nuestra infancia, en los aos sesenta. La capacidad de la Tierra para abastecernos de materiales y absorber basura pareca ilimitada. La perspectiva ha cambiado de raz. La ciencia concibe ahora la Tierra como hogar generoso pero finito. Los de-sechos producidos por la sociedad industrial pueden modificar el clima del planeta. El estudio de Venus, por muy ajeno que pueda parecer, es esen-cial para la bsqueda de principios generales de la variacin climtica y, por tanto, para la comprensin de la fragilidad o robustez del mundo que habitamos.


BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA

THE STABILITY OF CLIMATE ON VE-NUS. Mark A. Bullock y David H. Grinspoon en Journal of Geo-physical Research, volumen 10, n.o E3, pginas 7521-7530; marzo 1996.

VENUS II: GEOLOGY, GEOPHYSICS, ATMOSPHERE AND SOLAR ENVI-RONMENT. Dirigido por Stephen W. Bougher, Donald M. Hunten y Roger J. Phillips. University of Arizona Press, 1997.

VENUS REVEALED: A NEW LOOK BELOW THE CLOUDS OF OUR MIS-TERIOUS TWIN PLANET. David H. Grinspoon. Perseus Books, 1997.

THE NEW SOLAR SYSTEM. Cuarta edicin. Dirigido por J. Kelly Beat-ty, Carolyn Collins Petersen y An-drew Chaikin. Cambridge University Press, 1998.

Existe un atlas interactivo de Ve-nus, disponible en la pgina Web www.ess.ucla.edu/hypermap/Vmap /top.html.


El embarazo dura en los humanos unas 40 semanas. A los nacidos antes de la trigsimo-octava semana de gestacin se les llama prematuros. Treinta aos llevan los mdicos acumulando experiencia en salvar a stos, que, sin embargo, acostumbran padecer alguna que otra complicacin, desde dificultades res-piratorias hasta parlisis cerebral pa-sando por problemas de desarrollo intelectual.

De un 6 a un 8 por ciento de los recin nacidos llegan antes de plazo. La mitad de los casos se atribuyen a partos prematuros espontneos. La prevencin de estos partos evitara la muerte o la minusvala permanente de muchos nios.

Por qu ha fracasado siempre la prevencin? Hasta hace unos aos, se saba muy poco sobre los mecanismos biolgicos que regulan el desenca-denamiento del parto y an menos sobre las posibilidades de evitar que actuaran de forma inapropiada. Pero la situacin ha cambiado gracias a las investigaciones desarrolladas en diversos centros, entre ellos el del autor en la Universidad de New Castle. Comienzan a aflorar nuevas

ideas para evitar el parto prematuro y retrasar el nacimiento hasta que el feto est maduro para abandonar el seno materno.

Se ha descifrado un mecanismo que determina algo ms que el momento exacto del nacimiento. Regula los cambios operados en el cuello ute-rino y otros durante las dos ltimas semanas del embarazo y culminan en el alumbramiento. (A veces se denomina parturicin a esos procesos relacionados con la transformacin de tero y crvix.)

El progreso en el desciframiento del control de tales procesos que desembocan en el parto ha arrojado luz sobre la naturaleza de los mismos. Desde haca tiempo se saba que las clulas de la musculatura lisa del tero permanecen desconectadas durante la mayor parte de la gestacin; el tero forma entonces una suerte de bolsa distendida. Por su parte inferior, la bolsa aparece sellada por un anillo fuertemente cerrado, el crvix, gracias a sus fibras de resistente colgeno. Se atribuye el mantenimiento de este estado a la progesterona, una hormona esteroidea que la placenta libera a la

circulacin materna desde una fase precoz del embarazo. La placenta segrega tambin estrgeno, un este-roide que antagoniza la accin de la progesterona y estimula la contraccin uterina.

Los niveles maternos de estrgenos, bajos en un comienzo, aumentan con el tiempo. La fase de parturicin comienza cuando los estrgenos y otros estmulos que favorecen las contracciones uterinas superan a los factores que se les oponen. Confor me crecen los niveles maternos de estr-geno, las clulas del miometrio, el msculo uterino, sintetizan conexina. Las molculas de esta protena mi-gran a la membrana celular para establecer vnculos que mantienen a las clulas musculares elctricamente unidas entre s. Una vez urdida esta malla, las clulas musculares estn en disposicin de producir contracciones coordinadas. Al mismo tiempo, los estrgenos estimulan la sntesis de un gran nmero de receptores de oxitocina en las clulas del miome-trio. Esta hormona, sintetizada en la hipfisis, refuerza la potencia de las contracciones uterinas e induce el parto en un tero preparado.

