Libros, grutas y arqueólogos (actualización)

A finales del 2006 escribí un post sobre las grutas de Mogao, un complejo sin interés espeleológico pero de enorme valor cultural. Comentaba en ese momento lo siguiente (corregido en detalles a partir de los comentarios).

Al misal de Constanza (1450) y a la famosa biblia de Gutenberg les corresponde el honor de ser los primeros libros impresos con el sistema de tipos móviles, mientras que anteriormente era necesario esculpir, generalmente en madera, las planchas que se usarían para imprimir en serie cada página. Pero eso fue en Europa. Como en todas estas cosas, en el continente asiático todo se había hecho antes. Parece que los tipos móviles habían sido inventados por un tal 畢昇 (pronúnciese 毕升) allá a mediados del siglo XI y que eran de arcilla endurecida al fuego.

Pero hoy quería hablarles del libro impreso más antiguo que se conoce y de su peculiar aventura. Se trata, cómo no, de un libro chino y ha podido datarse con exactitud: año 868, hace 1138 años.
Donde cuento la aventura desde descubrimiento por Occidente de las grutas de Mogao y su contenido, hoy amenazadas por el viento, la arena y el turismo
La historia comienza en un lugar perdido en medio del desierto del Gobi, a cuatro días de camello de Dunhuang, una población del Norte de China donde confluían los caminos norte y sur de la Ruta de la Seda (8000 km de nada para conectar todo el Sur del continente asiático). Ese lugar se ha llamado de varias formas; entre ellas las Grutas de los Diez Mil Budas o, con algo menos de espectáculo, las grutas de Mogao. Se trata de un gran complejo de santuarios excavados en un cortado rocoso de algo más de 1.5 km de longitud. Fue un lugar estratégico donde los viajeros invocaban protección ante el incierto futuro que suponía internarse en el desierto de Taklamakan o, para los que hacían la ruta de Oeste a Este, para agradecer el regalo de haber sobrevivido.
El origen de los santuarios se remonta a mediados del siglo IV, cuando al monje Lo-tsun se le aparecieron mil Budas simultáneamente convenciéndole, supongo que por abrumadora mayoría, de la oportunidad de decorar las grutas con imágenes y textos sagrados. Poco a poco las grutas existentes fueron decoradas hasta alcanzar más de mil, de las cuales quedan actualmente algo menos de la mitad.

Este lugar atesoró pinturas y esculturas durante más de un milenio, circunstancia desconocida para los europeos hasta primeros del siglo XX. Antes había estado allí algún aventurero y explorador como el ruso Nikolai Mikhaylovich Przhevalsky, o el húngaro Lajos Loczy, ambos pioneros en la exploración de las remotas regiones del Tibet e Himalayas (remotas para nosotros, claro).

Una pequeña parte de las grutas en una foto antigua
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El caso es que un 12 de marzo de 1907 apareció en Dunhuang un notable personaje llamado Marc Aurel Stein. Stein fue un explorador sobresaliente que acabó siendo nombrado Sir por el gobierno británico (aunque era húngaro de nacimiento) y doctor honoris causa por Oxford y Cambridge, además de obtener la medalla de oro de la Royal Geographic Society. Nada raro porque Stein abasteció durante décadas al Museo Británico con tesoros traidos de sus expediciones al Taklamakan, en viajes imposibles donde lo mismo atravesaba el Karakorum que excavaba en invierno con temperaturas glaciales.

Stein con su perro y su peculiar equipo arqueológico
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Stein quería ver las grutas poco menos que en plan turista porque acababa de descubrir en las profundidades del desierto de Lob lo que parecían ser restos del extremo occidental de la Gran Muralla (y que, por cierto, lo eran, con 2000 años de antigüedad y 500 km de longitud).
Allá le cotillearon que había un monje llamado Wang Yuanlu que ejercía de guardián de las grutas y que había encontrado una biblioteca en una cueva antes desconocida. Al oir la historia, a Stein se le pusieron las orejas como a un perro perdiguero y se acercó a las cuevas para encontrar que el monje estaba ausente y que la gruta en cuestión estaba cerrada a cal y canto con una sólida puerta.
Mientras esperaba al monje taoísta, le contaron que había miles de manuscritos y que la puerta había sido puesta por orden del gobernador de la provincia, al que había llegado la noticia.

Stein se dedicó en las semanas siguientes a engañar al monje. Primero le ofreció dinero (donaciones para restaurar el lugar), intentó halagarle fingiendo lo interesado que estaba en las restauraciones (parece que horribles) y finalmente logró interesarle hablandole de un santo que reverenciaba, Con esta última estrategia consiguió ganar su confianza hablándole de los lugares que había visitado en pos del santo (muy viajero al parecer). Wang acabó enseñándole algunas pinturas donde el santo salvaba libros sagrados sacándolos de India y llevándolos a China lo que sirvió para convencerle de que Stein había llegado en el momento justo de examinar los antiguos textos y sacarlos del olvido. El momento en el que Wang abre la cueva a Stein queda reflejado en su relato: “una apretada masa de manuscritos enrollados y apilados en estratos sin orden surgió bajo la luz de la pequeña lámpara del monje. Alcanzaban los tres metros de altura y llenaban ciento cincuenta metros cúbicos como pude medir posteriormente” (luego se supo que contenía unos 40000 documentos).

