lunes, 13 de octubre de 2014

Epigenética o el arte de poner posits en los genes


Cuando en 1950 Watson y Crick publicaron su modelo sobre la estructura tridimensional del ADN parecía que la ciencia en general y la biología en particular había conseguido un hito fundamental, uno de esos principios que parecen explicarlo todo. Con la estructura del ADN se podía explicar el almacenamieto y la transmisión de la información genética. El modelo parecía cumplir con esos principios de la ciencia que no están escritos pero que todo el mundo valora: sencillez, parsimonia, poder explicativo, elegancia... hasta belleza.

Sin embargo, era un espejismo que duró bastante poco. Por una parte, los virus ARN emborronaron la pureza de líneas que parecía tener el "dogma" central de la biología molecular, convirtiéndolo en un esquema sin simetría, lleno de líneas de ida y vuelta sin un patrón definido. Por otra parte, el conocimiento más profundo del genoma dio lugar a la idea de que una gran parte del ADN de los eucariotas es "ADN oscuro", que no se transcribe pero que debe realizar funciones importantes aunque aún desconocidas. Finalmente la epigenética, es decir, las modificaciones de la información que no están codificadas en la propia secuencia de la molécula de ADN, acabaron de introducir incertidumbre, hasta el punto de que muchos medios de comunicación, menos informados de lo que deberían, resucitan los viejos fantasmas del lamarckismo negando la selección natural.

Pero, ¿qué es la epigenética? El término significa literalmente "por encima de la genética" y ha sido usado desde hace mucho tiempo, aunque originalmente en un sentido diferente al actual. Inicialmente se hablaba de "epigénesis" para describir el modo en que el genotipo es interpretado, durante el desarrollo embrionario, para dar lugar al fenotipo del individuo. En la actualidad, sin embargo, la epigenética se refiere a fenómenos mucho más precisos, concretamente a las alteraciones estables que sufre la expresión potencial de los genes durante el desarrollo y la proliferación celular.

Para entender lo que significa todo eso podemos recurrir a un modelo clásico del papel del ADN, el que lo compara con un texto, pongamos que con un libro. Como todos los modelos, este es incompleto e imperfecto, pero es lo suficientemente bueno como para ayudarnos a comprender el concepto de epigenética.

El ADN, como los libros, almacena información en un modo que permite su lectura. Igual que en un texto escrito esa información está dividida en unidades (frases en el texto, genes en el ADN), aunque aquí ya empiezan las diferencias, en las que de momento no vamos a profundizar. Cada unidad de información tiene sentido por sí misma, aunque en realidad solo puede interpretarse correctamente a la luz de su "contexto", es decir, del resto de los genes que se incluyen en el genoma...

Supongamos que nuestro libro es un libro de texto. A medida que lo vamos estudiando vamos añadiendo sobre él diferentes tipos de notas: subrayamos los conceptos más importantes, indicamos las partes que no hay que estudiar o advertimos de dónde hay una errata o un error en el texto, para no utilizar esa información. Todos esos apuntes que añadimos a nuestro texto son "marcas epigenéticas".

¿Qué efecto tienen nuestras marcas epigenéticas? La siguiente vez que estudiemos nuestro libro lo utilizaremos de un modo distinto: haremos más hincapié en las zonas subrayadas, leeremos superficialmente lo que hemos señalado como accesorio y saltaremos lo que esté equivocado, o no resulte interesante. Eso mismo hacen las marcas epigenéticas en nuestro genoma: provocan que algunos genes sean leídos con mucha frecuencia en unas células y solo ocasionalmente, o nunca, en otras, lo que permite la diferenciación de las células dentro del organismo.

Una forma reversible de marcar nuestro libro de texto para permitir que otro lo utilice como si fuera nuevo es pegar "posits" sobre él. El análogo molecular de nuestras notitas adhesivas sería un grupo químico con el que se pueda hacer reaccionar al ADN, o a las proteínas a las que se une, sin alterar (demasiado) su estructura química, ni modificar la información que almacena. Para que la analogía sea perfecta, estos grupos químicos deberían poder eliminarse del ADN sin dejar rastro.

Los dos grupos químicos que las células utilizan para estas funciones son el radical acetilo y el radical metilo. Ambos pueden marcar a los nucleosomas, los complejos de proteínas histonas alrededor de los cuales se enrolla el ADN. La consecuencia de la acetilación y de la metilación es un cambio en la intensidad con la que el ADN se enrolla, lo que a su vez hace que algunas regiones del ADN se puedan leer con más facilidad, mientras que otras resultan poco accesibles a las proteínas que leen la información genética. Los genes de esas regiones quedan, por lo tanto, "silenciados".

Si en una zona del genoma las histonas están acetiladas y las citosinas no están metiladas, los nucleosomas se mantienen separados entre sí, lo que permite que se unan al ADN las proteínas necesarias para que éste se exprese. El gen está activo.
Si, por el contrario, las histonas no están acetiladas y las citosinas están metiladas, los nucleosomas se acercan más entre sí, lo que impide la unión de las proteínas que hacen posible la transcripción. El gen está inactivo.

Además de la acetilación y la metilación existen otros mecanismos para incluir marcas epigenéticas en el genoma, como son el cambio en la conformación del ADN, que puede variar ligeramente su estructura, lo que hace que no pueda ser leído por las proteínas relacionadas con la expresión, o la actividad de moléculas de ARN que no guardan relación con proteínas (ARN no codificante), que se unen o no al ADN modificando la posibilidad de que se exprese.


Epigenética y desarrollo

El establecimiento de marcas epigenéticas ocurre fundamentalmente durante el desarrollo embrionario. Pocos días después de la fecundación casi todas las marcas epigenéticas que el embrión ha heredado de sus padres son eliminadas por completo del genoma. De este modo las células embrionarias pueden dar lugar a todos los tipos celulares del nuevo individuo. Sin embargo, algunos genes mantienen dichas marcas procedentes del padre o de la madre, recibiendo el nombre de "genes con impronta". Este fenómeno provoca que solo se utilice el gen materno o paterno para producir una determinada proteína.

Hay otro segundo periodo de eliminación de marcas epigenéticas que se produce cuando empiezan a formarse las células germinales primordiales (precursoras de óvulos o espermatozoides) en el embrión. En esta ocasión parece ser que se eliminan todas las marcas epigenéticas, incluidas las de los genes con impronta y tiene como función impedir que los futuros descendientes de este embrión puedan llegar a recibir dos copias activadas o dos copias inactivadas de los genes con impronta, de los que solo se necesita una copia activa.

Estos periodos de eliminación de señales epigenéticas podrían compararse con procesos de "reseteo" de un ordenador, en los que se borran de la memoria todos los procesos y programas abiertos. Tras ellos, como después de resetear un ordenador, las células deben volver a reprogramarse, estableciendo nuevas marcas epigenéticas.

El envejecimiento también está relacionado con las marcas epigenéticas del genoma del individuo: con la edad, las células van viendo reducido el nivel general de metilación de su genoma, al tiempo que ciertos genes específicos resultan hipermetilados.

Epigenética y cáncer

Cada vez hay más evidencias que parecen demostrar la importancia de los cambios epigenéticos durante el desarrollo de tumores malignos. Durante la formación de tumores las células cancerosas no solo muestran cambios genéticos, sino también una alteración de los patrones de marcaje epigenético: la mayoría del genoma ve reducido su grado de metilación, lo que significa que la actividad génica se ve incrementada, incluso en genes que no deberían estar activos, mientras que ciertas regiones llamadas "islas CpG" sufren una hipermetilación, lo que equivale a decir que los genes contenidos en ellas son inactivados. Se supone que estos genes inactivados podrían ser los genes supresores de tumores que actúan normalmente en el organismo, lo que favorecería el desarrollo del cáncer.

Los cambios epigenéticos que tienen lugar en las células cancerosas también incrementan otros dos mecanismos conocidos relacionados con la aparición del cáncer: el aumento en la tasa de mutación y la pérdida de heterocigosidad (la eliminación de uno de los alelos de un gen) también podrían estar causados por (o al menos relacionados con) la baja tasa de metilación del genoma de estas células.

Ambiente y epigenética

Las modificaciones epigenéticas del genoma son reversibles, de modo que pueden mantenerse en el tiempo, permitiendo que el estado de actividad de una célula se transmita a sus descendientes, pero también pueden ser modificadas, lo que proporciona un mecanismo a través del cual el ambiente puede influir en la expresión de la información genética.

La exposición a factores ambientales puede dar lugar a respuestas fisiológicas debidas a cambios en la información epigenética, como se ha comprobado en la vernalización (floración inducida por exposición a bajas temperaturas), pero también es un mecanismo que puede explicar los efectos de algunos contaminantes ambientales como la dioxina, los ftalatos...

También se ha encontrado relación entre la dieta y la metilación del ADN. Por ejemplo, los suplementos de ácido fólico tienen algunos efectos positivos en ciertos tipos de cáncer, como el de colon. Esto estaría relacionado con el papel fisiológico de esta sustancia, que es una coenzima que transfiere grupos metilo y que, por lo tanto, debe tener algún papel en la marcación epigenética.

Con el tiempo es posible que se lleguen a desarrollar medicamentos que puedan resolver problemas relacionados con la epigenética colaborando, por ejemplo, en tratamientos contra algunos tipos de cáncer o en enfermedades hereditarias relacionadas con pautas epigenéticas. Sin embargo, en la actualidad aún no se comprenden lo suficiente estos mecanismos como para poder actuar sobre ellos.

domingo, 5 de octubre de 2014

A vueltas con la pseudociencia: tantas tonterías, tan poco tiempo

Esperaba que con la entrada anterior pudiera dejar a un lado la cuestión de las pseudociencias y de la mala ciencia, pero acaba de caer en mis manos el catálogo de "ciencia" de una de las cadenas de librerías más importantes de nuestro país y no he podido resistirme...

