CAPÍTULO 1: ÁTOMOS Y MOLÉCULAS EN EL
UNIVERSO. LA TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS:
Astrónomos y físicos han postulado como
origen del universo una gran explosión; que a partir de un Gas denso formó innumerables galaxias, que ahora pueblan el
Universo. Una de dichas Galaxias es la Vía láctea, formada por más de 100 mil
millones de estrellas, entre las que se encuentra el Sol.
Cuando la temperatura del Universo era de
alrededor de mil millones de grados, se comenzaron a formar los núcleos de los
elementos. Primero se formaron los más simples, el hidrógeno (H) y el helio
(He). Después en el interior de las estrellas se fueron formando los núcleos de
otros elementos, hasta llegar a un número cercanos a 100. Los químicos los han
ido descubriendo poco a poco y han encontrado que se pueden clasificar de
acuerdo a sus propiedades físicas y químicas en lo que se ha nombrado la tabla
periódica de los elementos.
Más tarde, el Universo se fue enfriando
paulatinamente hasta llegar a una temperatura de 3º K, que es la que tiene en
la actualidad los espacios interestelares.
“PROPIEDADES DEL AGUA”
El agua, producto formado por la
combustión del hidrógeno, es la molécula más abundante en la Tierra, done se
ele encuentras e sus tres estados físicos, como líquido, cubriendo las ¾ partes
de la superficie del planeta, constituyendo mares, ríos y lagos; como vapor, en
grandes cantidades en la atmósfera, de dónde se precipita como lluvia o nieve,
y en su estado sólido (hielo) formando depósito sobre las altas montañas y cubriendo
las regiones polares, y en este caso tal
cantidad, que si este hielo se fundiera, el nivel del océano subiría de tal
manera que inundaría la mayor parte de
las ciudades costeras y gran parte de las tierras bajas, incluyendo países
enteros como Holanda, que quedaría totalmente bajo las aguas, Esta molécula tan
singular y abundante es la base de la vida, constituye más de la mitad del peso
de los seres vivos,: constituye más de la mitad del peso de los seres vivíos, .
En los organismos marinos, se le encuentra en una proporción de más de 90% en
peso. El agua en estado puro, es un líquido incoloro, inodoro e insípido. Las
propiedades físicas de tan importante sustancia a menudo se toman como tipo: su
punto de fusión es de 0o; su punto de ebullición a nivel del mar es de 100º; la
mayor densidad del agua se alcanza a 4º; siendo de 1g/ml, es decir que cada ml
pesará 1 g y por lo tanto, cada litro pesará un kilogramo.
“LAS GRANDES RESERVAS DE AGUA COMO
REGULADORAS DEL CLIMA”
Como el agua se calienta o se enfría más
lentamente que el suelo, sirve para regular la temperatura. Es por eso que en
las regiones alejadas del mar se tienen climas más extremosos que en las
regiones marítimas. El agua no es solo abundante en la Tierra, también se ha
detectado en otros cuerpos celestes. Por ejemplo, en Marte, aunque ha
desaparecido de su superficie dejando vacíos los lechos de ríos y lagos, ya que
la escasa gravedad del planeta (40% de la terrestre) no la pudo retener, existe
agua congelada en los polos, donde se encuentra mezclada con hielo seco (CO2
sólido). También debe existir debajo de
la corteza marciana, ya sea como hielo en invierno o líquida en verano. El
cometa Halley la contiene en forma de Hielo, como revelan los últimos informes.
“AGUA OXIGENADA, PERÓXIDO DE HIDRÓGENO”
H2O2
El agua no es la única combinación que
puede obtenerse entre hidrógeno y oxígeno. Existe además un compuesto que tiene
un átomo de oxígeno más que el agua. La sustancia así formada es conocida como
agua oxigenada, llamada con más propiedad peróxido de hidrógeno. Esta
sustancia, por tener un átomo de oxígeno extra., es inestable, es decir, libera
oxígeno con facilidad para quedar como agua común. El agua oxigenada, por su
facultad de liberar oxígeno, mata a muchos microbios por lo que se empela como
desinfectante de heridas, en cuyo contacto se puede ver al oxígeno desprenderse
en forma de burbujas. El agua oxigenada que se consigue en la farmacia como
agente desinfectante es muy diluida, contiene sólo tres partes de agua
oxigenada por 97 de agua común, El agua oxigenada se emplea como decolorante,
por lo que se utiliza, entre otras aplicaciones, para aclarar el color del
pelo.