Wang no le dejó sacar los manuscritos aunque sí examinarlos uno a uno en una pequeña cueva vecina. A eso se dedicó Stein durante meses, encontrando que los rollos estaban en un perfecto estado de conservación. Seleccionaron cientos de ellos convenciendo a Wang de que los llevarían a un “templo del saber” en Inglaterra a cambio de una donación al santuario. Al cabo de un año y medio, una pequeña caravana con 24 cajas llenas de manuscritos y 5 más con pinturas sobre seda llegaron a la British Museum Library (luego British Library).

Entre estas riquezas estaba el Sutra del Diamante, el libro impreso más antiguo que se conoce. La datación se debe a que la fecha está escrita en el rollo de casi cuatro metros de largo: “décimotercer día del cuarto mes del noveno año de Xiantong” que, con la misma velocidad que yo, habrán identificado sin dificultad como el 11 de mayo del 868.
El rollo está impreso a partir de 7 bloques de madera. La técnica era, al parecer, pintar los caracteres sobre papel. Este se superponía a un bloque de madera con lo que se transfería la imagen especular de lo escrito. Sólo quedaba rebajar a mano la tabla para poder imprimir cientos o miles de copias. Actualmente, el Sutra del Diamante se expone en el Museo Británico muy cerca de la biblia de Gutenberg. Lógicamente, mientras Stein fue un arqueólogo heroico para Occidente, en China se le considera un vulgar saqueador.

Pero no se retiren aún. Rebuscando por internet encuentro un par de maravillas. La primera es el Digital Archive of Toyo Bunko Rare Books, donde encontramos el original escaneado y pasado por OCR de The Thousand Buddhas de Stein con magníficas imágenes. La otra es el Sutra del Diamante también escaneado y que podemos desenrollar a voluntad en Turning the pages de la British Library junto con otros 14 libros excepcionales. Finalmente, la Biblia de Gutenberg no ha sido menos y ha sido digitalizada por la Universidad de Texas.Actualmente The International Dunhuang Project está en proceso de digitalización de miles de documentos dispersos por varios países. Piérdanse un rato por sus páginas.

Al día de hoy

Hubo que esperar hasta 1987 para que el complejo de Mogao fuera declarado World Heritage Site por parte de la UNESCO. Ahora me entero por Science de que las grutas, con sus 45000 metros cuadrados de murales, deben ser protegidas, no sólo de los turistas y depredadores varios (lo cual no es sorprendente) sino del propio entorno que las conservó durante siglos. Este mismo año 2008, se han aprobado 38 M$ para protegerlas de tres amenazas: las sales que cristalizan sobre la superficie de las pinturas murales, el calor y respiración de las hordas de visitantes y la arena del desierto que las rodea.

Las grutas han sido dañadas por personas y por filtraciones de agua pero ahora la mayor amenaza es la arena. Mogao está al borde del desierto de Kuntag y le llegan continuamente vientos cargados de arena desde la "montaña" de Mingska, una gigantesca duna de 170 m de altura situada a pocos km al Oeste. Esta arena transportada por el viento ya había tapado en las últimas décadas una parte de las cuevas que fueron recuperadas con dificultad en los años 60. Aparte de esto, la gran duna se está moviendo y lo hace hacia las grutas.

Para detener o al menos reducir el aporte de arena, a finales de los 80 se tendió una tupida malla de casi 5 km de longitud al borde del acantilado sobre las grutas. El éxito fue importante ya que se estima que detiene un 60% de la arena que antes caía sobre las paredes donde están las cuevas. Posteriormente se ha intentado detener el avance de la gran duna mediante la plantación de una barrera vegetal, comenzada a mitad de los 90. Actualmente se prueban barreras de piedras en un intento de frenar los flujos de arena sobre las planicies sobre la garganta, también por encima de las cuevas. Se espera que estas medidas consigan frenar la erosión y el relleno permitiendo su conservación. Si la duna sigue su camino será necesaria una enorme intervención pero por el momento parece que lo realizado es suficiente a medio plazo.

Kamchatka

Aprovechando que Jacob (el colega con el que hicimos el último trabajo de vientos y pardelas) ha estado en la península de Kamchatka trabajando, cómo no, con pájaros, os pongo sólo tres de sus fotos para que sirvan de anzuelo y visiteis la colección en su album web. Yo estuve viendo frailecillos este domingo en el Oceanario de Lisboa pero temo que no sea lo mismo.
Nota: las fotos son grandes y con buena definición, pinchad encima para ampliar, especialmente en la primera.