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CRH

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Semanas de gestacin

Mujerescon un partoprematuro

Mujeres conun partoa trmino

Mujeres conun parto tardo

El momento del partoSe ha descubierto que una hormona de la placenta

determina el momento del parto. Con ello se abre el caminopara la creacin de mtodos preventivos de partos prematuros

Roger Smith

1. EL MOMENTO DEL PARTO en humanos depende de los niveles de la hormona liberadora de la corticotropina (CRH), protena que la placenta libera a la circulacin materna y fetal. Se dio con ese reloj placentario gracias a la medicin de los niveles sanguneos de CRH en medio millar de mujeres, en distintas fases de gestacin. Las mujeres con una mayor concentracin en una fase precoz (entre las semanas diecisis y la veinte) presentaban los relojes acelerados; tenan una mayor probabilidad de parto prematuro.


Con esa finalidad, el estrgeno insta la produccin de prostaglandinas en las membranas placentarias adyacen-tes al crvix. Las prostaglandinas inducen la sntesis cervical de enzimas que digieren las fibras de colgeno. Las enzimas transforman el crvix en una estructura maleable que se dilatar hasta abrirse cuando la cabeza del feto presione en el instante de la expulsin.

El cortisol, una hormona sintetizada por la glndula suprarrenal fetal, con-trola que en los pulmones del nio se produzcan los cambios necesarios para que pueda respirar. Los niveles elevados de cortisol estimulan la fa-bricacin de sustancias que evacuan el agua de los pulmones y facilitan su distensin.

Pese a la profundizacin en el papel desarrollado por los estrgenos en los procesos uterinos y cervicales que desembocan en el parto, continuaba siendo un enig ma la naturaleza del cambio que en el feto o en la madre activa la secrecin placenta-ria de estrgenos. Por razones ticas y

prcticas obvias, resulta sumamente difcil abordar la investigacin directa de los cambios bioqumicos experi-mentados por el feto, la placenta o la mujer embarazada. Se ha recurrido a ensayos en otros mamferos, la oveja sobre todo, gracias a los cuales se han encontrado muchas de las claves de la regulacin de los mecanismos uterinos y cervicales que llevan al parto.

Inspiradas por el trabajo pionero que Graham C. Liggins acometi en los aos sesenta, las investigaciones de cuatro lustros ms tarde permitie-ron identificar el mecanismo bsico de regulacin en la oveja, el mismo que opera en la mayora de los ma-mferos.

Mediada la gestacin, el hipot-lamo del feto en desarrollo segrega hormona liberadora de corticotropina (CRH) que induce la liberacin a la circulacin fetal de la hormona

adrenocorticotrfica (ACTH) por la hipfisis. La ACTH activa en las glndulas suprarrenales fetales la pro-duccin de cortisol. Esta hormona, a su vez, activa enzimas placentarias que convierten la progesterona en estrgeno. Por tanto, la secrecin de progesterona en el torrente materno disminuye, a la par que aumenta la de estrgeno. Cuando en el feto se alcanzan niveles elevados de cortisol se estimula la maduracin de los pulmones.

En la oveja no preada, igual que en la mujer no embarazada, el cor-tisol se integra en un sistema de retroalimentacin negativa. El corti-sol circulante frena, en hipotlamo e hipfisis, la liberacin de ACTH, lo que a su vez reduce la sntesis de cortisol. Y as los niveles de cortisol, lejos de incrementarse sin fin, per-manecen estables. Hacia el final de la gestacin, en cambio, el cortisol carece de ese efecto minuente en el feto, sin que sepamos la razn. En

consecuencia, los niveles fetales de ACTH

y cortisol y, por ende, los niveles ma-ternos de estrgenos aumentan durante la ltima parte del embarazo de la oveja. Al final, la concentracin de estrgenos de la madre ha alcanzado un valor alto y, uno bajo, los niveles de progesterona; es lo que se exige para desencadenar los mecanismos y procesos que desembocarn en el parto.

Mas, cuando se crea poder ajustar esquema tan coherente, se descubri que cierta propiedad central no era aplicable a los humanos. Lo mismo que en la oveja, el cortisol fetal es-timulaba la maduracin pulmonar de los fetos humanos; la administracin de frmacos con accin corticoesteroi-dea a las mujeres en par to prematuro reduca la probabilidad de que el beb nazca con dificultades respiratorias. Pero el cortisol no ejerca ningn efecto sobre el parto ni induca el

estmulo del parto en las mujeres encinta.