Antes de nada, una explicación. Dicen que Mae West, una actriz norteamericana de los años 50' del siglo XX, iba diciendo por ahí que era una pena que hubiera tantos hombres a su alrededor y tan poco tiempo para poder disfrutar de ellos. El título de esta entrada trata de parafrasear esa cita, pero con una nota de desesperación: hay tantas tonterías paracientíficas por el mundo, y tanta mala ciencia editada en libros de éxito, que no hay tiempo material para combatirlas, pero aquí va mi granito de arena, al menos en esta ocasión, en forma de "fact-check" sobre algunos de esos libros.

Para empezar, hay que señalar que el mundo editorial es difícil. Es un negocio, y por lo tanto busca el beneficio económico, a veces utilizando estrategias publicitarias "bastante parecidas" a los trucos de sacamuelas: títulos efectistas, entradillas que prometen descubrimientos asombrosos... Lo que, de ninguna forma, debería justificar el engaño, la mentira o el fraude.

No he leído los libros que voy a comentar, así que todos tienen el beneficio de la duda, porque no se debe juzgar un libro por la solapa, pero es justo reclamar que la información que da la sinopsis, elaborada por la editorial, recoja fielmente el contenido del libro. Otra cosa sería engañar, ¿no?

Vamos allá. El catálogo, que no voy a identificar pero que resulta fácil de reconocer, incluye varias secciones, algunas de las cuales son inobjetables: casi nada que decir sobre los libros identificados como divulgación científica, o sobre la sección de Física y Química o la de Matemáticas (aunque se echa de menos algún espacio dedicado a divulgar otras ciencias), y la infantil está bastante bien teniendo en cuenta la dificultad de dirigirse a ese tipo de público para hablar de ciencia sin convertirlo en un espectáculo. Sin embargo, hay también una sección de "Ciencias aplicadas" que resulta muy difícil de tragar. Ahí van algunas conclusiones.


"Tu horóscopo personal 2015" Bueno, esto debe ser una broma de algún tipo dentro del gremio editorial. Desde luego, la astrología no tiene ni lo más mínimo que ver con la ciencia, de forma que este libro no debería estar en el catálogo de ninguna forma. No merece la pena ningún comentario, la adivinación del futuro en cualquiera de sus formas, ya sea observando las estrellas, las rayas de la mano o las entrañas de los animales incumple uno por uno todos los criterios necesarios para reconocer un conocimiento como científico.

A pesar de eso, yo sí me atrevo a hacer una predicción sobre el futuro: si compras el libro y lo lees con atención, sabrás sobre tu futuro... ¡Exactamente lo mismo que ahora! ¡Toma las riendas de tu propio futuro, contrólalo!




"La llegada de los dioses". Erich von Däniken es un viejo conocido de las pseudociencias, que se hizo famoso ya en la década de los setenta por sus hipótesis, nunca comprobadas, de que los extraterrestres nos habían visitado en el pasado y nos habían ayudado a construir las pirámides (tanto las egipcias como las americanas) y todos los otros grandes monumentos de la antigüedad. Aparte de ningunear la capacidad tecnológica de esas civilizaciones, las ideas de Däniken no se apoyan más que en su interpretación personal de sus propias observaciones. No está mal pasar un rato entretenido viendo una película, o leyendo un libro, que hablen de ideas disparatadas, siempre que al terminar tengamos bien claro dónde acaba la realidad y empieza el disparate. Pseudociencia en estado puro, tradicional, inmutable. Ni siquiera con ideas frescas. Lo de siempre.


"La ciencia de la religión". Lo siento. Otro que no pasa el corte. En este caso, es el principio de demarcación de Popper en estado puro: ¿por qué tratar de mezclar ciencia con religión? La ciencia se basa en observaciones y mediciones, en comprobaciones experimentales, en la repetibilidad de los fenómenos. La religión tiene su fundamento en todo lo contrario: lo inobservable, lo milagroso y por tanto irrepetible.

En el resumen completo que proporciona la editorial se justifica (¿...?) el motivo de incluir este clásico de la mística oriental (la versión original es de 1924) en un catálogo de libros sobre ciencia: "explica el fundamento científico del yoga". Claro que así no vamos bien. El yoga no es una religión, sino un conjunto de ejercicios físicos, y por lo tanto su efecto fisiológico tiene fundamento científico. Otra cosa es que el yoga se haya utilizado como herramienta de relajación para acercarse a la meditación religiosa, pero de ahí a confundir ciencia con religión va un mundo.


"La biología de la creencia" He dedicado a este libro algo más de tiempo que a los anteriores por dos motivos: en primer lugar porque habla de biología, que es mi campo, y en segundo lugar porque su resumen habla de cuestiones que podrían tener un cierto carácter científico. No la pretensión de unir "cuerpo, mente y espíritu", pero sí la posibilidad de que el libro tratara sobre los mecanismos químicos que originan el pensamiento.

Las esperanzas se desvanecen ya en el prólogo, en el que rápidamente se hace referencia a la heterodoxia del autor y a la persecución que ha sufrido por ello. Primera noticia, oiga. A partir de ahí, en el desarrollo del texto en sí mismo, la situación cambia poco: el autor describe en primera persona la elaboración de una metáfora para explicar el funcionamiento celular a sus alumnos y luego mezcla teorías abandonadas como el lamarckismo con extrapolaciones de otras ideas actuales como la epigenética. Curiosamente, el autor se apoya en referencias a otros investigadores cuando describe fenómenos conocidos, aunque en muchos casos los reinterpreta de una forma más bien peculiar. Sin embargo, cuando habla de las supuestas pruebas de su teoría no proporciona el apoyo experimental que sería necesario para mantenerla. Todo eso es mala ciencia. He etiquetado también el libro como pseudociencia porque, a partir de un determinado momento, pasa de una hipótesis no confirmada (el control ambiental total del funcionamiento celular) a una forma de pseudorreligión, al proponer que es posible controlar voluntariamente esa influencia y alterar conscientemente dicho funcionamiento. Manéjese con cuidado, la mezcla de verdades parciales y conclusiones evidentes que no lo son tanto da lugar a un cóctel que se sube rápido a la cabeza y altera nuestra percepción.



Para hacer el comentario de "El Campo" podría bastar, poco más o menos, lo dicho en el apartado anterior. Basta con cambiar el poder de la mente por la percepción extrasensorial y otros fenómenos paranormales y la biología molecular por la física cuántica. Esa mezcla de una teoría científica actual, seguramente poco conocida por el público en general y normalmente difícil de explicar con los mismos temas que han sido utilizados como letitmotif en la mayor parte de la literatura esotérica y paranormal se ha convertido en una brillante estrategia para vender libros como chorizos. Y con el mismo rigor científico.

Esto ya no es broma. Cuando la mala ciencia se mezcla con consejos de salud se corre el riesgo de que alguien se crea las mentiras que cuenta y abandone los tratamientos que funcionan para seguir consejos que, en el mejor de los casos, son inofensivos. ¡Pero dejar el tratamiento médico no lo es!

Vamos a ver lo que pasa con "Enzimoterapia". Seguir una dieta rica en vegetales no perjudica a nadie, por supuesto. De hecho, es un hábito altamente recomendable. Pero la enzimoterapia es, simplemente, una patraña. Las enzimas son proteínas. Las proteínas que comemos o bebemos tienen el pequeño problema de tener que atravesar el estómago, donde se encuentran con un medio tremendamente ácido que tiende a romper los enlaces que unen los aminoácidos entre sí. En el supuesto de que consiguieran llegar al intestino, allí se encontrarían con las proteasas liberadas en el páncreas con la función específica de terminar ese trabajo. Pero imaginemos que aun así, las enzimas vegetales, como si fueran superman, vencen todas las dificultades. Entonces, simplemente, no serían absorbidas por las células del intestino, que captan los nutrientes digeridos. En fin, que las enzimas, vegetales o animales, no llegarían a nuestro flujo sanguíneo, aunque sí lo harían los aminoácidos que los forman. ¿Algo más...?

Esto es agotador... En el mismo catálogo es posible encontrar "La matriz divina", que podemos archivar en la misma categoría esotérico-física que "El Campo" o "Mis recetas de cocina anticáncer", que espero que nadie utilice como medicina en vez de las terapias actuales, incompletas e inseguras, pero lo mejor que existe hasta el momento. También podríamos comentar "Experiencias en la frontera", libro al que se podría considerar una guía casi exhaustiva de pseudociencias. En cualquier caso, es imposible dejar de hacer referencia a la inclusión no de uno, sino de dos libros de Iker Jiménez en un catálogo de libros científicos. De verdad, si alguien quiere comprender el método de trabajo de este "divulgador de lo oculto", es aconsejable que vea esto:

jueves, 2 de octubre de 2014

Ciencia, pseudociencia y mala ciencia

La ciencia está de moda. O, por lo menos, eso puede pensarse si hacemos caso de la publicidad, o de los medios de comunicación: dietas diseñadas científicamente, productos de belleza basados en la "ciencia del ADN"... hasta lejías y detergentes "científicamente probados". Y si no, ciencias ocultas, ciencias del espíritu, ¡hasta ciencias religiosas, a pesar del criterio de demarcación del bueno de Popper!

Lo "científico" da prestigio, lo que viene a reconocer que se trata de un modo de conocimiento que tiene, al menos, la garantía de lo funcional. Pero por eso mismo, arrastrado por ese valor añadido que proporciona el uso del término, cada vez son más los malos usos que se hacen de él, como los citados al principio, y que podemos agrupar en las dos categorías del título: pseudociencia y mala ciencia.

Pseudociencia significa "falsa ciencia", y es un término que fue ya utilizado por Popper al desarrollar su criterio de demarcación entre lo que es ciencia y lo que no lo es. Se utiliza para definir conjuntos de ideas que sus defensores presentan como científicos, pero que no cumplen con las características que sí se supone que debe cumplir el conocimiento científico, en particular la posibilidad de demostrar que los resultados obtenidos en la "investigación" son falsos.