Fratercula cirrhata o aterriza como puedas

Problemas de vivienda

La historia de Arthur Gordon Pym (los que hayan leído a Poe sabrán la razón)

Cómo se hizo "Las pardelas tienen GPS pero no le hacen caso" (3): el tiempo

Saludos desde las Azores, aqui va la última entrada de la serie

Los ángulos de vuelo

Durante la realización del trabajo encontramos otros datos menos espectaculares pero también interesantes. Por ejemplo, que las pardelas vuelan preferentemente a 45º respecto a la dirección del viento. No les gusta volar con viento de cola, posiblemente por falta de sustentación. Para llegar a este resultado (en realidad, lo primero que hicimos) se realizó lo siguiente:

• se individualizaron todas las trayectorias de las pardelas día a día.
• en cada posición diaria se calculó el coste de volar en todas direcciones con el viento que hubo ese día concreto.
• se calculó el ángulo entre la trayectoria de vuelo real y la de mínimo coste

El cálculo individual de cada ángulo puede representarse gráficamente como en el figura de abajo donde ese ángulo es de unos infrecuentes 90º.

Fig. 1. Cálculo de los ángulos de vuelo respecto a la dirección de mínimo coste. Los tonos representan el coste de viajar estando en el punto central azul en ese día concreto. Lo más económico en este caso sería viajar hacia el Oeste (penacho claro).

De aquí, por cierto, viene la expresión "surfear" sobre el viento ya que el movimiento de los surferos es similar: la ola avanza en una dirección y ellos se mueven lateralmente sobre su frente. Si su velocidad es similar a la del frente de la ola la resultante es también de unos 45º.

Puertas temporales

Durante sus viajes hacia el Sur, las pardelas cruzan una zona tan especial como el triángulo de las Bermudas, sólo que ésta existe. Se llama Zona de Convergencia Intertropical (ITCZ en inglés). Se trata de un cinturón de bajas presiones que las aves deben atravesar en su primer movimiento desde África al NE de Brasil.

Encontramos que en la ITCZ Atlántica hay una zona donde se producen unos vientos del Oeste estacionales que suelen llamarse westerlies. En la figura de abajo aparecen justo por debajo de la zona azul (vientos flojos y calmas).

Fig. 2. Época de westerlies en la ITCZ.

Las calmas y los westerlies pueden suponer una barrera al tránsito de estas aves. Las primeras porque su forma de vuelo se beneficia de vientos moderados y los segundos porque se oponen frontalmente a su dirección de desplazamiento.

En algún momento en los meses de otoño estos vientos desaparecen y las calmas dejan huecos por donde las aves pueden pasar.

Fig. 3. Un par de semanas más tarde los westerlies han desaparecido y las calmas se fragmentan.

¿Qué ocurre en ese momento? Abajo tienen la respuesta. Las barras negras son la frecuencia de westerlies y las rojas las de paso de las pardelas por la ITCZ.

Fig. 4. Histograma donde se superponen los westerlies y los pasos de las pardelas por la ITCZ.

Observarán que las pardelas comienzan a pasar justo cuando los westerlies se debilitan y desaparecen. Ese gráfico es de sólo un año y ahora estamos analizando todos los disponibles (desde 1999) y todo encaja aunque, lamentablemente, no hay datos de paso de pardelas en todos los años.

Por este motivo hemos hablado de "puertas temporales", una expresión tan periodística como la de "autopistas del viento" pero que tienen una sólida realidad detrás.

¿Y ahora qué?

Bueno, pues ahora estamos redactando dos trabajos de ampliación. Uno ha sido presentado en un congreso que se celebra estos días en Sudáfrica. El otro lo terminaremos en septiembre y va dirigido a una revista que quiere sacar un monográfico sobre migración pajaril. Nuestra intención es seguir con este tema afinando los modelos que, aunque funcionan bien, no contemplan variables que penalizan el vieja como el tiempo o la distancia.

Tareas de difusión

El trabajo ha sido ampliamente recogido en los medios de prensa, tanto digital como convencional, el miércoles pasado. También nos han hecho una docena de entrevistas de radio. Todo es efímero y, por supuesto, no contribuye a nuestro curriculum académico. Creemos, sin embargo, que la traducción de este trabajo para su difusión en medios no científicos es importante y por eso invertimos cierto esfuerzo en ello ayudados por los gabinetes de difusión del CSIC. Las conclusiones a las que llegamos son que un trabajo como este puede interesar como tema periodístico y tal vez contribuir a mejorar eso que hemos llamado ya alguna vez percepción social de la ciencia.

[NC] Hongos y Parkinson

NC significará "noticias de ciencia" que pretendo salgan periódicamente a partir de ahora. Traduciré/adaptaré brevemente noticias que considero de relevancia para darles, en mis minúsculas posibilidades, algo más de eco y difusión.