Hoy observamos que la CRH con-trola la produccin fetal de cortisol y la sntesis placentaria de estrgeno y, por tanto, las transformaciones uterinas y cervicales en la mujer y en la oveja. Lo sorprendente es que la mayor parte de la CRH humana se sintetiza en la placenta, no en el hipotlamo fetal. Adems la hormona estimula la secrecin placentaria de estrgeno por una va distinta de la observada en la oveja y otros mam-feros no primates.

Los primeros indicios de que la CRH placentaria humana inter-vena en los procesos y transforma-ciones que desembocan en el parto aparecieron en los aos ochenta. Por entonces, el equipo de Tamotsu Shibasaki descubri que la placenta

humana contena CRH. Se entender su sorpresa, pues se vena aceptando que el encfalo era la nica fuente de esta hormona.

Al poco, otros equipos demostra-ron que la concentracin de CRH placentaria creca hasta dejarse ver en la sangre materna hacia el final del embarazo, para luego desaparecer, lo que revelaba una posible funcin en la preparacin del parto. En la segunda mitad de ese decenio, se comprob que las mujeres abocadas a un parto prematuro presentaban una concentracin sangunea de CRH en el momento de la expulsin ms elevada que las mujeres en la misma semana de gestacin pero que no haban parido antes de plazo.

Por esas fechas, Mark McLean entr como doctorando en mi laborato-rio. Se haba propuesto desentraar la relacin entre CRH e inicio de

Glndulasuprarrenal

ACTH

Hipotlamo

Hipfisis

PlacentasESTROGENO HACIA LA CIRCULACION MATERNA

CRH

Pulmones

CORTISOL

2. LOS ACONTECIMIENTOS INDUCTORES del parto los controla el cerebro del feto en la mayora de los mamferos, oveja incluida. Mediada la gestacin, el hipotlamo fetal empieza a secretar CRH y estimula la liberacin hipofisaria de adrenocorticotropina (ACTH), que a su vez estimula la secrecin de cortisol por las glndulas suprarrenales fetales. El cortisol facilita la conversin pla-centaria de progesterona en estrgeno en la oveja, que pasar a la madre. A concentraciones elevadas, el estrgeno inicia la parturicin: la preparacin del tero y del crvix para el parto. Mientras tanto, el cortisol tambin estimula la maduracin pulmonar fetal.


DHEA-S

CORTISOL

Pulmones

ACTH

Hipotlamo

Hipfisis

Placenta

CRH

CRH

ESTROGENO

HACIA LACIRCULACIONMATERNA

Zonasuprarrenal

fetal

Zonasuprarrenal

del adulto

los procesos facilitadores del parto. Tom muestras sanguneas de medio millar de mujeres a lo largo de su embarazo, midi la concentracin de CRH y despus comprob si sta guardaba relacin con el momento del parto. La ejecucin del proyecto, muy laboriosa, llev varios aos. A media dos de los noventa, terminaron los anlisis.

A primera vista los resultados no aportaban ninguna sorpresa. Se confirmaba que la concentracin de CRH en sangre materna creca con el progreso de la gestacin y se aada el descubrimiento del aumento expo-nencial de los niveles durante el em-barazo. Pero cuando estudiamos los resultados con mayor detenimiento, dimos con algo de sumo inters, a saber, los valores de CRH entre la decimosexta y la vigsima semana de embarazo (los ms precoces que nues-tras herramientas permitan detectar) predecan con bastante aproximacin el momento del parto en cada mujer. Por si fuera poco, las mujeres que presentaban los niveles ms elevados tenan una mayor probabilidad de parto prematuro; las que mostraban los niveles ms bajos, una mayor probabilidad de parir ms tarde de la cuenta.

En otras palabras, McLean haba descubierto un reloj que se sin-cronizaba en una fase precoz del embarazo y controlaba la velocidad a la que avanzaba ste. La cantidad de CRH en la sangre materna hara las funciones de las manecillas. Quedan ahora escasas dudas de que la pro-duccin de CRH controle la duracin del embarazo, aunque no debamos entonces descartar la posibilidad de que la CRH placentaria fuera un mero producto acompaante o un marcador de algn otro proceso que realmente orquestara los procesos que desembocan en el parto.

3. EL CONTROL DE LOS PROCESOS uterinos y cervicales que desembocan en el parto difiere en humanos del observado en la oveja. La CRH no proviene slo del hipotlamo fetal; su mayor parte se sintetiza en la placenta. La accin de la CRH sobre la hipfisis fetal incrementa la produccin de cortisol en la glndula suprarrenal fetal, como ya ocurra en la oveja, pero el cortisol no estimu la la fabricacin placentaria de estrgenos nece saria para promover los procesos uterinos y cervicales que conducen al parto. Le incumbe promover la maduracin pulmonar fetal y coadyuvar en el mantenimiento de la produccin placentaria de CRH. La CRH de la placenta y la ACTH de la hipfisis fetal estimulan la secrecin de sulfato de dehidroepiandrosterona (DHEA-S) que la placenta convertir en estrgeno.