Una "guía rápida" para identificar una pseudociencia podría empezar por prestar atención al nombre de la disciplina. El uso de prefijos como para- (en parapsicología, por ejemplo), que significa distinto, al margen de... o de expresiones como "alternativo", como en medicina alternativa, para oponerse a una supuesta "ciencia oficial" que estaría conspirando para encubrir los conocimientos de estas disciplinas, o las referencias a lo oculto, como en "criptozoología" (estudio de los animales misteriosos: el Yeti, Nessie, el Chupacabras...) tendría que ponernos sobre aviso, y hacer que fuéramos escépticos (desconfiados sobre la verdad de algo) ante las afirmaciones que hacen estas pretendidas ciencias.

Nuestra guía también incluiría fijarse en que las afirmaciones que hace son lo suficientemente ambiguas como para decir una cosa o su contraria. O que no hay previsto un método para poder medir sus resultados. Un buen ejemplo son las afirmaciones de los horóscopos. ¿Qué signfica, por ejemplo, la siguiente frase, tomada de un horóscopo "real" (en el sentido de que no es el autor de este blog quien se lo inventa, sino otra persona que considera que esas predicciones tienen valor)?

"Este año se plantea como uno muy fructífero en el que tus empeños, ilusiones y proyectos se verán dotados de una energía inusitada."

¿Alguien puede proponer una forma de comprobar la verdad o falsedad de esa hipótesis?
 
También podríamos observar que cuando una hipótesis propuesta por la pseudociencia resulta falsa, los defensores de la pseudociencia tardarán poco tiempo en encontrar una explicación: se trata de un caso particular, no se daban las condiciones, hay un error en la interpretación de los resultados... O en elaborar nuevas hipótesis que explican por qué, en ese caso concreto, sus predicciones no han funcionado.

Un listado un tanto más exhaustivo de características que nos permitirían identificar una pseudociencia, y diferenciarla de una ciencia en el sentido estricto del término es lo que se recoge a continuación:
  • No buscan leyes generales, ni tratan de desarrollar una teoría que resuelva los problemas a los que se enfrentan. La ciencia pretende explicar el mundo en función de sus regularidades, mientras que las pseudociencias suelen hablar de la individualidad, del carácter "milagroso" de cada fenómeno en particular.
  • Son dogmáticas, es decir, están planteadas de forma que sus principios no pueden ser refutados.
  • No aplican los métodos característicos de las ciencias. Esto, a su vez, impide que se puedan comprobar sus hipótesis aunque estén en contradicción con las observaciones.
  • Como consecuencia de no poder refutar sus afirmaciones, las pseudociencias son inmutables, lo que a su vez es utilizado como "confirmación" de su veracidad, recurriendo a la "antigua sabiduría".
  • Suelen presentar incoherencias, tanto internas como externas. Esto significa que, a veces, hacen afirmaciones que son contradictorias entre sí, además de contradecir lo que afirma el conocimiento científico relacionado con ellas. La ciencia es un sistema coherente de conocimiento: cada nueva teoría debe encajar, ser compatible, con las teorías que ya existen y que explican los hechos. Si no es así, en un tiempo bastante breve una de las dos teorías contradictorias es abandonada en una especie de "competencia ecológica" entre ellas, en la que solo puede sobrevivir la que tenga mayor poder explicativo. Las pseudociencias, en cambio, coexisten con otros conocimientos científicos a los que contradicen, sin poder desplazarlos. Por ejemplo, la acupuntura o la reflexoterapia son incompatibles con los conocimientos biológicos sobre el cuerpo humano. Las contradicciones entre estas dos áreas o bien no se resuelven o bien son explicadas por las pseudociencias recurriendo a "inobservables".
  • El recurso a entidades o características que no pueden ser observadas es, precisamente, otra de las notas identificativas de la pseudociencia. Se habla de "energía espiritual" (¿...?) o de aspectos "metafísicos" cuya existencia "nadie duda" o "no puede ser negada". Se atribuyen a objetos o fenómenos propiedades de orden superior, que además no se definen, como la "memoria del agua".
  • Suelen recurrir a principios de autoridad basados en personajes remotos (Zoroastro, los antiguos egipcios, Nostradamus...) y rechazar las críticas que se les hacen como un ataque personal.

 Existe un gran número de disciplinas que pueden encuadrarse dentro de la categoría de las pseudociencias. Algunas de ellas son muy sencillas de identificar y, en el fondo, no son consideradas seriamente por la mayoría de la población. Entre estas se podrían señalar, por ejemplo, la astrología, en sus versiones occidental y china, la criptozoología y su empeño de demostrar la existencia de animales fabulosos, la piramidología, que afirma que las pirámides de base cuadrada tienen poderes mágicos derivados de su forma o la gemología, que atribuye capacidades mágicas y no explicadas a diferentes tipos de minerales comprados, por supuesto, en los establecimientos adecuados y bajo el consejo y orientación de los "conocedores de los misterios de las piedras".

Pero también hay otro conjunto de disciplinas que son más difícilmente deslindables de la ciencia, como puede ser el psicoanálisis, propuesto como ejemplo de pseudociencia por el propio Karl Popper, por oposición a la Teoría de la Relatividad. En esta última categoría entran determinadas terapias alternativas que, como mínimo, pueden resultar inútiles pero que en algunos casos pueden incluso causar otros problemas para la salud. Pero el mayor perjuicio que provocan estos "métodos ce curación" alternativos, que van desde lo puramente mágico, como la imposición de manos, a lo que tiene un supuesto teóricamente científico, como la terapia basada en las "Flores de Bach", es que pueden llevar a los pacientes a abandonar tratamientos de la medicina científica arrastrados por la fe en el funcionamiento de estas presuntas soluciones, apoyadas siempre, curiosamente, en experiencias particulares no comprobables, o en sensaciones de otras personas a las que dichos tratamientos "les han ido bien".

Entre esas terapias con base pretendidamente científica destacan las terapias florales (las "Flores de Bach") y la homeopatía. La primera de ellas consiste en dejar macerar al sol flores en agua o en una solución alcohólica y luego filtrar el líquido resultante. Las supuestas virtudes curativas de ese preparado se deberían a "vibraciones" transmitidas al agua (que no son explicadas desde el punto de vista físico-químico) o a la "teoría de las signaturas", según la cual el nombre o la forma de un objeto le proporcionan ciertas características. Por ejemplo, las hepáticas, cuyo nombre se debe a una forma que recuerda la del hígado, se utilizan para tratar enfermedades de este órgano. No hace falta contar que hace ya siglos que se demostró la falsedad de esta teoría.

En cuanto a la homeopatía, su fundamento básico, desconocido incluso para muchos de sus pacientes, es que lo que ha provocado la enfermedad es también capaz de curarla. Incluso si se trata de una sustancia tóxica o de un virus. La diferencia, dicen, se encuentra en la dosis, y por eso los preparados homeopáticos consisten en diluir la presunta causa de la enfermedad (que a veces se identifica erróneamente) hasta que, de acuerdo con nuestro conocimiento químico, no queda ni una sola molécula en el medicamento. La capacidad curativa se debería, entonces, a que el agua habría adquirido "memoria" de su contacto con el agente productor de la enfermedad. Por desgracia, nadie ha explicado en qué consiste esa memoria, ni cómo puede ser transmitida desde el agua al organismo del paciente. En realidad, las pruebas científicas dirigidas a comprobar la supuesta memoria del agua han dado siempre resultados negativos.


Algunos pacientes que utilizan este tipo de terapias, u otras parecidas como la acupuntura, la reflexoterapia, la quiropráctica, la... afirman haber notado mejoría de sus dolencias. Sin embargo, esto también ocurre en ciertos casos con pacientes a los que no se les administra ningún tratamiento para su enfermedad. Es un efecto psicológico bien conocido en medicina, denominado "efecto placebo", que debe ser tenido en cuenta al comprobar la eficacia de un nuevo medicamento. Los tratamientos alternativos citados no proporcionan mejores resultados, en pruebas diseñadas con criterios científicos, que los observados como resultado del efecto placebo. Un estudio concienzudo y riguroso de la validez de la homeopatía, aunque deshace el misterio de su contenido desde el título, es el libro "La homeopatía ¡Vaya timo!" de Víctor Javier Sanz. 

Otra categoría diferente de pseudociencia es la que trata de confundir la ciencia con la religión. Es un fenómeno mucho más típico de la cultura norteamericana que de la europea, pero está en expansión y es posible que en un futuro no muy lejano notemos su influencia entre nosotros. Un caso bastante bien conocido de esta mezcla de ciencia y religión lo proporciona la iglesia de la cienciología, con su disciplina pseudocientífica bien desarrollada de la dianética. Otro ejemplo, en este caso más relacionado con la sociología norteamericana, es la llamada "ciencia de la creación", que merece algún comentario.

En Estados Unidos está prohibida la enseñanza de la religión en los centros educativos, lo que no deja de ser curioso teniendo en cuenta el elevado porcentaje de su población abiertamente religioso e incluso "integrista". Esto ha provocado un problema para quienes, apoyándose en una lectura literal de la biblia, se niegan a aceptar la teoría de la evolución, de modo que exigen que la doctrina bíblica de la creación sea enseñada "al menos en pie de igualdad" que la teoría evolutiva. Pero, para que eso sea posible, el creacionismo debe ser presentado también como una teoría científica, lo que se hace a través de la idea del "diseño inteligente": la aparentemente perfecta adaptación de los organismos a su entorno supone que han sido "diseñados", igual que si encontramos un reloj debemos suponer que ha sido construido por un relojero que sabía para qué servía cada parte. 
Hay muchos y muy buenos argumentos en contra de la hipótesis del diseño inteligente (es un razonamiento por analogía, recurre a inobservables, no es refutable, no aporta pruebas de su veracidad, no permite comprobación empírica...), que se añaden al hecho de que parte de una premisa falsa: los organismos no estamos tan perfectamente adaptados, como lo demuestran el hecho de que nos podamos atragantar al tragar, la presencia del apéndice, las enfermedades degenerativas...