Cuando se arroja un pequeño trozo de
sodio metálico sobre agua se efectúa una reacción violenta, se desprende
hidrógeno y se genera calor, En ocasiones la reacción es tan violenta, que el
hidrógeno generado se incendia.
El aluminio, (en electrólisis en la
obtención de metales), es el tercer elemento más abundante en la corteza
terrestre. Se le encuentra formando parte de minerales tan comunes como el
granito y la mica, las arcillas con las que se hacen los ladrillos, y el caolín
con el que se fabrica la porcelana y se
recubren los utensilios de cocina para proteger al hierro de la oxidación
(peltre). El procedimiento descubierto por Charles M. Hall y P. L. T. Hérault,
nacidos en 1863 fue idéntico, es decir,
Que de la bauxita se obtiene el aluminio metálico mediante un proceso
electrolítico muy ingenioso, ambos se hicieron ricos, disfrutando de ello hasta
el fin de sus vidas.
LA ATMÓSFERA PRIMIRTIVA DE LA TIEEERA”
Cuando en el planeta Tierra aún no se
iniciaba la vida, debió de existir una atmósfera muy diferente a la actual. El
científico ruso Oparin supone que estaba compuesta por vapor de agua (H2O), amoniaco,
e hidrocarburos, principalmente metano. Tal mezcla de gases, sometidos a las
altas temperaturas y a la radiación ultravioleta que llegaba del Sol sin
obstáculos, debió dar origen a nuevas moléculas orgánicas, como los
aminoácidos. El resto de los planetas de nuestro sistema solar no son tan
afortunados como el nuestro, pues ninguno tiene agua en abundancia ni tiene
atmósfera rica en oxígeno. Los grandes
planetas más alejados de la Tierra, además de ser mus fríos, tiene una
atmósfera en que el principal constituyente es el hidrógeno, aparte de
cantidades apreciables de helio y metano.
CAPÍTULO II: EL ÁTOMO DE CARBONO, LOS
HIDROCARBUROS, OTRAS MOLÉCULAS ORGÁNICAS, SU POSIBLE EXISTENCIA EN LA TIERRA
PRIMITIVA Y EN OTROS CUERPOS CELESTES.
La teoría de la gran explosión como
origen del Universo concibe la formación del átomo de carbono en el inferior de
las estrellas mediante la colisión de tres átomos de helio. La generación del
carbono y de los átomos más pesados se dio en el interior de las estrellas
antes de la formación de nuestro Sistema Solar, cuyo Nacimiento, a partir de
materiales cromosómicos, polvo y gas provenientes de los restos de estrellas
que explotaron, se remonta a un pasado inimaginable algo así como 4600 millones
de años. Cuando la tenue nube de polvo y
gas fue comprimida por la onda de choque producida por la explosión de una
de estrella de las llamadas supernova,
se formó la nebulosa en cuyo centro la materia se concentró y calentó hasta
producir nuestro Sol. Rodeando al Sol, la materia fue siendo cada vez más fría
y sus elementos constitutivos más ligeros, Con estos materiales e formaron los
planetas y sus lunas. La diferente composición
química del cuerpo de los planetas y de su atmósfera se debe en parte a
que se formaron en regiones de la nebulosa con distintas temperaturas, por lo
que los planetas interiores, Mercurio, Venus, Tierra y Marte, son rocosos, con
gran proporción de metales, óxidos y
silicatos. En cambio, los planetas contienen
más gases. Así, los planetas interiores han perdido alrededor de 98% de
su peso original por haber estado formados de material volátil como hidrógenos
y helio, mientras que los planetas lejanos conservan enormes cantidades de
hidrógeno y helios. La tierra, el 3er planeta del Sistema Solar, tuvo la
fortuna de no ser tan caliente como Mercurio y Venus, ni tan frío con los
planetas más alejados del Sol. Contiene agua en abundancia y carbono en
cantidades también relativamente abundantes, además del resto de los elementos estables. Cualquier elemento natural o sintético
es identificado por su número atómico Z, que corresponde al número de protones
que lleva en su núcleo, Cada elemento puede tener un número variable de
isótopos, el hidrógeno, que posee un protón y un electrón, tiene además un
isótopo estable, cuyo núcleo está formado por un protón y un neutrón.
EL
METANO Y OTROS COMPUESTOS QUÍMICOS EN LOS CUERPOS CELESTES.