INVESTIGACIN Y CIENCIA, mayo, 1999


Msculo uterino (miometrio)

Msculo uterino (miometrio)Circulacin maternal

Crvix

Crvix

Crvix

Colgeno

Utero

Clulas musculares lisas

ESTROGENOPROGESTERONA

PROSTAGLANDINAS

Fibra de colgeno

Enzimasque degradan

el colgeno

Unionesmedianteconexinas

Receptoresde oxitocina

ANTES DE LA FASEPREVIA AL PARTO

DURANTE LA FASEQUE CONDUCE AL PARTO

Clulas musculares lisas

4. EL ESTROGENO tiene muchos efectos sobre el tero y el crvix de los mamferos. Durante la mayor parte de la gestacin, la progesterona materna mantiene las clulas musculares uterinas relajadas y determina que las resistentes fibras de colgeno sellen el crvix (izquierda). Ocurre que el brusco aumento de la concentracin de estrgeno hace que las clulas musculares uterinas presenten receptores para la

oxitocina, una hormona que estimula la contraccin de estas clulas durante el parto (derecha, arriba). El estrgeno insta la sntesis celular de conexinas, que conectan elctricamente a las clulas permitiendo su contraccin sincrnica durante el parto. Las prostaglandinas, a su vez, inducen la produccin cervical de enzimas que digieren el colgeno (derecha, abajo). Estas enzimas ablandan el crvix.

Los resultados fueron ms intere-santes de lo que pudiramos habernos imaginado. Adems de permitirnos ahondar en el conocimiento de la ltima fase de la gestacin, me-diante la determinacin precoz de los niveles de CRH en el embarazo sealaban el camino para identificar a las mujeres con un mayor riesgo de parto prematuro. Identificacin

que facilita el seguimiento de las mujeres que deberan alumbrar en un centro equipado con unidades de cuidados intensivos neonatales. Y otra va abierta: posibilidad de ensayos sistemticos con nuevos tra-tamientos preventivos, mediante la comparacin de poblaciones equi-valentes de mujeres en situacin de riesgo de parto prematuro a las que

se administrara el tratamiento o se dejaran sin tratar.

No se realizan todava anlisis ru-tinarios de CRH. Se estn sopesando los mejores mtodos de medida y el momento apropiado para tales pruebas. La concentracin de CRH vara bastante de una mujer a otra. Una concentracin normal o baja no garantiza un parto a trmino. Podra

suceder que, aunque la concentracin inicial de CRH no fuera elevada, las infecciones del feto y otros epi-sodios promovieran un parto antes de plazo.

Por qu predomina la idea de que la CRH placentaria desempea un papel crucial en la determinacin del momento del parto y no se trata de un mero marcador de otro proceso regulador ms potente? La respuesta hay que buscarla en el descubrimiento de la cascada molecular desencade-nada por esta hormona y que conduce al incremento de la concentracin de estrgenos requerido para el parto.

Una vez establecido que los mecanismos transformantes de tero y crvix en humanos estaban regulados por un proceso distinto del de la oveja, muchos grupos se lanzaron al estudio de los primates. Los experimentos con simios y an-tropoides son ms complicados que los estudios con ovejas, pero son los nicos que, con nosotros, tienen placenta productora de CRH durante el embarazo.

A finales de los ochenta, el labo-ratorio del autor y el de Robin S. Goland, de la Universidad de Co-lumbia, estudiaron estos procesos en los babuinos. Sin previo acuerdo, descubrieron que en los babuinos los niveles se incrementaban rpidamente al principio del embarazo, para luego permanecer constante durante el resto de la gestacin; en gestantes huma-nas se da un incremento continuo de las concentraciones de CRH. La observacin no pareca encerrar mayor trascendencia hasta que, cierto da de 1996, en el transcurso de un congreso internacional de endocrinologa, al que asistieron Eugene D. Albrecht, de la Universidad de Maryland, y Gerald J. Pepe, de la Escuela M-dica del Este de Virginia, expertos en gestacin de los babuinos, disert sobre el desarrollo de las glndulas suprarrenales fetales.

Se saba ya que las glndulas su-prarrenales del feto en los prima-tes diferan de las de la oveja y del primate adulto. En la glndula

supra renal de ste se reconocen una mdula central y una corteza exte

Investigación y ciencia 272 - Mayo 1999

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