En la mayor parte de los casos los científicos han tratado de dar una respuesta seria y rigurosa a la teoría del diseño inteligente, respondiendo una por una no a sus pruebas, porque no se han aportado nunca, sino a las críticas que los partidarios de esa teoría hacen a las pruebas a favor de la evolución, y que han ido cambiando a medida que han sido superadas, pero en un caso la respuesta ha sido diferente, utilizando, de forma irónica, las mismas armas que los defensores del diseño. Si hace falta un "ser superior" que actúe como diseñador, ¿por qué no suponer que éste, a su vez, ha sido diseñado por otro? Estos críticos a la teoría del diseño proponen como candidato a "ser superior último" al "monstruo del espagueti volador", y han creado una pseudorreligión, la de los "pastafaris".

Mario Bunge es un filósofo de la ciencia argentino que, a lo largo de su vida, ha tratado de combatir con todas sus fuerzas contra las pseudociencias. En este enlace tienes un fragmento de su libro titulado "100 ideas. El libro para pensar y discutir en el café". Se lee en poco más de cinco minutos, y merece la pena hacerlo, pero conviene tratarlo con cuidado porque está empapado de ironía.

La mala ciencia, por desgracia, es bastante más difícil de detectar. Se trata de la mala aplicación de la ciencia, ya sea porque los métodos no cumplen con los requisitos necesarios, ya sea porque los resultados que se comunican no se ajustan realmente a lo que se ha demostrado durante el trabajo de investigación.



En general la ciencia tiene sus propios procesos de control para evitar una mala aplicación metodológica, y sus herramientas de comunicación de resultados en las que se trata de evitar estos problemas. Los científicos publican los resultados de su investigación en revistas supervisadas por otros científicos, en principio tras una revisión "a ciegas" (el revisor no sabe quién es el autor del trabajo), y algunos científicos se ocupan de repetir los trabajos de otros, para comprobar si obtienen los mismos resultados. (Si has visto alguna vez la serie "The Big Bang Theory" sabrás que ese es el motivo por el que Sheldon se burla de Leonard. Sin embargo, el trabajo de éste es imprescindible para que la ciencia produzca conocimiento válido).

Aún así, hay ocasiones en los que la "mala ciencia" se introduce en el trabajo de científicos serios. Sin embargo, hasta ahora, siempre que esto ha ocurrido han funcionado los mecanismos para desmentir los resultados falsos o corregir los fallos del método. Todo el mundo se equivoca, lo importante es saber cuándo y cómo rectificar.

Sin embargo, el mayor problema de la "mala ciencia" no es ese, sino los efectos que puede tener la información incorrecta sobre temas científicos a los ciudadanos en general, que no tienen por qué ser expertos y que, por lo tanto, pueden tener dificultades a la hora de comprender si lo que oye (a través de la publicidad, o de los medios de comunicación) se corresponde realmente con los resultados de una investigación bien hecha o no.

Resulta mucho más sencillo de comprender si utilizamos un ejemplo. La imagen del principio de esta entrada corresponde a un fragmento de un anuncio de una crema facial antiarrugas. El mensaje "eficacia probada científicamente" es perfectamente legible, y actúa como un reclamo para explicar las bondades de la crema. Los problemas empiezan justo debajo. En primer lugar, los propios resultados de la "prueba científica" son, en realidad, poco claros. ¿Qué es el efecto radiante? ¿Cómo se mide la suavidad? ¿Por qué la reducción de las arrugas se mide en "apariencia de arrugas"? ¿La reducción de "poros visibles" se refiere a un descenso de su número o de su tamaño?

Más abajo, y en letra más pequeña, podemos seguir leyendo que la prueba se ha realizado en 42 mujeres. ¿En qué condiciones? ¿Todas han usado la misma crema? ¿Han comparado la crema con otro producto de la competencia? ¿Todas las mujeres tenían la misma edad, el mismo tipo de piel...? No sabemos nada acerca de la metodología del experimento, y por tanto no podríamos repetirlo para ver si realmente se obtienen resultados reproducibles.

Y un detalle más. La última línea informa de que los resultados han sido medidos quince minutos después de la aplicación de la crema, lo que tiene cierta importancia: algunas cremas antiarrugas actúan dificultando momentáneamente la pérdida de agua del rostro, con lo que las células de la piel de la cara están más turgentes, y durante un rato la piel parece más tersa; otras, incluso, paralizan momentáneamente los músculos superficiales, de forma que el efecto de estiramiento dismiula las arrugas durante un periodo (corto) de tiempo. ¿Parece importante esta información a la hora de comprar una crema antiarrugas? Podríamos pensar que sí, que quizá la posible cliente se lo pensaría dos veces antes de comprar un producto caro, que solo le va a servir, realmente, para verse bien en el espejo antes de salir de casa.

Este es un ejemplo claro de mala ciencia: no sabemos qué se mide (y por lo tanto no podemos interpretar los resultados), ni cómo se mide (así que no podemos repetirlos) y la información que nos proporcionan sobre las conclusiones del estudio va bastante más allá de lo que los datos afirman. Y eso que, en el fondo, no nos engañan. O al menos no nos engañan del todo, solo que no nos dicen toda la verdad.

Es fácil encontrar ejemplos de mala ciencia donde uno quiera mirar. El uso del reclamo de lo "científico" es muy habitual en los productos de cosmética, pero también en los productos nutricionales, dietéticos o sanitarios, y ahí es donde suelen estar los peores efectos. 

¿Por qué ocurre esto? hay varias respuestas que se pueden dar. Por una parte, están los intereses comerciales de las propias marcas, que tratan de vencer a la competencia utilizando todos los recursos a su alcance. En ocasiones esto supone, incluso, tener sus propios laboratorios, que realizan (o publican) solo aquellas investigaciones cuyos resultados confirman la bondad de su producto. ¿Hasta qué punto se puede confiar de un estudio que habla de los beneficios de comer yogur patrocinado (pagado) por una fundación propiedad de la empresa productora? No es necesario mentir o falsear los resultados. Basta con publicar y publicitar aquellos resultados que benefician a quien paga.

También pueden camuflarse intencionadamente los resultados, con el mismo propósito de remarcar los beneficios del producto. Aún se pueden ver en televisión anuncios de un cierto producto que "ayuda a regular el colesterol" cuando se toma además de mantener una dieta saludable, hacer ejercicio físico, eliminar los factores de riesgo y, en caso de necesitar tratamiento médico, seguirlo de forma adecuada. Claro que si se mantiene un estilo de vida sano y se sigue el tratamiento médico recomendado también se regula el colesterol, sin necesidad de consumir ese milagroso producto. También es verdad que todas esas recomendaciones pasan por la parte baja de la pantalla, a toda velocidad y en una letra minúscula.

Otro caso de mala ciencia es ocultar parte de la información significativa que resulta necesario conocer para que los resultados tengan valor. Por ejemplo, hace algunos años se descubrió que la curcumina, un ingrediente del curry, tiene efectos beneficiosos en el tratamiento de ciertos tipos de cáncer. Al poco surgió un "tratamiento natural" contra el cáncer de próstata, que proponía tratarlo simplemente introduciendo el curry como un "alimento funcional" en la dieta. Sin embargo, nuestro cuerpo absorbe solo una pequeña proporción de la curcumina que ingerimos por lo que, para que el curry fuera efectivo tendríamos que comer ¡100 gramos de cúrcuma al día! Y la cúrcuma es solo uno de los ingredientes del curry...

Finalmente, la mala ciencia llega también a la misma comuniciación de las investigaciones científicas. Por desgracia, es bastante más que frecuente encontrar noticias sobre la ciencia que afirman cosas que al profundizar resultan no formar parte de la investigación, o son distintas, o van más allá, de los resultados reales. Suele ser una situación bastante repetida enn ciertas áreas, como la Medicina, en la que periódicamente podemos leer que se ha descubierto un medicamento que podría acabar con alguna enfermedad (el cáncer es un candidato habitual), o la Paleontología, que suele brindar la noticia del descubrimiento de algún "eslabón perdido" fundamental para explicar la evolución. En realidad, la forma correcta de traducir esas noticias sería, más bien, que se ha encontrado una sustancia que muestra cierta actividad contra el cáncer en condiciones de laboratorio, pero que aún debe pasar un largo periodo de tiempo hasta que pueda llegar a usarse, si es que alguna vez es posible, o que se ha encontrado un nuevo fósil que contribuye a rellenar mejor los huecos que aún nos quedan en el registro paleontológico.

Hay varias razones que pueden explicar esta situación. Una, las características de los medios de comunicación, que necesitan publicar noticias efectistas, que llamen la atención de los lectores. Y los hallazgos científicos casi nunca son espectaculares, por lo que hay que adornarlos. Otra, que los periodistas no son, en realidad, expertos conocedores de la ciencia (¿quién podría serlo así, en general?), sino que les corresponde tratar de un tema que conocen con limitaciones y la mayor parte de las veces sin contar con expertos ni asesores.

Vencer la mala ciencia es difícil. Hacen falta más científicos capaces de ser buenos comunicadores, que sean capaces de explicar de forma sencilla las investigaciones científicas, pero también hacen falta comunicadores que sean capaces de conocer y comunicar cuestiones científicas sin disfrazarlas, exagerarlas o distorsionarlas. Y hace falta, además, que los ciudadanos sean capaces de comprender esos mensajes, para lo cual es imprescindible mejorar la formación científica de toda la población. Eso se llama alfabetización científica.

miércoles, 1 de octubre de 2014

La ciencia como método de conocimiento: epistemología para desprevenidos

"- ¡Un niño de cinco años lo comprendería...!
- ¡Rápido! ¡Tráiganme a un niño de cinco años!"
Groucho Marx

Una posible definición mínima de ciencia es decir que trata de ser un marco para la explicación de la realidad que nos rodea. 