El metano formó parte de la atmósfera primitiva
de la Tierra, dónde se generó por la acción reductora del hidrógeno sobre el
carbono. Era el gas predomínate en la atmósfera terrestre de aquel entonces.Actualmente el
metano forma parte de la atmósfera de los planetas fríos que se encuentran más allá
de marte en nuestro Sistema Solar, es decir, Júpiter, Neptuno, Urano y Plutón.
JUPITER: Las naves espaciales Pirineo y
Viajero I revelaron un mundo fascinante en que las capas de distintos colores
se suceden en este enorme planeta, cuyo diámetro es de 11 veces el de la Tierra.
Como el metano se conserva en estado gaseoso, aún a 160º bajo cero, y se solidifica
a solo -182º. Los hidrocarburos superiores. Constituidos por cadenas de
átomos de carbono, al caer sobre el
océano de hidrógeno líquido que cubre la superficie de Júpiter.
SATURNO: El Viajero I llegó a Saturno en
noviembre de 1980, después de su inspección por Júpiter y sus satélites,
mostrando un enorme planeta, aunque algo menor que el anterior. Debido a la
baja temperatura del planeta, el etanol y el amoniaco se encuentran en estado
sólido, y el helio se condensa cayendo como lluvia sobre la superficie del
planeta.
TITÁN: Con este nombre se le conoce a la mayor luna de Saturno, un
cuerpo celeste con tamaño comparable al de la Tierra. El metano produce en
Titán algo parecido a nuestras lluvias y nevadas.
URANO Y NEPTUNO: Son gigantescos planetas
de color verde azulado, más fríos y densos que Saturno. La atmósfera de estos
planetas contiene, además de hidrógeno,
metano, identificado por su espectro de infrarrojo. Es precisamente el metano
el que da un aspecto verdoso al planeta, ya que las ligaduras absorben la luz
roja. Urano, a semejanza de Saturno, está rodeado de anillos, aunque éstos
están constituidos por un material oscuro que refleja muy poco de la luz solar
que reciben, por lo que quizá estén formados por sustancias derivadas del
carbono.
NEPTUNO: Es, como Urano, un planeta
verdoso con aproximadamente las mismas dimensiones y con una composición
química parecida.
PLUTÓN: Además de ser el más lejano y más
pequeño de los planetas del Sistema Solar, es también el menos denso. Su
composición química, según las últimas observaciones, queda así: agua sólida
74%, metano 5% y roca 21%. Plutón, a pesar de ser tan pequeño, tiene una luna.
Sin embargo la lejanía impide hacer deducciones de su composición de este
pequeño y apartado cuerpo celeste.
LOS COMETAS: En los helados confines del
Sistema Solar existen congelados millones de pequeños cuerpos celestes formados
de hielo, gas y polvo. Cuando alguno de ellos es perturbado por el paso de una
estrella, se pone en movimiento, y al recibir el calor del Sol, cobra vida e
inicia un viaje describiendo una órbita elíptica alrededor del Sol. La órbitas
de algunos de ellos son alteradas por influencias de los grandes planetas,
convirtiéndose en cometas se acerca demasiado al Sol, toda su materia se
evapora, dando lugar a un espectáculo de luz antes de que sus átomos y
moléculas pasen a ser parte de la materia invisible del Universo, Tal es el
caso del cometa Halley, que pasa por las cercanías del planeta cada 76 años.
Aprovechando la ocasión en que el cometa Halley pasó por las cercanías de
nuestro planeta en marzo de 1986, los científicos de todo el mundo unieron sus
esfuerzos para estudiarlo, tanto para poder confirmar o rectificar los
anteriores conceptos, como para poder desentrañar muchos de los misterios que
aún lo rodean.
CAPÍTULO III: RADIACIÓN SOLAR,
APLICACIONES DE LA RADIACIÓN, CAPA PROTECTORA DE OZONO, ATMÓSFERA OXIDANTE,
CONDICIONES APROPIADAS PARA LA VIDA ANIMAL
En el Sol se están generando
constantemente grandes cantidades de energía mediante reacciones
termonucleares. La energía radiante se propaga por el espacio viajando a razón
de 300000km por segundo. A esta velocidad, las radiaciones llegan a la
Tierra ocho minutos después de ser generadas.
Las distintas radiaciones solares, de las cuales la luz visible es sólo una
pequeña parte , viajan por el espacio en todas las direcciones, como los radios
de un círculo, de dónde proviene su nombre. Debido a que las radiaciones viajan
como ondas a la velocidad de la luz (c), tendrán como característica la
longitud de onda (l), que es la distancia entre dos máximos.