El artículo de hoy se publica en el Journal of Clinical Investigation del 14 de agosto y habla de algo muy importante: la enfermedad de Parkinson (EP) y su tratamiento.

Se comprueba que una proteína exclusiva de los hongos elimina los agregados proteicos propios de la enfermedad de Parkinson en ratas.

La EP es una afección neurodegenerativa y letal que actualmente no tiene cura. Se produce por una pérdida progresiva de células nerviosas productoras de dopamina y se caracteriza por la aparición de agregados de una proteína llamada alfa-syn en el interior de esas células. En otros trabajos previos se ha planteado que estos agregados proteicos contribuyen al desarrollo de la EP por lo que un producto que inhibiera o revirtiera su formación podría hacerlo con la propia enfermedad.

Un grupo de investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Lausanne y la Universidad de Pennsylvania ha encontrado que una proteína exclusiva de los hongos, la Hsp104, reduce espectacularmente tanto la formación de agregados alfa-syn como la degeneración neuronal. Esta proteína no tiene equivalente en otros organismos y los autores consideran que puede ser un buen candidato para el tratamiento de la EP y otros trastornos similares en humanos. Lógicamente será necesario aún realizar los estudios clínicos que garanticen que su introducción en el cerebro no tiene riesgos sanitarios secundarios a largo plazo.

Las perspectivas son buenas ya que la Hsp104 se tolera excepcionalmente bien tanto en cultivos in vitro de neuronas como en los cerebros de las ratas transgénicas usadas en los estudios.

El trabajo original está disponible en PDF:

Lo Bianco, C. et al., 2008, Hsp104 antagonizes alfa-synuclein aggregation and reduces dopaminaergic aggregation in a rat model of Parkinson disease. The Journal of Clinical Investigation, 11 p.

Cómo se hizo "Las pardelas tienen GPS pero no le hacen caso": el espacio.

El artículo en PLoS ONE ya está disponible: Ocean surface winds drive dynamics of transoceanic aerial movements. PLoS ONE 3(8): e2928. Su contenido puede separarse en dos partes, una relativa al espacio (esta) y otra relativa al tiempo (para dentro de unos días).
Otra cosa que quiero comentarles es que este tipo de trabajo lo realizamos como "especialistas en temas generales", valga la ironía. No somos especialistas en esto porque "esto" no es una especialidad. Se trata de trabajos donde hay que montar un puzzle de disciplinas diversas: zoología, satélites, meteorología, estadística, simulaciones... y eso nos gusta mucho. El riesgo es que podemos meter la pata con más facilidad que si nos dedicáramos a una fracción minúscula de alguna disciplina que domináramos a la perfección. La ventaja es que nos lo pasamos estupendamente y a veces, sólo a veces, salen resultados interesantes que merece la pena contar.

Los comienzos

En verano de 2003 terminaba una clase sobre modelos y sistemas de información geográfica en un máster en Barcelona. Había hablado sobre vientos medidos desde satélites y sobre dispersión de plantas sobre los océanos del hemisferio Sur, un trabajo aún sin publicar en aquel momento. El auditorio estaba más formado que yo en bastantes cosas: físicos, biólogos, geógrafos..., muchos ya profesionales y trabajando en sus campos respectivos. Al finalizar, Jacob se acercó y me comentó que trabajaba con aves migratorias y que se le había ocurrido una idea.

Pardelas, albatros y demás parientes

Hay un grupo de aves que son estrictamente oceánicas. Tanto que pueden pasarse semanas en el aire y en el agua y sólo se posan en tierra cuando llega la hora de anidar, que ahí ya no les queda más remedio. En inglés se les llama ocean wanderers, vagabundos del océano. Los albatros son un buen ejemplo: dos o más metros de envergadura y un magnífico dominio del vuelo aprovechando los vientos a baja altura, como haciendo surf sobre las olas.

Fig. 1. Pardela cenicienta aka Calonectris diomedea.

Las pardelas son algo más pequeñas pero como voladores tampoco se les da mal. Tanto es así que a mediados de otoño abandonan sus cuarteles de verano en Baleares, Azores, Cabo Verde o Canarias e inician un viaje de varios miles de kilómetros para llegar a su refugio invernal en las costas de Sudáfrica donde un afloramiento de aguas frías les garantiza alimento. A finales del invierno retornan Atlántico arriba llegando a vagabundear por los límites septentrionales del Mar del Norte.

¿Dónde están las pardelas?