Pero explicar algo supone saber cómo sucede, por qué ocurre, y si ocurrirá en el futuro, lo que nos pone delante de un problema serio: nuestros sentidos, que son, al fin y al cabo, el único medio que tenemos de acceder a la realidad, son limitados. Solo nos permiten "aprehender", captar, un trozo del mundo. Sin embargo, para poder explicar algo tenemos que acceder a un conocimiento "universal".

Afortunadamente (¿...?) estamos equipados (de serie) con una herramienta que nos facilita llegar a conocimientos que van más allá de nuestros sentidos: nuestro cerebro y su capacidad de razonamiento. La cosa, en principio, parece fácil. Por ejemplo observamos la siguiente serie:

1, 3, 5, 7...

Nuestro cerebro, todo un lince, enseguida se da cuenta de la regularidad y la extiende más allá de los límites que observamos. O, dicho de otra manera, la extrapola. Y así de fácil, sin más, nos da la respuesta sencilla: el siguiente número es ¡¡el nueve!!.

Fácil, ¿no? lo que hemos hecho es razonar, y como lo hemos hecho sin boina, sin seguir reglas ni pararnos a pensar sobre ello, al proceso lo llamamos razonamiento heurístico.

Hacemos lo mismo, por ejemplo, cuando vemos la imagen que tienes a la derecha. Vemos dos trenes que avanzan uno hacia el otro por la misma vía y ni nos paramos a pensar: llegamos a la conclusión de que más vale que estén cerca los bomberos y las ambulancias. Y eso que no observamos realmente el choque, solo la predecimos ¡Conocemos el futuro!


¡Qué fácil sería todo! Pero resulta que nuestro cerebro es resultado de la evolución biológica, y que ha evolucionado en un cierto contexto donde las cosas no siempre parecen lo que son ni son lo que parece. (Una explicación elegante de cómo la capacidad de razonamiento es consecuencia de la evolución biológica la sugiere Michael Ruse. Nos propone que nos imaginemos dos homínidos que ven cómo entran a la cueva donde se refugian dos leopardos, pero que solo sale uno de ellos. Si solo uno de los dos homínidos es capaz de notar esa diferencia, de inferir que el segundo leopardo sigue en la cueva, es posible que podamos suponer cuál de ellos sobrevivirá). Volviendo al principio del párrafo, no solo nos engañan nuestros sentidos, como han dicho muchos filósofos a lo largo del tiempo, sino también nuestro cerebro. Nuestro cerebro tiene sesgos, errores repetidos, a la hora de pensar.

Para razonar espontáneamente utilizamos tres herramientas que nos sirven como "atajos mentales" y a los que damos el nombre de heurísticos: el heurístico de representatividad, el de disponibilidad y el heurístico de anclaje.

El heurístico de representatividad consiste en que cuando queremos hacer una clasificación o buscar la causa de un fenómeno nos fijamos en el parecido entre dos elementos. Esto puede llevarnos a errores o sesgos, como el que se produce cuando confundimos parecido y causa. Por ejemplo, si observamos la siguiente gráfica nos podemos llevar un buen disgusto:
¡La inversión en ciencia está relacionada con el número de suicidios! Desde luego, las líneas que representan a las dos variables se parecen mucho. Sin embargo, podemos estar tranquilos: ni la inversión en ciencia provoca suicidios ni los suicidios hacen más fácil que los gobiernos inviertan en ciencia... Solo es una "relación espuria", que creemos percibir aunque no refleje una relación real de causa-efecto entre los dos fenómenos que parecen relacionarse entre sí. Es posible que se trate de una simple casualidad, o que las dos variables estén relacionadas con una tercera que no observamos... Lo cierto es que tenemos una habilidad especial para percibir estas aparentes relaciones. Si tienes curiosidad, la página web spurious correlations recoge este tipo de relaciones aparentes.

También tendemos, al utilizar este mecanismo mental, a encontrar pautas en series aparentes, debidas exclusivamente al azar.

El heurístico de disponibilidad hace que lleguemos a conclusiones utilizando solo la información que recordamos con más facilidad. Por ejemplo, las personas que ven mucha televisión tienden a creer que los crímenes violentos son muy habituales, porque la televisión los muestra frecuentemente. Esto provoca, además, que tengamos en cuenta sobre todo los recuerdos que confirman lo que ya pensábamos. Por ejemplo, si a una persona supersticiosa le ocurre algo malo un martes trece tenderá a recordarlo con más facilidad que si le sucede cualquier otro día, de forma que eso reforzará su superstición.

El heurístico de anclaje hace que, cuando analizamos un grupo de objetos o fenómenos, por ejemplo una serie, tendamos a prestar más atención al primero de ellos que a los demás, lo que influye en nuestras conclusiones posteriores.

En resumen, cuando razonamos espontáneamente es fácil que cometamos errores que afectan a las conclusiones de nuestro razonamiento: tendemos a ver pautas aunque no existan, buscamos sobre todo la información que confirma nuestras ideas previas o hipótesis y no la que las rechaza, y cuando la encontramos tendemos a darle más valor del que tiene. Además, nuestra confianza en las pruebas es mayor si confirman nuestras ideas anteriores.

Claro que sabiendo que podemos cometer estos errores podemos corregirlos si nos sometemos a reglas rígidas que los controlen. De fijar esas reglas se encarga la Lógica, una rama de la Filosofía, de modo que si utilizamos las normas de la Lógica en vez de dejarnos llevar por nuestro pensamiento espontáneo podremos estar seguros de que nuestras conclusiones se ajustan a la realidad.

Aun así, sigue habiendo problemas difíciles de superar. La generalización, la obtención de conclusiones universales a partir de datos particulares, recibe en Lógica el nombre de la inducción. Pues bien, aunque se ajuste firmemente a las reglas de pensamiento la inducción no puede garantizar que nuestras conclusiones sean correctas.

En esta ocasión el problema se debe a que nuestra observación puede referirse a un caso particular del todo que estamos intentando conocer. Un ejemplo tradicional lo dan los cisnes; en Europa hay una única especie de cisne, el blanco, de modo que siempre se había considerado que todos los cisnes son blancos... hasta que se encontraron cisnes negros en Australia. Eso basta para demostrar que la inducción no es un método de conocimiento válido, puesto que una sola excepción invalida nuestras conclusiones.

En realidad, desde el punto de vista de la Lógica el único método válido para obtener conocimiento es la deducción, en el que partimos de un conocimiento general, universal, y obtenemos una conclusión nueva pero que solo se puede aplicar a un grupo concreto de fenómenos, de objetos o de individuos.

Así que la inducción no es válida y la deducción no es suficiente... ¿Significa eso que tenemos que renunciar a explicar racionalmente la realidad? Afortunadamente no. La estrategia que se desarrolló para superar esos inconvenientes es lo que ahora conocemos como "método científico" y consiste, simplemente, (¿...?) en combinar los dos métodos de creación de conocimiento, la inducción y la deducción, para aprovecharse de sus puntos fuertes y obtener un nuevo conocimiento universal que, además, sea válido.

Supongamos que hemos hecho una observación de un fenómeno a la que podemos llamar simplemente [O] para no alargarnos. Al estudiar esa observación nos damos cuenta de que podemos explicarla mediante una idea general, que hemos obtenido razonando por inducción. Esa explicación universal posible de unos hechos obtenida mediante razonamiento inductivo es lo que llamamos hipótesis. Para los amigos [H]. No sabemos si [H] es válida, es decir, si explica todos los hechos que se ajustan a [O]. Sabemos que es cierta para algunos casos pero, ¿lo es para todos?

Por supuesto no podemos comprobar si nuestra hipótesis es cierta caso por caso. Pero sí podemos utilizar la hipótesis para deducir de ella una conclusión [C]. Si observamos que la conclusión es verdadera, eso nos confirmará que la hipótesis de la que se deriva también es verdadera...

Eso sí, hay dos aspectos importantes en este proceso. El primero es que tenemos que asegurarnos de que la conclusión [C] es distinta de la observación [O], porque si no es así nos encontraríamos frente a una tautología (esto es así porque es así). También es importante que nuestra conclusión, [C], sea una consecuencia necesaria de nuestra hipótesis, y no se pueda explicar de ninguna otra forma, es decir, mediante una hipótesis alternativa. Si no fuera así, nuestra hipótesis no tendría poder explicativo.

Es aquí donde entra en juego el control. Para asegurarnos de que nuestra conclusión se da si y solo si la hipótesis es verdadera, tendremos que evitar todas las otras posibles causas que puedan explicar la conclusión que observamos. Eso es un experimento.

Posiblemente todo esto sea más fácil de entender con un ejemplo, que podemos sacar de la historia de la ciencia. Hablaremos, entonces, de Semmelweis.


Ignac Semmelweis era un médico que trabajaba, a mediados del siglo XIX, en la Maternidad de Viena. En esa época la fiebre puerperal era un problema grave: los niños recién nacidos desarrollaban fiebre alta y morían a los pocos días de nacer, sin que se conociera el motivo (hay que tener en cuenta que entonces aún no se aceptaba la "teoría microbiana de la enfermedad", que desarrollaron en ese mismo siglo Pasteur y Koch).
Semmelweis observó que había una diferencia entre la mortalidad en el pabellón del hospital atendido por estudiantes de medicina y el atendido por las matronas: la muerte de los recién nacidos era mucho más probable en el pabellón atendido por los estudiantes [O]. Además, cuando los estudiantes visitaban el pabellón de las comadronas la mortalidad aumentaba en él.
A partir de esa observación se le ocurrió la idea de que la fiebre puerperal podría estar causada por algo transportado por las manos de los estudiantes de medicina, pero no en las manos de las matronas [H]. Al estudiar a los dos grupos se dio cuenta de que la diferencia entre ellos era que los estudiantes pasaban por la sala de disección de cadáveres antes de antender a los recién nacidos, así que dedujo que ese elemento que podía provocar la enfermedad procedería de los cadáveres.
Semmelweis dedujo que si su idea era cierta podría evitarse la fiebre puerperal eliminando el "elemento" que era transportado por las manos de los estudiantes [C]. Para comprobarlo, preparó una solución desinfectante y obligó a los estudiantes a lavarse las manos con ella antes de antender a los niños. El resultado obtenido fue que la mortalidad del pabellón atendido por los estudiantes de medicina se redujo en un 70%.