Las radiaciones de mayor frecuencia
tendrán también mayor energía, ya que la energía (E) es igual a la frecuencia y
multiplicada por la constante de Plank (h), siendo h = 6.626x10-34 J.s. La energía
será, por lo tanto, E = hv. La pequeña porción del espectro electromagnético
que percibe el ojo humano es llamada "luz visible" y está compuesta
por radiaciones de poca energía, con longitudes de onda (l) que van de 400 a
800 nm (nm = nanómetro = 10-7 cm). La luz de menor longitud de onda (l = 400
nm) es de color violeta; le sigue la de color azul; después tenemos la luz
verde, seguida de la luz amarilla y la anaranjada y, por último, a 800 nm, la
luz roja con la que termina el espectro visible. Antes del violeta, es decir a
longitudes de onda menores de 400 nm, existen radiaciones de alta energía que
el ojo humano no puede percibir, llamadas ultravioleta. Otras radiaciones de
alta energía, y por lo tanto peligrosas para la vida, son los llamados rayos X
y las radiaciones gamma. Por su parte, a longitudes de onda mayores que la de
la luz roja (800 nm) existen radiaciones de baja energía, llamadas infrarrojo,
microondas y ondas de radio.
Parte del oxígeno que ingresaba en la
atmósfera era activado por la radiación ultravioleta y transformado en su
alótropo, una forma de oxígeno de alta energía llamado ozono (03). De esta
manera se fue formando una capa protectora contra la radiación ultravioleta que
se situó a una altura de alrededor de 30 km sobre la superficie terrestre. Esta
capa de ozono protege a la Tierra de las radiaciones ultravioleta que, debido a
su alta energía, son dañinas para la vida, ya que excitan a átomos y moléculas
a tal grado, que puede hacer que un electrón abandone al átomo. La luz
ultravioleta, al activar los átomos moleculares, puede dar origen a radicales
libres. Si estos radicales forman parte de un ser vivo, pueden causarle
trastornos graves como cáncer y aun conducirlo a la muerte. Otras radiaciones
con mayor energía que la luz visible, como los rayos X, son también peligrosas
para la vida. En cambio, cuando la luz visible incide sobre un átomo excitará
sus electrones haciendo que avancen a un estado mayor de energía, del cual
regresarán inmediatamente liberando la energía que habían absorbido en forma de
luz con la misma frecuencia que tenía la que los excitó. Cuando una molécula ha
sido excitada, el fotón absorbido la hará pasar a un estado de mayor energía o
estado excitado E*. Cuando esta molécula excitada se relaja a un subestado
vibracional o rotacional de inferior energía, antes de que llegue a su estado
basal emitirá luz a menor energía que la absorbida. Este proceso se llama
fluorescencia.
CELDAS FOTOVOLTAICAS
Las celdas fotovoltaicas se han usado en
el espacio desde 1958 para suministrar energía eléctrica a los satélites
artificiales. Y esto debido a que son muy eficientes en la conversión de
energía solar a energía eléctrica (± 20%), aunque, debe aclararse, tienen el inconveniente
de ser muy caras. La solución, desde luego, radica en abaratar el procedimiento
para poder utilizarlo en la Tierra en forma competitiva
El procedimiento está basado en la
propiedad que tiene la energía luminosa de excitar los electrones de los
átomos. Si sobre un cristal de silicio, cuyos átomos tienen cuatro electrones
de valencia, se hace incidir la luz, éstos serán excitados y podrán abandonar
el átomo, dejando un hueco que equivale a una carga positiva, el cual atraerá a
un electrón de un átomo vecino, generando en él un nuevo hueco. De esta manera
las cargas negativas (electrón) y las positivas (hueco) viajarán libremente por
el cristal y al final quedarán balanceadas.Si la mitad del cristal contiene
como impureza un elemento que, como el arsénico, contiene cinco electrones de
valencia, a cada átomo le sobrará un electrón que se moverá por el cristal,
aunque los electrones extra se encuentren neutralizados por los protones del
núcleo del arsénico. Si la impureza en la otra mitad del cristal en vez de ser
arsénico es un elemento como el boro, es decir con sólo tres electrones de
valencia, dará la posibilidad de crear huecos con facilidad.