El periodo de cría es la única época en la que estos bichos pueden ser capturados. Los biólogos que se dedican a esto los trincan en sus nidos (lazo al cuello y guantes gordos por si acaso) y les ponen unos artilugios llamados geolocalizadores (bird loggers en guiri). Un geolocalizador es un pequeño aparato electrónico impermeable formado por una batería, una célula fotoeléctrica, un reloj, una memoria, un sensor de agua y un chip que gobierna el conjunto. Los geolocalizadores se fabrican bajo pedido en el Antarctic & Marine Engineering Department y, cómo no, tienen modelos a elegir. El llamado Mk13 mide 20x9x6.5 mm, pesa 1.8 gramos y la duración de su batería llega a los 3 años. Si nos vamos hasta los 3.6 g de peso encontramos modelos con 6 años de batería más un sensor de temperatura.

Fig. 2. Arriba: geolocalizador con la anilla de fijación, abajo: colocado en la pata de un albatros (fotos tomadas de aquí).

Lamentablemente más de un tercio de los geolocalizadores se pierden cada año y es necesario reponerlos continuamente. Cada año, en la época de cría, nuestros biólogos preferidos se van a las islas donde están las colonias de cría y sustituyen los artilugios. Luego, ya con más tranquilidad, los datos se descargan en un ordenador y se procesan.

¿Cómo se puede saber donde ha estado un pájaro? El geolocalizador proporciona un registro casi continuo de la luz ambiental similar al de la figura inferior, sólo que de todos los días de un año. Cada minuto se toma una medida aunque sólo se almacena la lectura máxima de luz por periodos de 10 minutos.

Fig. 3. Ejemplo de los datos registrados por un geolocalizador.

En esos tres días del ejemplo tenemos la duración del día y la noche y las horas GMT del orto y del ocaso registradas con el reloj del geolocalizador. Pueden aparecer efectos como en el primer día, donde ha habido dos episodios de nubes que hacen bajar el nivel de luz. Ocasionalmente aparecen luces en la noche que se producen cuando el pájaro se acerca a las pesquerías que usan focos para atraer a los peces. Otras veces la luz oscila en los minutos crepusculares debido a que el pájaro vuela a ras de las olas que ocultan el Sol, muy bajo sobre el horizonte.

Dado que conocemos fechas, horas y luz, tenemos todo lo necesario: la latitud se estima por la duración del día y la longitud por las diferencias entre la hora del reloj (TMG) y la hora local (el mediodía local coincide con el punto medio del periodo de luz).

Una consecuencia de este método de medida es que la fiabilidad de las estimaciones es muy baja en los periodos próximos a los equinoccios, cuando el día dura más o menos lo mismo en cualquier latitud y pequeños cambios en la duración del día representan latitudes muy diferentes. Los datos de estos periodos suelen ser descartados. La longitud, en cambio, es bastante más fiable en todo el año ya que depende esencialmente de la exactitud del reloj interno.

El resultado final tiene una incertidumbre muy variable pero por dar una cifra, puede estar entre 80 y 150 km. Esto puede parecer algo poco exacto pero es suficiente dada la escala del estudio y se mejora en el postproceso de los datos que, no lo olvidemos, forman una trayectoria que debe ser coherente en tiempo y espacio.
Ya de paso contesto a una posible y razonable pregunta: ¿por qué no se usan GPS para marcar las pardelas? Pues por dos razones: son muy caros y pesan demasiado. Los GPS activos o pasivos son mucho más precisos (unas decenas de metros) pero sólo pueden montarse sobre aves grandes, como buitres o albatros. Un peso excesivo puede tener una influencia negativa en la supervivencia del pájaro, algo que lógicamente debe evitarse.

Una ruta extraña

En nuestro trabajo analizamos las rutas migratorias de pardelas que "bajan" desde las Islas Canarias y Azores hasta Sudáfrica y Namibia. La ruta más corta sería hacer un primer tramo hacia el Sur ante las costas de Mauritania y Senegal y, una vez ante el Golfo de Guinea, doblar hacia el Sudeste para ir directamente a las costas de Sudáfrica.
Según los datos de los geolocalizadores, las pardelas no hacen esto sino que, pasada Mauritania, atraviesan al Atlántico hacia el Nordeste de Brasil, siguen las costas de este país y a unos 20-25º de latitud Sur giran al Este para volver a atravesar el Atlántico y llegar por fin a su destino. La figura siguiente representa esa ruta.

Fig. 4. Las zonas en blanco representan las rutas migratorias desde Azores y Canarias hasta Sudáfrica. La tono más o menos claro representa la concentración de rutas individuales en cada lugar. Las líneas horizontales son el Ecuador y los Trópicos de Cáncer y Capricornio.Esta ruta amplía el viaje desde unos 7600 km hasta unos 11800. Aunque la ruta se completa con rapidez, a una media de más de 800 km/día, es difícil justificar ese 55% de más, ya que teóricamente debería usarse la vía más económica en términos de energía.

Resumiendo: las pardelas saben dónde van pero eligen un camino mucho más largo de lo aparentemente necesario.

¿Explica el viento la ruta migratoria?

