La investigación básica: Un camino hacia la tecnología actual

Escrito por Marisol Báez Magaña

Hace algunos años cuando veía en las redes sociales, revistas o televisión, sobre los científicos que estaban estudiando la naturaleza y comportamiento de algún animal o microorganismo raro que solo podía vivir en condiciones muy especiales, como el fondo del océano, plantas que viven en ambientes extremos, la búsqueda de partículas relacionadas con el origen del universo, o el descubrimiento de nuevos planetas, me provocaban preguntas como ¿Eso para que sirve? ¿Esos descubrimientos tienen alguna aplicación a la vida diaria?

Seguramente hay muchas personas que les pasó lo mismo, de hecho, ahora que me encuentro un poco más sumergida en el maravilloso mundo de la ciencia, varias veces se me han acercado las personas a preguntarme sobre mi trabajo, pero cuando les trato de explicar no parecen quedar tan satisfechas con la respuesta, parece no agradarles tanto la idea de que yo no esté buscando una cura para el cáncer o para la diabetes. Esta clase de comentarios siempre me hacen recordar cuando no entendía porque se estudiaban cosas que no tenían una aplicación a la vida diaria inmediata.

De acuerdo con Ruy Pérez Tamayo la ciencia no debería de clasificarse en “ciencia básica” y “ciencia aplicada”, ya que todo el conocimiento que se genera tarde o temprano tiene una aplicación, sin embargo, esta clasificación se utiliza sobre todo con fines administrativos y burocráticos de los organismos encargados de la distribución de los recursos a los científicos.

Ahora mi punto de vista hacia la investigación ha cambiado, ahora entiendo que mucha de la información que se genera puede ser necesaria en el futuro, aunque en el presente aun no le encontremos una aplicación, como ha ocurrido desde hace miles de años, con conocimientos que fueron generados por las cultural antiguas como los griegos y que fueron necesarios para desarrollar la tecnología actual, existen muchos ejemplos que podemos encontrar en las diferentes disciplinas de la ciencia, pero solo mencionaré algunos que personalmente me gustan, aclarando que no es una opinión experta, y tampoco significa que sean los más importantes ni los únicos, además mi objetivo al escribir este documento es despertar esa curiosidad innata que tenemos todos y que los lleve a buscar sus propios ejemplos favoritos, además de tener otra perspectiva de la investigación y entender la importancia de ésta y que no es una pérdida de tiempo, ni de recursos de un país o sociedad.

 

Tardígrados

Existe un animal muy pequeño que desde hace muchos años ha causado gran curiosidad a científicos de todo el mundo, son los tardígrados comúnmente llamados “osos de agua”, estas pequeñas criaturas son capaces de suspender su metabolismo lo que les permite sobrevivir en condiciones extremas, se ha observado que después de un periodo de hasta 10 años en deshidratación y de ser sometido a la radiación, congelación y al vacío del espacio, logra volver a la vida. Esta ventaja se debe a que produce un tipo de sustancia que le permite tolerar la desecación formando sólidos amorfos no cristalinos (ejemplo de sólidos amorfos es el vidrio), se hipotetiza que estas proteínas generan una matriz amorfa, la cual, rodea las macromoléculas previniendo la desnaturalización, agregación, fusión y fragmentación. Es decir previene que todas las estructuras dentro de las células sufran daños graves, a diferencia de los organismos que no cuentan con esta ventaja, una vez que sus células se deshidratan, todas sus estructuras sufren daños tan graves que es imposible regresar a su estado original. Sin embargo, faltan muchas preguntas por contestar por ejemplo ¿Cómo se lleva a cabo la formación de solidos amorfos no cristalinos dentro de las células? y ¿Cómo se desencadenan las señales que permiten encender o apagar estos mecanismos de defensa?

Aunque no solo los tardígrados logran desarrollar estos mecanismos de defensa, existen otros organismos que logran protegerse de la deshidratación y la congelación ya que producen un azúcar llamado trehalosa, la hipótesis es que este azúcar reemplaza el agua en las células secas, protegiendo los componentes intracelulares de los daños causados por la desecación. Posiblemente la comprensión de este tipo de fenómenos permitirá en un futuro desarrollar cultivos de plantas que sean mas resistentes a las sequías, el transporte de sustancias biológicas sin necesidad de refrigeración, aplicaciones en la industria farmacéutica y porque no pensar en los viajes espaciales y posiblemente otras áreas de las que ahora no somo capaces de imaginar.

 

Genética

Como imaginar que los estudios de la genética empezaron hace más de dos mil años, con los filósofos griegos, planteando ideas sobre como los hijos heredan características de los padres o abuelos y que, aunque se desconocía exactamente lo que estaba ocurriendo a nivel celular o molecular se entendía que se podían mantener y seleccionar ciertas características en las especies; esto permitió establecer dinastías como los egipcios, la selección de razas de caballos, de granos, plantas y frutos.