FOTOSÍNTESIS
En la fotosíntesis ocurre un proceso
similar al descrito para las celdas fotovoltaicas. Aunque en aquélla no se
produce una corriente eléctrica, es sin embargo más eficiente que el realizado
en una celda fotovoltaica artificial.
En los organismos fotosintéticos existen
proteínas, colorantes y moléculas sensibilizadoras embebidas en la membrana de
las células especializadas en la fotosíntesis. En algas y
plantas verdes, el aparato fotosintético se encuentra localizado en organelos
intracelulares unidos a proteínas que se llaman cloroplastos.
La molécula sensibilizadora en la fotosíntesis es la clorofila, molécula
parecida a la del heme de la hemoglobina, que consiste en un anillo
tetrapirrólico que contiene un átomo de Mg en el centro del anillo en vez del
átomo de Fe que contiene el heme. La clorofila absorbe luz
para iniciar la reacción de fotosíntesis. La intensidad de absorción en las
distintas l del espectro visible varían de acuerdo con la
figura 12. Como en ella se ve, la clorofila absorbe en el azul y en el rojo y
no en el verde, el cual es reflejado, razón por la que las hojas se ven verdes. El aparato fotosintético consta de clorofila y una serie de
pigmentos como carotenos y xantofilas, todos ellos unidos a una proteína
embebida en una membrana, lo que permite una buena transmisión de energía. Los
pigmentos diferentes a la clorofila ayudan a absorber en las ls entre
450 y 650 nm, punto en que la clorofila es deficiente. Las cantidades y
proporciones de pigmentos secundarios varía de planta a planta, siendo
precisamente éstos los que le dan el color característico a las hojas. De aquí
que se puedan encontrar de tono azulado, como en algunos eucaliptos; de tono
amarillo, como en la lechuga, o de tono rojizo, como en algunos amarantos.
CAPÍTULO IV: VIDA ANIMAL, HEMOGLOBINA,
ENERGÍA DE COMPUESTOS ORGÁNICOS, DOMINIO DEL FUEGO.
La capa de ozono formada por la acción de
la luz ultravioleta dio a la Tierra una protección contra la alta energía de
esta misma radiación, creándose así las condiciones apropiadas para la
aparición de la vida. Las algas verde-azules y los vegetales perfeccionaron el
procedimiento para combinar el CO2 atmosférico con el agua y los minerales del
suelo con producción de materia orgánica y liberación de oxígeno que
transformaría, en forma lenta pero segura, a la atmósfera terrestre de
reductora en oxidante. La química, que antes de la aparición de la vida se
efectuaba en el planeta espontánea pero lentamente, ahora se acelera en forma
notable. El oxígeno que se generaba por fotólisis del agua, ahora se libera de
ésta en forma eficiente mediante la reacción de fotosíntesis, usando la luz
solar como fuente de energía.
LOS ANIMALES Y
EL HOMBRE
De todos los animales que poblaron el planeta hubo uno que destacó por tener un
cerebro mayor que los demás: el hombre. Aunque más débil que otros animales de
su mismo peso, que competían con él por alimentos y espacio, fue poco a poco
dominando su entorno vital gracias a su cerebro superior, que le permitía
aprender y asimilar experiencia. El cerebro es un órgano
maravilloso que distingue al hombre de los demás animales y lo ha llevado a
dominar el planeta y, más aún, a conocer otros mundos. Siendo
el cerebro un órgano tan importante, es lógico que sea alimentado en forma
privilegiada en relación con los demás órganos del cuerpo. El cerebro recibe
glucosa pura como fuente de energía, y para su oxidación usa casi el 20% del
oxígeno total que consume un ser humano adulto.
El cerebro de un adulto requiere más de
120 gramos de glucosa por día, misma que puede provenir de precursores tales
como el pirúvico y los aminoácidos. La glucosa es
aprovechada por el cerebro vía secuencia glagolítica y ciclo del ácido cítrico,
y el suministro de ATP es generado por catabolismo de glucosa. La
energía de ATP se requiere para mantener la capacidad de las células
nerviosas (neuronas) manteniendo así el potencial eléctrico de las membranas
del plasma, en particular de aquellas que rodean el largo proceso en que
intervienen axones y dendritas, que son las que forman la línea de transmisión
del sistema nervioso.
El cerebro gobierna las emociones y el dolor por medio de reacciones químicas.