Suponer que el viaje directo es la solución más económica sólo es correcto en ausencia de viento. En ese caso, el esfuerzo de moverse es igual en todos los lugares y en todas direcciones. En cambio, cualquiera que haya usado una bicicleta sabe que cuando hay viento las cosas cambian en función no sólo de si nos sopla de frente, de lado o de espaldas, sino también de su velocidad.

Y sobre el océano hay viento, claro. Por suerte, como ya comenté en otro momento, hay un satélite que lo mide diariamente y cuyos datos son gratuitos y pueden descargarse vía internet. El QuikSCAT toma, entre otras variables, la velocidad y acimut del viento con una resolución de 25 km (12.5 más recientemente). Son cifras y más cifras con las que pueden hacerse mapas como el de la figura inferior.

Fig. 5. Viento sobre el Atlántico Sur en el día 261 del año 2002. Las flechas indican el acimut (pulsar encima para ampliar) y la escala de colores la velocidad, creciente desde el violeta (calmas) hasta el rojo (más de 90 km/h).

Buscando respuestas

Si se fijan bien en la figura anterior verán que el viaje directo desde las costas de Senegal hasta Sudáfrica se realizaría con vientos de frente. Estos vientos son constantes y supusieron un obstáculo muy serio a los viajes de los navíos portugueses en su exploración de la costa occidental de África a partir del siglo XV. Los viajes se hacían siempre a la vista de la costa (cabotaje) ya que la navegación de altura era imposible.
La hipótesis que nos planteamos comprobar es si los pájaros siguen la ruta de mínimo coste sobre el viento y eso les lleva a elegir rutas aparentemente no óptimas por su gran longitud pero tal vez adecuadas para "surfear" sobre el viento.
Para comprobar esto, seguimos los siguientes pasos:

1. Individualizar la ruta de cada pardela y etiquetar cada punto con su localización y su fecha.
2. A partir de los datos del QuikSCAT se extraen los vientos para toda la zona para cada día implicado en las trayectorias.
3. Se calculan los caminos de mínimo coste matemático para llegar desde Canarias a Sudáfrica en cada día en que los diferentes pájaros están de viaje.
4. Se construye un mapa equivalente al mostrado más arriba (Fig. 4) con la concentración de rutas óptimas.
5. ¿Se parecen los dos grupos de rutas? Hay que responder a esta pregunta estimando de alguna forma la significación estadística de su similitud (o su diferencia, como se quiera).

Las tareas 1 y 2 son rutinarias y se realizan con programas de SIG (sistemas de información geográfica) y proceso de imágenes. La lectura de los datos QuikSCAT es tediosa porque usan un formato para su distribución que no es fácil de leer (HDF, Hierarchical Data Format) y debe ser transformado dos veces para su proceso con el SIG.

La tarea 3 se realiza en dos pasos. El primero es calcular el coste de llegar desde el punto de salida a cada uno de los demás presentes en la zona de estudio. Estos modelos de coste anisotrópico tienen en cuenta la velocidad y acimut del viento y permiten, en un segundo paso, trazar la ruta óptima entre el punto de salida y el de llegada.
Calculadas las rutas óptimas para cada día de viaje (casi un centenar) se construye el mapa general (Tarea 4) mediante una función que usa la densidad de líneas (rutas) en cada punto del mapa. El resultado lo vemos abajo.

Fig. 6. Representación de las rutas óptimas para viajar desde Canarias a Sudáfrica sobre los campos de viento. Hay zonas donde hay caminos equivalentes más o menos dispersos; al contrario, en la costa SE de Brasil las rutas se agrupan.

Es bastante evidente que las rutas de las figuras 4 y 6 se parecen mucho pero este tipo de percepciones no suele ser aceptada sin algo de estadística que lo justifique. La tarea 5 consistió en desarrollar un test que nos diera una idea de esta que punto la coincidencia en el trazado de las rutas puede deberse al azar.
Este test, en principio, no existe, pero estamos llenos de buenas ideas :-)
La cosa se resolvió de la siguiente manera (estadísticos, afilen sus navajas):

1. Las zonas que representan las rutas reales (Canarias) y las alternativas se convierten en sendas líneas trazadas siguiendo las zonas de máxima densidad. Lógicamente, los puntos inicial y final son los mismos.
2. Se calcula el área entre estas dos líneas, S(0); este área sería nula si ambas líneas coincidieran lo cual no es el caso.
3. Se trazan 10000 rutas alternativas de forma más o menos aleatoria (ver más abajo).
4. Se calculan las áreas entre cada una de estas rutas y la ruta óptima, S(1) a S(10000).
5. Se ordenan las 10001 áreas de menor a mayor y se localiza la posición de S(0) en el conjunto.
6. Esa posición nos da el valor de P y, en nuestro caso, P=0.001. lo que significa que sólo en un caso por cada mil se encontraría por azar una trayectoria real tan cercana o más a la óptima.
   