Sin embargo, fue hasta 1856 cuando el Monge Gregorio Mendel realizó un elegante experimento usando chícharos y observó cómo se podían seleccionar características en estos guisantes, demostrando la probabilidad de obtener ciertos caracteres planteando la existencia de los genes dominantes y recesivos. Con estas observaciones fueron planteadas las leyes de la herencia y la genética moderna, fue a partir de los descubrimientos de Mendel que la investigación en genética empezó a dar pasos agigantados hasta llegar a la biología molecular, ahora todos en algún momento hemos escuchado sobre el ADN, que en él están nuestros genes, es ahí en donde se guarda toda la información de lo que somos, que con un análisis de ADN podemos saber quiénes son nuestros padres biológicos, o de las enfermedades que probablemente podemos sufrir.

Es importante recordar que sin las ideas generadas hace cientos de años ahora no se estaría desarrollando la medicina genética, la cual plantea la idea de eliminar o “arreglar” genes desde antes del nacimiento, para curar cierto tipo de enfermedades que no pueden ser tratadas a través de fármacos.

 

Grafeno

Los estudios sobre el grafeno son muy interesantes y la historia es muy parecida a la de muchos otros materiales que son estudiados por primera vez, el caso del grafeno empieza con el químico británico Benjamín Brodie, quien en 1859 observó que al exponer el grafito (material del que está hecha la mina del lápiz) a ácidos fuertes obtenía algo a lo que llamó ácido carbónico. Sin embargo, fue hasta más de un siglo después, gracias al desarrollo de herramientas como los microscopios super potentes y la cristalografía de rayos-x que observaron unas finas capas de este material que lograron caracterizar física y químicamente esta molécula a la que llamaron grafeno.

Fue hasta el 2004 que Sir Andre Konstantin Geim junto a otros científicos empezaron a reportar las propiedades extraordinarias que presenta este material tan común que lo encontramos en los trazos de nuestro lápiz. Algunas de las características del grafeno son: 1) Es más fuerte que el acero, pero mucho más ligero y flexible, 2) Es un buen conductor de la electricidad y del calor, y a la vez es transparente, 3) Es el primer material en el mundo en tener una estructura 2D y ser un millón de veces mas pequeño que el diámetro de un cabello humano.

Por todas estas increíbles características es que se le buscan aplicaciones en diferentes áreas, solo mencionaré algunos ejemplos, en biomedicina para crear nanopartículas y ayudar a llevar los fármacos hasta el lugar preciso del organismo en el que se necesiten; en combinación con recubrimientos, coberturas y pinturas para ayudar a evitar corrosión y el deterioro causado por el óxido en naves, autos y en la construcción en general; en ropa y equipo deportivo; en electrónica como pantallas de celulares y tabletas electrónicas para que puedan enrollarse como un papel periódico, baterías que puedan cargarse decenas de veces más rápido que las actuales y con cargas más duraderas, celdas solares; membranas para desalinización del agua o separación de gases y en sensores para incrementar la producción de cultivos importantes en la agricultura. La mayoría de toda esta investigación se realiza en el Instituto Nacional del Grafeno en la Universidad de Manchester en el Reino Unido.

 

La calculadora electrónica

En este caso voy a utilizar el ejemplo de Mario Bunge y lo cito textualmente, porque considero que es un gran ejemplo bien explicado “La calculadora electrónica es un producto industrial en cuyo diseño y fabricación intervino una técnica avanzada imposible sin la física del estado sólido, que a su vez se funda sobre la mecánica cuántica y otros capítulos de la física contemporánea. Estas teorías no fueron inventadas para resolver problemas prácticos sino para abordar problemas científicos, tales como el de la estructura de los átomos y de las estrellas. Si se tiene en cuenta que la primera teoría atómica fue formulada por filósofos griegos en el siglo V antes de nuestra era, y que la astrofísica nació a mediados del siglo pasado, se comprende que la calculadora es una descendiente remota de especulaciones filosóficas y de teorías y experimentos científicos comenzados hace 25 siglos”. Así como la calculadora, este ejemplo funciona para cualquier aparato electrónico que usamos hoy en día, los cuales son posibles gracias a los conocimientos sobre las matemáticas, la física y la química que fueron generados hace meses e incluso miles de años con el propósito de entender la naturaleza.

De lo que si estoy completamente convencida es que la investigación básica es el cimiento que permite que desarrollo del mundo que conocemos y mientras que ésta se siga apoyando sin menospreciarse, el mundo seguirá cambiado y mejorando.

 

D.C. Marisol Báez Magaña, egresada del Programa Institucional de Doctorado en Ciencias Biológicas, realizó su tesis doctoral en el Centro Multidisciplinario de Estudios en Biotecnología de la Facultad de Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.

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Pérez-Tamayo, R. (2001). Ciencia básica y aplicada. Salud Publica Mex., 43(4):368-372. http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0036-36342001000400013

 

de la Peña, C. y Loyola-Vargas V.M. 2017. De la genética a la epigenética. La herencia que no está en los genes, Fondo de Cultura Económica, SEP, CONACyT, 288 pp.

 

Solano-Muñoz, H.J. 2015. Grafeno, el material del futuro y sus aplicaciones médicas. Ciencia y Tecnología, 31(2): 28-36. https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/cienciaytecnologia/article/view/25389/25630

 

Bunge, M. (1984). Ciencia básica, ciencia aplicada, técnica y producción: diferencias y relaciones. Ponencia en INTEC, IX(2)::167-182.

https://www.researchgate.net/publication/320590383_Ciencia_basica_ciencia_aplicada_tecnica_y_produccion_diferencias_y_relaciones

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