La química del cerebro es muy complicada y no es bien conocida todavía; sin
embargo, es muy interesante la relación que existe entre los efectos del
alcaloide morfina, el alivio del dolor y las sustancias naturales del cerebro
llamadas endorfinas y encefalinas.
DESCUBRIMIENTO
DEL FUEGO
El cerebro del hombre crece, piensa, memoriza, aprende nuevas cosas hasta que
un día, cuando menos se lo espera, descubre el fuego, aprende a dominarlo y
transmite el conocimiento de generación en generación. Precisamente
un paso fundamental en el dominio de la naturaleza lo dio el hombre primitivo
cuando aprendió a dominar el fuego; en ese momento encontró la manera de
liberar a voluntad la energía que los vegetales habían tomado de la radiación
solar y acumulado en forma de materia orgánica. Ahora el hombre tenía la luz y
el calor y su vida era más fácil, ya que dominaba la oscuridad y el frío de la
noche y al mismo tiempo ahuyentaba a los animales peligrosos.
El fuego es la primera reacción química
que el hombre domina a voluntad; en esta importante reacción exotérmica se
libera, en forma rápida, la energía que el organismo animal liberaba de los
alimentos en forma lenta e involuntaria. El hombre aprendió a iniciar la
reacción o a avivarla aumentando el oxígeno al soplar sobre las brasas en
contacto con leña seca, y más tarde supo iniciarlo con chispas y por fricción. Una vez controlado el
fuego, el hombre lo pudo aplicar, primero, al cocimiento de alimentos, y más
tarde a la fabricación de utensilios de arcilla, endurecidos por el fuego. La cadena de descubrimientos a raíz del dominio del fuego ha
sido constante hasta nuestros días, en que el consumo de combustible es
sinónimo de riqueza de un país.
ENVEJECIMIENTO
Indudablemente, mientras más tiempo ha durado un objeto inanimado, su aspecto
más se deteriora. Así, por ejemplo, los objetos de hierro que fueron bellos y
brillantes, pronto pierden su brillo y tarde o temprano se cubren de la
herrumbre que los corroe; los objetos de hule se vuelven quebradizos; lo mismo
pasa con los bellos objetos de piel, que con el tiempo se deterioran
volviéndose quebradizos porque se avejentan. Procesos todos ellos en que mucho
tiene que ver el oxígeno: el hierro se oxida con el tiempo, al igual que el
hule y el cuero que lo fueron en su proceso de envejecimiento. El aspecto de
los seres vivos cambia también con el tiempo: se hacen viejos. El tiempo que se
mide por el número de días, meses y años transcurridos, bien podría medirse por
el número de respiraciones o por el volumen de oxígeno que ha usado el cuerpo
desde su nacimiento hasta su muerte.
Los antioxidantes son importantes en el
tejido canceroso en donde la concentración de tocoferol es mayor que en tejido
normal. Son también importantes en la prevención de oxidación de lípidos en los
tejidos. El envejecimiento biológico puede ser debido al
ataque de radicales hidroxilo H O. sobre
las células no regenerables del cuerpo. Estos radicales pueden provenir de
generación indeseable en la cadena alimenticia o por irradiación ultravioleta u
otra radiación de alta energía. Se puede entonces pensar que los antioxidantes detendrán el
envejecimiento; el problema es que muchos antioxidantes sintéticos, aunque más
eficaces in vitro que los biológicos, producen reacciones secundarias
indeseables en el organismo.
CAPÍTULO V: IMPORTANCIA DE LAS PLANTAS
EN LA VIDA DEL HOMBRE: USOS MÁGICOS Y MEDICINALES
Una vez que el hombre aprendió a
dominar el fuego, estuvo en condiciones de fabricar recipientes de arcilla, los
que, endurecidos por el fuego, le servirán para calentar agua, cocinar
alimentos y hacer infusiones mágicas y medicinales. De esta manera los aceites
esenciales arrastrados por el vapor de agua aromatizaban la caverna y se
condensaban en el techo, con lo que se separaban las sustancias químicas
contenidas en las plantas. El químico primitivo encontró que los aceites
esenciales no solo tenían olor agradable, sino que muchos de ellos tenían
además propiedades muy útiles, como eran las de ahuyentar a los insectos y de
curar algunas enfermedades. El conocimiento de las plantas y
sus propiedades seguía avanzando: ya no sólo las usaba el hombre como
alimentos, combustible y material de construcción, sino también como perfume,
medicinas y para obtener colorantes, que empleaba tanto para decorar su propio
cuerpo y sus vestiduras, como para decorar techo y paredes de su cueva. El arte
pictórico floreció en ese entonces en muchas partes del mundo y actualmente nos
asombran sus manifestaciones conservadas en oscuras cavernas, donde con
frecuencia se ven escenas de cacería. Es evidente que la necesidad de
alimentación era primordial y que los testimonios del uso medicinal de las plantas
son menos frecuentes.