En realidad, la observación provocada que realizó Semmelweiss no fue, realmente, un experimento. Para que pudiéramos considerarlo así se debería haber establecido un "grupo de control", idéntico en todo al "grupo experimental" excepto en la característica que consideramos que provoca la enfermedad. Es decir, habría que haber dividido a los estudiantes en dos grupos idénticos en todo, haciendo que uno de esos grupos se lavara las manos y que el otro no lo hiciera y comprobando los resultados. Si la mortalidad se hubiera reducido en el grupo de estudiantes "limpios" y no en el de los estudiantes "guarros", podríamos llegar a la conclusión de que la causa de esa reducción es la única diferencia entre los dos grupos, es decir, la higiene.

El método científico que se cuenta en esta historia está muy simplificado, tanto desde el punto de vista histórico como desde el punto de vista de su aplicabilidad. No hubo un científico que se levantara un día y dijera "hoy estoy de humor, voy a inventar la ciencia". Más bien fue el resultado de pequeños avances, espaciados a lo largo del tiempo, de muchos investigadores, un proceso que arranca en la antigua Grecia y que no termina, en realidad, hasta la actualidad, porque incluso hoy en día sigue habiendo científicos y filósofos de la ciencia que trabajan para depurarlo.

Tampoco es un método único. Algunas ciencias no permiten la experimentación. Por ejemplo, no es posible mover un poco más allá unos cuantos planetas para observar los cambios en el equilibrio gravitatorio, y en esos casos pueden utilizarse modelos y simulaciones. En otros casos la experimentación no es éticamente posible porque afecta a personas, y muchas veces los estudios científicos se limitan a la observación de correlaciones.

Ya en el siglo XX Karl Popper, uno de los filósofos de la ciencia más importantes a lo largo de la historia, hizo notar que las hipótesis que se refieren a universales en realidad no pueden ser demostradas, porque es totalmente imposible llegar a conocer todos los casos que incluyen. Por el contrario, sí es fácil demostrar que una hipótesis de este tipo es falsa: basta con encontrar un solo caso en el que la hipótesis no se cumpla. Sin embargo, esto puede permitir, indirectamente, confirmar una hipótesis; ahora ya no se trata de demostrar que [H] es verdadera, sino de comprobar que su hipótesis complementaria ([NO-H]) es falsa, y esto es posible desde el punto de vista de la epistemología.

Aunque pueda parecer que la idea de Popper ayuda poco para crear nuevo conocimiento, que es la tarea de la ciencia, sí que contribuye a otro aspecto que ha preocupado a los científicos a lo largo del tiempo: la delimitación de lo que puede ser estudiado desde el punto de vista de la ciencia. En muchas ocasiones los científicos se ven conducidos, o se meten ellos mismos, en cuestiones que no pueden ser debatidas exclusivamente desde el punto de vista de la ciencia, porque interfieren en ellas creencias o ideologías. Popper proporciona un criterio sencillo para determinar hasta dónde llega lo científico: cuando no se puede determinar si una hipótesis (o su contraria) es falsa, esa afirmación no puede ser conocida por la ciencia. Por este motivo el principio de Popper, llamado principio de falsación, recibe también el nombre de criterio de demarcación, ya que contribuye a establecer el límite del conocimiento científico.

Lamentablemente el criterio de Popper no contribuye a determinar la verdad o falsedad de las hipótesis científicas, trabajo que sigue teniendo que hacerse mediante la comprobación experimental, aunque ahora mediante la "falsación" de las hipótesis alternativas, pero sí nos permite saber hasta dónde puede llegar el trabajo de la ciencia.

La epistemología no termina, ni mucho menos, con esto. Muchos de sus trabajos se han dedicado también a estudiar los procesos mediante los cuales han ido cambiando, a lo largo del tiempo, las ideas científicas, nuestra visión del mundo, y las relaciones entre la ciencia y su entorno social.

martes, 4 de febrero de 2014

Meteorización y edafogénesis

La meteorización es el conjunto de procesos físicos, químicos y biológicos que afectan a las rocas sometidas a los agentes geológicos, modificando sus características texturales, estructurales o mineralógicas, en o cerca de la superficie. La meteorización mecánica o desintegración consiste en la disgregación y la pulverización de la roca y depende de las características de la propia roca, mientras que la meteorización química consiste en un conjunto de cambios en la composición y en la estructura de los minerales. Se llama también descomposición, y depende de una gran variedad de factores, en especial de la "corrosividad" del agua.La presencia de agua siempre es fundamental en la meteorización.

La meteorización es un proceso diferencial: no actúa de la misma forma en todas las rocas, ni en todos los puntos de una misma superficie, por lo que da lugar a rocas distintas y determina la formación de diferentes formas del relieve. Uno de los motivos por lo que ocurre esto es que los minerales presentan diferente susceptibilidad a la alteración, que depende de las condiciones en las que se formaron. En concreto, la alterabilidad de los minerales silicatados se mide con la escala Goldich, que es similar a las series de Bowen: los minerales que se forman más tarde en dichas series son también los más resistentes a la erosión.

El proceso general de la meteorización se describe por la expresión que se conoce como "ecuación general de la meteorización": los minerales primarios de las rocas que constituyen la roca madre (cuarzo, feldespatos, micas, anfíboles, piroxenos, olivino...) son modificados por los agentes de meteorización (agua, oxígeno, dióxido de carbono, protones...) dando lugar a un material denominado manto de alteración y que está formado por residuos insolubles como cuarzo o moscovita, minerales secundarios, formados como consecuencia de la meteorización (arcillas, óxidos, carbonatos) e iones disueltos.

El proceso de la meteorización está controlado por factores climáticos y litológicos. Entre los primeros destacan por su importancia la temperatura, la presencia de vegetación, la periodicidad de las precipitaciones, etc. En general se puede decir que la meteorización química es la predominante cuando los valores de temperatura y pluviosidad son elevados, mientras que en desiertos y en latitudes altas predomina la meteorización mecánica. En cuanto a los factores litológicos, la textura y la estructura de las rocas influyen en el tipo y en la velocidad de su alteración, así como también lo hacen la pendiente del terreno, la orientación, etc. El origen de las rocas también afecta a la velocidad con la que sucede la meteorización: las rocas formadas en el interior de la Tierra se degradan con más facilidad que las que se han generado en la superficie. Ambos tipos de factores están, además, interrelacionados: la composición de la roca determina su susceptibilidad a la meteorización química.

Meteorización mecánica

La rotura y fragmentación de la roca que supone la meteorización mecánica  puede ser provocada por diferentes fenómenos geológicos:

  • Dilatación o relajación de esfuerzos: Cuando la roca deja de estar sometida a presión litostática se forman en ella diaclasas que facilitan la entrada de agua y, por tanto, su meteorización. Es típico, aunque no exclusivo, de las rocas ígneas.


  • Dilatación diferencial: se produce en zonas de gran variación térmica. En esas condiciones las rocas sufren cambios repetidos de volumen que producen roturas, proceso que se denomina termoclastia.


  • Crecimiento de cristales: en las grietas de las rocas pueden crecer cristales que se forman a partir del agua salada (haloplastia) o como resultado de la congelación del agua en las grietas (gelifracción). El aumento de volumen dentro de la grieta produce un efecto cuña sobre la roca, que acaba provocando que la roca se agriete.


  • Actividad orgánica: las raíces de las plantas o el crecimiento de líquenes o de hongos pueden contribuir a la rotura de las rocas. 




Meteorización química 

El principal agente de la meteorización química es el agua; cuanto mayor es la infiltración del agua en la roca, más intensa es la meteorización.
  •  La disolución consiste en que el agua provoca la disociación en iones y la movilización de los componentes que forman la roca. Es un proceso particularmente importante en calizas y rocas evaporíticas, en las que puede llegar a producir la formación de grandes sistemas de cavernas.
  • Hidratación: el agua se incorpora a la estructura cristalina del mineral. Puede provocar la disgregación de las rocas debido a un aumento de volumen, como ocurre en las arcillas.
  • Hidrólisis: el agua se disocia en iones H+ y OH-, que atacan químicamentea los componentes de la roca. Como resultado se forman nuevos minerales, que varían en función de las condiciones ambientales. Es uno de los procesos fundamentales de formación de los minerales de la arcilla.
  • Carbonatación: el dióxido de carbono de la atmósfera reacciona con el agua, haciendo que adquiera un pH ácido. El agua acidificada ataca la roca, en particular a las calizas.
  • Oxidación-reducción: consiste en la pérdida o ganancia de electrones por parte de algunos minerales, lo que altera sus propiedades químicas. Un ejemplo típico son los óxidos de hierro.
  • Actividad biológica: algunos organismos producen sustancias químicas que alteran las rocas: dióxido de carbono, ácidos, enzimas...
Cuando las rocas de una zona se alteran pero no son transportadas fuera del área en la que se encuentran sus restos se acumulan en la superficie formando un manto de alteración. Se trata de una capa de espesor variable, que llega a alcanzar más de 100 metros en las zonas ecuatoriales, aunque su profundidad media es de entre uno y dos metros.