¿Qué significa eso de "más o menos aleatoria" del punto 3? Recordemos que esta prueba compara posibles rutas que hubieran podido seguir las aves en su migración. Estas rutas no pueden construirse de forma completamente aleatoria porque los bichos no se mueven así sino que hay una coherencia en los caminos que siguen. Por ejemplo, no el lógico dar por buena una ruta que salte de Brasil a Angola y luego a Uruguay ya que un pájaro no hace eso. Tampoco están permitidas las rutas sobre tierra por lo que hay que introducir una serie de restricciones para que las rutas alternativas sean biológicamente posibles, al menos en teoría. La forma de generarlas está en el artículo en inglés aunque si alguien quiere que lo explique en español que lo diga en los comentarios y la haré. En cualquier caso, si estas restricciones distorsionan la prueba y el valor de P, lo hacen en contra de nuestra hipótesis por lo que consideramos que el resultado es robusto.

Divagaciones

Estos resultados nos están diciendo que las pardelas, que saben a dónde deben llegar, eligen una ruta globalmente óptima, es decir, sin dejarse engañar por las condiciones locales del viento, que en ocasiones podrían animarlas a ir por otro lado. En efecto, otros análisis que no he contado aquí para no alargar la cosa excesivamente muestran que en el día a día, las pardelas no toman necesariamente el camino local óptimo.
¿Cómo saben las pardelas dónde está su meta? ¿Cómo saben que no deben ir por un camino muy diferente al del óptimo global? ¿Cómo está "almacenada" la ruta adecuada en sus pequeños cerebros? ¿La aprenden? No tengo ni idea. El caso es que aquí se pueden plantear esos interrogantes y algunos más y, ya de paso, elucubrar como nos pedía uno de los revisores. A mí me gusta la idea de que los puntos de referencia de las pardelas en sus viajes no son fenómenos orográficos o la vista de la costa sino el propio viento, un sistema de referencia dinámico y flexible. Una prueba circunstancial de esto es que no siguen siempre el mismo camino (por ejemplo, no siempre llegan a las costas de Brasil sino que a veces atajan por alta mar) sino que parecen improvisar dentro de un patrón general. Posiblemente esta flexibilidad pueda deberse a que el viento, aunque sigue patrones generales similares, no es e mismo nunca sino que varía día a día y de un año a a otro.
Actualmente estamos comenzando a introducir nuevas variables en la definición de "ruta óptima". Consideramos que las diferencias entre las rutas reales y las supuestamente óptimas se deben a que los pájaros integran también el tiempo de viaje y/o la distancia. Así, hay que buscar una solución de compromiso donde al tiempo empleado y la distancia total penalicen a partir de ciertos umbrales, cosa que ahora no hacemos. Para comprobar este refinamiento de los modelos estamos analizando rutas diferentes de otras especies y pronto empezaremos a trabajar con bichos que atraviesan el Océano Pacífico.

Historia de un fracaso

Desde el 2003 ha pasado ya mucho tiempo. Una parte se invirtió en el análisis de las trayectorias del albatros gigante en el Atlántico Sur. Este gran pájaro anida en Georgia del Sur y se hace unos centenares de km o más para ir a comer de vez en cuando. Nos planteamos la hipótesis de que la selección del lugar de forrajeo estaría condicionada por el viento en esos días. No fue así. El albatros gigante, el maestro del vuelo, hace lo que quiere y cuando quiere. El viento no parece importarle lo más mínimo y aprender eso nos llevó un año de trabajo.

En el siguiente post les daré una posible respuesta a la pregunta ¿cómo eligen las pardelas el momento de comenzar su gran viaje? Continuará...

Otros posts sobre vientos:

• Vientos del Oeste: Vito Dumas y su inverosímil vuelta al mundo.
• Vientos del Oeste (2): vientos catabáticos en la Antártida.

La razón estrangulada

Acabo de leer el libro de Carlos Elías publicado en Debate (1). Es imposible hacer un comentario de un libro de 450 páginas en un post sin dejárselo uno casi todo en el tintero. Por ese motivo voy a dar hoy mis impresiones generales sin querer entrar en el debate de las ideas que considero, y ya empiezo a confesar, muy discutibles. El libro es entretenido, provocador e "incorrecto" pero eso no significa que todos sus argumentos se sostengan (empezando por el propio título porque la "razón" es esencial en la ciencia pero no es de su exclusivo patrimonio).

La tesis de don Carlos es que la ciencia en nuestro mundo occidental está en declive y que los mayores responsables son los medios de comunicación que transmiten una idea sesgada de la misma que la hace menos popular y atractiva, así como estereotipos nocivos. La causa es, dice, que los profesionales de la información son "de letras", no saben nada de ciencia y su incompetencia o su hostilidad se traduce en un sesgo pernicioso cada vez que hablan de ciencia y de científicos. Es una tesis atractiva para el complejo de Calimero de algunos "de ciencias" y rentable por lo polémica.