DROGAS
ESTIMULANTES CON FINES MÁGICOS Y RITUALES
Muchas plantas fueron utilizadas en ritos mágico-religioso y muchas de ellas
continúan en uso hasta nuestros días.
El peyote, empleado por los pueblos del
Noroeste, se sigue usando en la actualidad y se le considera una planta divina.
Cuando este cactus es comido, da resistencia contra la fatiga y calma el hambre
y la sed, además de hacer entrar al individuo a un mundo de fantasías, que lo
hace sentir la facultad de predecir el porvenir. En busca de tan maravillosa
planta los huicholes hacen peregrinaciones anuales, desde sus hogares en el
norte de Jalisco y Nayarit, hasta la región desértica de Real de Catorce en San
Luis Potosí, que es donde crece este cactus. Los efectos del peyote duran de
seis a ocho horas y terminan de manera progresiva hasta su cese total.
OLOLIUQUI
La planta mexicana llamada ololiuqui por los mexicas corresponde, según los
estudios botánicos recientes, a la enredadera Turbina corymbosa, de la familia Convolvulácea. El
ololiuqui tenía un amplio uso mágico-religioso en el México prehispánico. Según los primeros escritos
posteriores a la conquista la semilla molida era usada, mezclada con otros
vegetales, para ungir a sacerdotes indígenas, quienes pretendían adquirir la
facultad de comunicarse con sus dioses.
Las propiedades medicinales del
ololiuqui han sido mencionadas por Francisco Hernández, quien dice que es útil
contra la gota. Por su parte, Acosta dice que la planta untada alivia las partes
enfermas, por lo que se le llamó medicina divina.
Albert Hoffmann encontró en 1960
alcaloides del tipo del ácido lisérgico. Entre ellos obtuvo, en forma
cristalina, la amida del ácido lisérgico y su epímero, la amida del ácido isolisérgico,
ambos con fórmula C16H17ON3,
además del alcaloide de hongos, la chanoclavina. Los mismos alcaloides se
encontraron en otra convolvulácea, la Ipomea tricolor.
HONGOS
Ciertos hongos fueron usados con fines rituales en varias regiones del
territorio mexicano y la práctica continúa también hasta nuestros días. El
escrito más antiguo al que se tiene acceso se debe a André Thevet, L'histoire du Mechique (1973),
basada en la obra perdida de Andrés Olmos (1543), Antigüedades mexicanas. Un testimonio del uso
que se daba a los hongos en diferentes regiones de México y de la determinación
que tenían las autoridades civiles y religiosas de eliminar tales prácticas ha
llegado clara y precisa hasta nosotros gracias a la historia narrada por
Jacinto de la Serna en su Manual
de Indias para el conocimiento de su idolatría y extirpación de ella, capítulo
IV, 1556.
CURARE
La palabra curare es una adaptación al español de una frase que en la lengua de
una de las tribus sudamericanas significa "matar aves". Es un extracto acuoso de varias plantas, entre las que se
encuentran generalmente especies de Chondodendron
cissampelos y Strychnos. Para su preparación, el brujo de la tribu hace hervir por
varias horas en una olla de barro los diferentes vegetales; el agua que se
pierde por evaporación es sustituida por adición de más agua; mientras se
mantiene la ebullición se agita la mezcla y se agregan otras sustancias
venenosas como hormigas y colmillos de serpiente. Cuando el extracto adquiere
cierta consistencia y color, el brujo considera que ya está listo; lo hace
saber a los asistentes a la ceremonia, y cesan la música y el baile que había
acompañado todo el proceso de preparación del curare. Se reparte a los allí
presentes un poco de la sustancia recién preparada para su uso en la cacería. Con este material impregnarán las puntas de flecha y dardos de
cerbatanas para cazar animales pequeños; cuando éstos son heridos, aunque sea
ligeramente, morirán por efecto del veneno. La carne de estos animales se puede
consumir sin peligro de intoxicación, como lo demuestra la experiencia de
siglos. Han pasado ya cerca de 200 años desde que se inició la química
de productos naturales y, sin embargo, sólo alrededor del 10% de las ±
500 000 especies de plantas que viven sobre la Tierra han sido estudiadas en
busca de principios activos.