Las características de los mantos de alteración cambian marcadamente con la profundidad: en la superficie los materiales meteorizados están muy asociados con materia orgánica; por debajo se encuentra roca alterada y a mayor profundidad aún roca sin alterar. Esta disposición de los materiales provoca que la porosidad vaya disminuyendo a medida que aumenta la profundidad, lo que a su vez influye en la dinámica del agua en el suelo: cuando se producen precipitaciones, el agua se infiltra hasta alcanzar una zona impermeable, de porosidad muy reducida, y luego se va acumulando rellenando los poros, dando lugar a una zona saturada de humedad.

Edafogénesis

La edafogénesis es el proceso de formación del suelo a partir de una roca inicial no alterada. El suelo es la capa superficial del terreno, alterada y activa biológicamente. El suelo es una interfase entre otros sistemas terrestres: geosfera, hidrosfera, atmósfera y biosfera.

La formación del suelo empieza con la meteorización, que da lugar a la formación de un manto de alteración. La infiltración del agua y el aporte de materia orgánica por parte de los seres vivos van dando lugar a la formación de capas superpuestas, de diferentes características, que reciben el nombre de horizontes del suelo. Esta estructuración horizontal es característica de todos los suelos. Las capas más importantes que aparecen son las siguientes:
  • Horizonte 0: formado por la acumulación de materia orgánica en descomposición, que forma humus y ácidos orgánicos.
  • Horizonte A: producido por la disolución y lavado de materiales reactivos y solubles.
  • Horizonte B: constituido por acumulación de precipitados iónicos y coloidales.
  • Horizonte C: resultado de la descomposición parcial de la roca madre.
 El suelo está compuesto por una mezcla compleja de componentes sólidos, líquidos y gaseosos. Entre los sólidos se pueden encontrar fragmentos de diferente tamaño. Los mayores son visibles directamente y son inertes desde el punto de vista químico, pero también aparecen coloides procedentes de la degradación de minerales (arcillas), agregados orgánico-minerales, que proporcionan nutrientes a las plantas, y materia orgánica en proceso de descomposición.



El principal componente líquido del suelo es el agua, procedente de la infiltración de las precipitaciones. El agua actúa como vehículo de transporte de sustancias, pero también como agente reactivo que transforma la composición química del entorno.

Finalmente, algunos poros del suelo están ocupados por aire, lo que resulta absolutamente necesario para permitir el desarrollo de la vegetación.

La naturaleza de los suelos, su aptitud como soporte de la vegetación y, por lo tanto, como base de los ecosistemas terrestres, dependen de sus propiedades físicas y químicas. Las principales características mecánicas de los suelos son:
  • La profundidad o espesor: varía desde unos pocos centímetros hasta varios metos. Influye en la capacidad del suelo para sustentar vegetación.
  • La estructura describe el modo en que se asocian entre sí las partículas del suelo (sueltas, formando agregados...)
  • La porosidad es el volumen de espacios abiertos que hay en el suelo. Es importante, porque permite la presencia de agua y gases que, a su vez, hacen posible el desarrollo de la vegetación, pero realmente la infiltración de agua en el suelo depende no del volumen total de poros, sino del volumen de huecos conectados entre sí, lo que constituye la porosidad eficaz.
  • Las características hídricas del suelo describen la cantidad de agua presente en el suelo y la forma en que se encuentra.:
    • Agua pelicular: rodea a las partículas del suelo.
    • Agua estructural: forma parte de las partículas.
    • Agua gravitacional: circula libremente por el suelo.
    • Agua capilar: ocupa los pequeños espacios entre partículas.
En cuanto a las características químicas del suelo, las más importantes son las siguientes:
  • Acidez: es consecuencia de la naturaleza de la roca originaria. Influye en gran medida en la posibilidad de solubilización de las sustancias minerales del suelo, y afecta de manera considerable a la vegetación, hasta el punto de que se pueden distinguir especies silícolas, que son capaces de crecer en suelos ácidos, y especies calcícolas, que crecen en suelos básicos.
  • Contenido en materia orgánica. La materia orgánica del suelo constituye el humus, que es el resultado de la descomposición de los organismos muertos. El humus es determinante para el desarrollo de la vida en el suelo: a mayor cantidad y madurez, mayor fertilidad del suelo. La madurez del humus depende de la proporción entre carbono y nitrógeno que presenta. Esa relación va aumentando con el tiempo, debido a que el nitrógeno se soluibiliza y se pierde, lo que va dando lugar a tipos de humus progresivamente más fértiles: mull, mor, moder y turba.
  • Presencia de otros compuestos: la presencia de carbonato cálcico es importante porque influye en la acidez del suelo, pero también lo es la de iones minerales como nitrógeno, fósforo, sodio, calcio o hierro, que sirven de nutrientes a la vegetación. Las sales, por su parte, dificultan el crecimiento de la vegetación.
El proceso de formación del suelo está condicionado por diferentes factores, entre los que destacan el tipo de roca madre, el relieve, el clima y la presencia de organismos. La roca madre proporciona los materiales sólidos a partir de los que se formará el suelo, por lo que es determinante en las propiedades y constituyentes de los suelos jóvenes, pero su influencia se va reduciendo a medida que el suelo va madurando. El relieve condiciona la velocidad de la meteorización y de la sedimentación, e influye en la disponibilidad de agua. Los organismos proporcionan materia orgánica y mezclan y alteran los componentes del suelo. Por último el clima es uno de los aspectos más determinantes en la evolución del suelo, ya que condiciona la disponibilidad de agua.

El suelo empieza a formarse a partir de una masa de roca expuesta y no alterada. En estas condiciones se meteoriza, formando un manto de alteración, sobre el que puede depositarse, en algunas zonas, material procedente de otras zonas que ha sido erosionado y transportado. La vegetación se forma sobre el manto de alteración, lo que permite que se acumulen otros materiales, especialmente orgánicos. El resto de los horizontes del suelo se forman como resultado de la acumulación de materia orgánica y de la infiltración de agua.

miércoles, 29 de enero de 2014

Las rocas sedimentarias

Las rocas sedimentarias son las que se forman en la superficie de la Tierra a partir de partículas erosionadas, transportadas, depositadas y transformadas mediante diagénesis hasta dar lugar a un material más o menos consolidado. Como consecuencia del modo en que se forman las rocas sedimentarias dan lugar a capas superpuestas llamadas estratos.

Según su origen las rocas sedimentarias se clasifican en tres grandes categorías:
  • Rocas detríticas: están formadas por fragmentos procedentes de la meteorización y el transporte de otras rocas.
  • Rocas químicas: formadas por productos de precipitación química que no han sido transportados desde otros lugares.
  • Rocas organógenas: tienen su origen en la actividad de los seres vivos.
Las rocas detríticas  están constituidas por tres tipos de elementos:
  • Esqueleto: es un conjunto de granos o partículas de tamaño relativamente grande, llamadas clastos, que constituyen la roca.
  • Matriz: el conjunto de fragmentos más pequeños que los clastos y que rellenan los espacios que quedan entre ellos.
  • Cemento: material resultado de procesos de precipitación química que han tenido lugar durante la diagénesis y que rellena espacios más pequeños que quedan en la roca.
Además, la roca puede presentar huecos no ocupados por material , que constituyen su porosidad. Los poros pueden estar fuera o dentro de los clastos, y pueden deberse a la estructura del sedimento original (porosidad primaria) o a diferentes procesos ocurridos durante la diagénesis (porosidad secundaria).

Las rocas detríticas se diferencian entre sí por dos características fundamentales: los tamaños de las partículas que las forman y su grado de redondez. El tamaño de las partículas está relacionado con la energía del medio que transportó el sedimento (a mayor tamaño de grano, mayor energía) y con su dinámica (la abundancia de fragmentos de tamaño grande indica, por ejemplo, que el medio perdió bruscamente su energía, por ejemplo por un cambio en el caudal de un río, o por el deshielo en el caso de un glaciar), mientras que el grado de redondez de los clastos está relacionado con el tipo de medio que realizó el transporte (por ejemplo, los clastos redondeados son característicos de un transporte activo, como el que se da en los ríos, mientras que los poco redondeados indican un transporte pasivo, como en el caso de las rocas transportadas sobre el hielo glaciar) y con el tiempo que duró el propio proceso de transporte (a mayor redondez, más tiempo de transporte).

De las dos características, la que se toma como principal para clasificar las rocas detríticas es el tamaño de grano. De este modo se pueden distinguir tres tipos básicos de sedimentos y de rocas sedimentarias detríticas:
  • Si el diámetro de los clastos predominantes es mayor de 2 mm se forman sedimentos que reciben el nombre de gravas. Cuando se consolidan, las rocas formadas por estos fragmentos se denominan ruditas. Es posible distinguir dos tipos, en función del grado de redondez de los clastos: los fragmentos redondeados dan lugar a pudingas, mientras que los angulosos forman brechas.

  • Cuando el diámetro de los fragmentos es menor de 2 mm pero supera 1/16 de milímetro los sedimentos reciben el nombre de arenas y las rocas consolidadas se denominan areniscas. Son el resultado de procesos de erosión y de transporte prolongados en el tiempo, por lo que en su composición predominan el cuarzo y, en menor medida, los feldespatos y las micas, ya que ese es el orden de mayor a menor resistencia a la erosión. Suelen encontrarse en playas, dunas, fondos de valles, depósitos fluviales, etc. Su color depende de la naturaleza que une sus fragmentos entre sí, y se clasifican, en función de su composición, en ortocuarcitas (más del 90% de cuarzo), arcosas (alto contenido en feldespatos) y grauvacas (más del 30% de arcillas).

  • Si el tamaño de los fragmentos no alcanza el 1/16 de mm los sedimentos formados reciben el nombre de pelitas y las rocas se denominan lutitas. En este caso la sedimentación tiene lugar fundamentalmente por decantación a partir del agua con partículas en suspensión, y las rocas pueden tener colores muy variados en función de su composición.