Seguramente me anime a hacer un post sobre los capítulos que más me interesan pero no va a ser este mes. Por lo tanto, doy sólo mi impresión general a través de unas pocas cuestiones.

La primera es respecto a la tesis básica ¿está la ciencia en declive? Creo que esa afirmación, que es uno de los pilares del libro, es muy discutible y que Elías, en su intento de justificarla, mezcla la ciencia con la percepción social de la ciencia. Podría haber usado indicadores más directos, globales, completos y fáciles de obtener. Dos podrían ser, por ejemplo, la evolución de la cantidad de científicos o de la propia producción científica. Pero creo que ahí las cifras no apoyarían la afirmación básica del libro.

La segunda cuestión es respecto al método usado para justificar las sucesivas afirmaciones. Elías acusa a los "de letras" de no usar el método científico por desconocimiento pero creo sinceramente que él, conociendo ese método, tampoco lo hace. Justifica sus afirmaciones con casos específicos y muy rara vez con datos suficientes (al menos según mi criterio), completos y de interpretación clara. Usa muchos casos anecdóticos o parciales como prueba pero eso tiene dos problemas: no sirven como tal (son anecdatos) y no son objetivos ya que están expresamente elegidos para apoyar la tesis que se defiende. Creo que eso se hace sistemáticamente a lo largo del libro.

La tercera es sobre la interpretación interesada de los casos que saca a colación. Aquí sí voy a poner un ejemplo porque es breve e ilustra una tendencia general a ver las cosas a través de un cristal coloreado que me ha parecido general en todos los capítulos. Elías dedica el capítulo 4 a mostrar cómo el cine y la televisión denigran o, al menos, dan una imagen sesgada y siempre negativa de la ciencia. Creo que es un capítulo donde casi todo es prescindible: se busca la película y dentro de esta el momento adecuado para apoyar la tesis. Otras películas y otros momentos no se mencionan nunca. Frecuentemente la interpretación es discutible y algo forzada. En algunos casos es algo más que eso: la serie de Harry Potter es anticientífica porque al tratar de magia pretende ponerla por encima de la razón y lo mismo pasa con la Guerra de las Galaxias porque se centra en la "fuerza", algo místico. Elías obvia, no sé por qué, que mucha gente es perfectamente capaz de distinguir la ficción de la realidad aunque no sea de ciencias (/ironía).

La cuarta es que hay partes contradictorias. El autor parece ser capaz de criticar una cosa y la contraria con pocas páginas de separación. Por poner un ejemplo rápido: arremete contra el periodismo científico en general por superficial e inepto pero después también critica al departamento de prensa de Nature, que hace un periodismo de calidad por el puro hecho de dar las noticias bien elaboradas a los medios de comunicación y ejercer (según él) un monopolio informativo sobre las noticias de ciencia (que, por cierto, es falso).

En fin, ya comentaré algo más detallado a la vuelta de septiembre pero, por el momento, la impresión que me queda es que el fenómeno que se denuncia en el libro, de ser real, puede tener explicaciones alternativas o complementarias. Personalmente estoy de acuerdo con que vivimos una época donde la enseñanza básica y secundaria es débil pero creo que lo es tanto en ciencias como en letras. También estoy de acuerdo en que las noticias de ciencias se dan a veces buscando el espectáculo pero creo que eso se hace también con otros temas. Sería cosa de asegurarse de que esa animadversión a la ciencia no sea un rechazo al pensamiento en general.

En fin, que afirmar que los "de letras" y en concreto los periodistas odian la ciencia y son los principales responsables de su presunto declive es una provocación absurda. O tal vez interesada.

Nota 1. Este asunto me ha recordado una entrevista que le hicieron a Rosendo, el rockero, hace unos años. El hombre se sinceró cuando le preguntaron cómo elaboraba sus letras: "yo le canto al público 'alguien te está jodiendo' y así sé que ya tengo a la mayoría de mi parte" (la cita no es literal). El libro de Elías tendrá una parte de su apoyo en algunos sectores de ciencias poco reflexivos porque representa una postura en la que resulta cómodo refugiarse.

Nota 2: en el blog del Topo ha habido una discusión sobre este libro. Yo insisto en que el fallo, en mi opinión, no es en presentar hechos (el descenso de matrículas en ciencias, por ejemplo) sino en justificar su causalidad y su significado. El Topo lo explica bien, sobre todo en los comentarios, y yo estoy de acuerdo con él (ver 1 y 2). Lamentablemente algunos de sus comentaristas han ido por el camino fácil del descrédito ad hominem, estrategia catalogada entre las falacias desde hace siglos.

(1) Carlos Elías, 2008, La razón estrangulada. La crisis de la ciencia en la sociedad contemporánea. Debate. Barcelona, 479 p.