Las rocas sedimentarias de origen químico se forman a partir de disoluciones acuosas mediante precipitación o evaporación.

Las rocas carbonáticas son rocas sedimentarias de origen químico formadas fundamentalmente por carbonatos, ya sean de calcio (calizas) o de calcio y magnesio (dolomías). En la mayoría de los casos los materiales carbonatados se forman en el mismo lugar de la sedimentación como consecuencia de diferentes procesos químicos o bioquímicos, caso en el que se denominan rocas carbonatadas autóctonas, aunque también se pueden formar a partir de materiales carbonatados procedentes de otras zonas (clastos).

Los carbonatos son sustancias solubles, de modo que la formación de las rocas carbonatadas mediante precipitación está en equilibrio con procesos de disolución que dan lugar a la destrucción de la roca, lo que provoca paisajes kársticos, caracterizados por la presencia de cuevas u otras formas erosivas dentro de macizos de roca caliza. La relación entre precipitación y disolución de los carbonatos se ve afectada por varios factores ambientales:
  • La concentración de CO2: su presencia favorece la disolución de los carbonatos y dificulta su precipitación.
  • El pH: en medios básicos favorecen la precipitación, mientras que los ácidos facilita la disolución de los carbonatos.
  • La presencia de otras sales: la presencia en el medio de calcio o magnesio facilita la precipitación de los carbonatos.
  • La salinidad dificulta la precipitación.
  • La temperatura elevada facilita la precipitación porque reduce la cantidad de dióxido de carbono disuelto.
  • La baja presión atmosférica favorece la precipitación.
La precipitación afecta a partículas de diferentes orígenes y características, lo que hace que las rocas carbonatadas estén formadas por una mezcla compleja de elementos de distinto tipo. Por un lado se encuentran los componentes ortoquímicos, que han precipitado directamente a partir del agua. Según el tamaño de las partículas se diferencian micrita y esparita. Pero además la roca incluye otros componentes que se denominan aloquímicos, que son agregados de sedimentos formados dentro de la cuenca. Entre ellos se encuentran fósiles (bioclastos), peloides (restos fecales), oncoides u oolitos (cianobacterias), psioides o pisolitos (de origen inorgánicos) o intraclastos (fragmentos de sedimento que han sido removidos y vueltos a depositar).

La caliza es una roca dura y compacta, de color variado, formada fundamentalmente por carbonato cálcico (CaCO3). Se reconoce fácilmente si se hace reaccionar con ácido clorhídrico, porque produce burbujas de dióxido de carbono, y en el campo porque no fija la vegetación, de modo que forma macizos de roca desnuda. Tiene su origen en agus tranquilas y poco profundas, en zonas de clima cálido.



Las calizas fosilíferas están formadas por acumulación de restos carbonatados de esqueletos o caparazones de organismos. Presentan colores y texturas muy variables, y suelen clasificarse según los fósiles que las forman, que pueden pertenecer a una gran variedad de grupos: braquiópodos, crinoideos, gasterópodos, nummulites, corales...

La dolomía está formada por carbonato de calcio y magnesio. Normalmente se forma cuando este útimo elemento sustituye parcialmenta al calcio en la red cristalina de la caliza formada previamente.

Las margas son también rocas carbonatadas, pero con una importante proporción de arcillas (entre el 35% y el 65%), por lo que se consideran intermedias entre las arcillas y las calizas. Son propias de depósitos marinos y lacustres con intenso transporte, y suelen contener estructuras sedimentarias, fósiles y nódulos de diferentes minerales.

Las rocas evaporíticas son también rocas químicas que se forman por precipitación directa a partir de salmueras, es decir, a partir de disoluciones acuosas con alta concentración de sales (por encima de 30 g/l). El clima es un factor determinante en su formación: este tipo de rocas se producen en climas áridos, en los que la evaporación es mayor que la precipitación.

En esas condiciones de aridez los minerales precipitan por evaporación, choque y mezcla de aguas, que puede provocar un aumento de la cantidad de iones por encima de su solubilidad, o por cambios de temperatura.

La precipitación tiene lugar por orden de solubilidad: de menos soluble a más soluble, lo que provoca que las cuencas evaporíticas muestren una ordenación concéntrica característica.

El yeso y la anhidrita son rocas evaporíticas formadas por sulfato cálcico hidratado (yeso) o deshidratado (anhidrita). El yeso es blanco en su forma pura, pero puede contener gran variedad de impurezas que le proporcionan colores distintos.

La halita está formada por el depósito de cloruro sódico, que se produce en mares cerrados de climas cálidos.

Las rocas evaporíticas tienen interés económico por su uso industrial o como aditivos alimentarios (sal), así como porque permiten la acumulación de petróleo.

Las rocas organógenas se forman a partir de restos orgánicos, ya sean de animales o de vegetales. Las rocas fosfatadas contienen más de un 20% de fosfatos y otros componentes,  normalmente en forma de nódulos en el seno de otras rocas. Las rocas silíceas, por su parte, son el resultado de la acumulación de restos de organismos con esqueleto silíceo como diatomeas (diatomita) o radiolarios (radiolarita).

Las principales rocas de origen orgánico son, sin embargo, las que tienen como componente mayoritario el carbono: carbón y petróleo.

El carbón es una roca combustible que tiene, incluyendo la humedad, más del 50% en peso y más del 70% en volumen de material carbonoso formado por maceración, compactación y endurecimiento de restos de plantas acumulados en una turbera.

La formación del carbón empieza por la acumulación rápida de restos vegetales en zonas saturadas de agua. Las dos condiciones son necesarias, para que la materia orgánica no pueda ser metabolizada hasta dióxido de carbono por los descomponedores, sino solo transformada parcialmente en otros compuestos orgánicos, eliminándose una parte de los carbohidratos. El resultado de esta descomposición es la turba, un material que contiene entre un 45% y un 60% de Carbono.

La turba, que ya puede utilizarse como combustible de bajo poder energético, puede seguir un proceso de maduración, durante el cual los materiales se compactan, pierden agua y expulsan los compuestos volátiles, dando lugar al lignito, que ya es una roca sedimentaria propiamente dicha con un contenido de carbono que oscila entre el 60% y el 75%. El alto contenido en Nitrógeno y Azufre que sigue teniendo este tipo de carbón hace que su utilización, limitada a la producción de electricidad en las centrales térmicas, de lugar a problemas de contaminación por lluvia ácida, al formarse óxidos de esos dos elementos durante la combustión.

El aumento de presión debido al enterramiento y a la acumulación de sedimentos sobre el carbón provoca que se complete la pérdida de agua y de sustancias volátiles, lo que conduce a la formación de la hulla, cuyo contenido en Carbono va desde el 75% al 90%.

Si continúa el aumento de la presión y de la temperatura acaban por eliminarse casi todos los componentes, quedando prácticamente solo el Carbono. De este modo se forma la antracita, con un contenido en Carbono que oscila entre un 90% y un 95% y que tiene ya carácter metamórfico.

El producto final de la carbonatación de los restos orgánicos es el grafito, cuyo contenido en Carbono llega a ser del 95% al 100%.
Para que todo el proceso pueda llevarse a cabo es necesario que las condiciones en las que se produce la sedimentación y la evolución del carbón sean muy concretas: no puede producirse ningún otro tipo de sedimentación, y a lo largo del proceso deben mantenerse el encharcamiento y el ambiente reductor. Asimismo tiene que mantenerse un equilibrio entre la sedimentación y la subsidencia.

La turba es un material blando y desmenuzable, generalmente de color claro, en el que suelen poder apreciarse a simple vista restos vegetales no descompuestos. El lignito aún conserva estructura leñosa, y su color va desde pardo hasta negruzco. La hulla se caracteriza por su color negro y brillo graso. Su elevado poder calorífico la hace útil para la producción de electricidad o la industria siderúrgica. La antracita presenta un color negro brillante y posee un gran poder calorífico, pero necesita suministro de oxígeno para arder. Normalmente es más utilizada en la industria química. El grafito, por último, es un mineral brillante y de aspecto laminar que se encuentra en rocas metamórficas.

El petróleo es una mezcla de hidrocarburos sólidos (resinas, asfaltos), líquidos (benceno,...) y gaseosos (metano, butano...) de origen orgánico que incluye como componentes minoritarios, oxígeno, nitrógeno y azufre y que se ha formado a partir de sedimentos marinos, lacustres o continentales.


Para que se forme petróleo la materia orgánica debe descomponerse mediante procesos diagenéticos que consisten, básicamente, en fermentaciones aerobias y sobre todo anaerobias. El resultado de esta primera fase de transformación es una mezcla de sustancias que recibe el nombre de kerógeno. Si la evolución se detiene en esta fase se forman pizarras bituminosas, pero si la presión y la temperatura siguen aumentando se produce la catadiagénesis, que transforma el kerógeno en hidrocarburos líquidos y, más adelante, en gas.

El carácter fluido del petróleo hace que frecuentemente las rocas en las que se forma, llamadas rocas madre, no coincidan con el lugar en el que finalmente se encuentra. En las rocas madre el petróleo se encuentra mezclado con agua, rellenando los poros del material. Un aumento de presión, generalmente debido a la acumulación de sedimentos, puede expulsar al petróleo y al agua de la roca madre haciendo, además, que se separen entre sí debido a su diferente densidad. El desplazamiento del petróleo seguirá hasta que alcance una estructura geológica capaz de retenerlo: una roca porosa en contacto con otra impermeable, que impida que continúe el movimento. El desplazamiento desde la roca madre hasta la roca almacén, nombre que recibe esta segunda formación, se denomina migración primaria y la estructura geológica donde el petróleo queda retenido recibe el nombre de trampa.

En ocasiones también se produce una migración secundaria, de una zona a otra de la roca almacén.