Tan escaso número de estudios
farmacológicos es debido probablemente al hecho de que el trabajo es complicado
y muchas veces decepcionante. Es frecuente estudiar una planta a la que se le
atribuyen interesantes propiedades medicinales y no poder aislar el principio
activo, quizá porque éste es lábil al estado puro, quizá porque su actividad
sólo se presenta en unión de otros componentes de la planta. En fin, existen
numerosos problemas que hacen lento el estudio de principios activos.
Es necesaria la participación de
diversos especialistas botánicos expertos en taxonomía, químicos que realicen
el aislamiento y purificación de los metabolitos secundarios, además de
realizar estudios espectroscópicos, que ayudarán a establecer las estructuras.
Posteriormente se necesitarán estudios farmacológicos y otros más. No obstante lo relativamente limitado de los estudios
fitoquímicos, existe una gran proporción de medicamentos en los que intervienen
productos naturales de origen vegetal. En 1973, del número total de
prescripciones médicas administradas en Estados Unidos, más de 40% contenían
productos naturales, entre los que predominaban los de naturaleza esteroidal,
seguidos por varios alcaloides como la codeína. La quinina sigue usándose en la
actualidad a pesar de la competencia que representan las numerosas drogas
sintéticas.
ZOAPATLE,
CIHUAPALLI (MEDICINA DE MUJER)
Otra planta con una larga historia en su uso medicinal es el zoapatle. Esta
planta era utilizada por las mujeres indígenas para inducir al parto o para
corregir irregularidades en el ciclo menstrual. En la actualidad, su empleo
sigue siendo bastante extendido con el objeto de facilitar el parto, aumentar
la secreción de la leche y de la orina y para estimular la menstruación. El estudio de esta planta es un ejemplo típico de las
dificultades con que se encuentran quienes emprenden un estudio químico de una
planta medicinal. De otras especies de Montanoa conocidos como zoapatle, y usadas con el mismo
fin, se han aislado di terpenos con esqueleto de kaurano, tales como el ácido
kaurénico, al que se le han encontrado propiedades relajantes de la actividad
uterina. Hoy en día en los mercados de plantas medicinales
se venden como Zoapatle varias especies de Montanoa: M. tomentosa, M. frutescens y M. floribunda.
Los estudios de plantas usadas desde la
época precortesiana son ya muchos, pero la tarea es aún larga, puesto que el
legado de nuestros antepasados es muy grande.
CAPÍTULO VI: FERMENTACIONES, PULQUE,
COLONCHE, TESGUINO, POZOL, MODIFICACIONES QUÍMICAS.
Muchos microorganismos son capaces de
provocar cambios químicos en diferentes sustancias, especialmente en
carbohidratos. Es de todos conocido el hecho de que al dejar alimentos a la
intemperie en poco tiempo han alterado su sabor y, si se dejan algún tiempo
más, la fermentación se hace evidente comenzando a desprender burbujas como si
estuviesen hirviendo. Esta observación hizo que el proceso fuese denominado
fermentación (de fervere, hervir). Esta reacción, que ocurre en forma
espontánea, provocada por microorganismos que ya existían o que cayeron del
aire, hacen que la leche se agrie, que los frijoles se aceden y otros alimentos
se descompongan, y que el jugo de piña adquiera sabor agrio y llegue a
transformarse en vinagre.
PULQUE
El pulque fue en Mesoamérica lo que el vino fue para los pueblos mediterráneos. El pulque fue una bebida ritual para los mexicas y otros
pueblos mesoamericanos. Era la bebida que se daba en las bodas, que se les daba
a beber a los guerreros vencidos que iban a ser inmolados, la que se usaba en
importantes ceremonias religiosas, etc. Estuvo tan arraigada en la cultura
autóctona, que no bastaron 300 años de esfuerzos de las autoridades coloniales
para eliminar su consumo, ni han bastado tampoco 176 años de esfuerzos de la
sociedad independiente por desprestigiarla y tratar de sustituirla por otras
bebidas obtenidas por fermentación, muy altamente prestigiadas por ser
originarias de los pueblos europeos, cuya cultura se ha impuesto, como la
cerveza y el vino, que cuentan con los medios masivos de comunicación para
exaltar sus virtudes y el buen gusto que implica el consumirlas y ofrecerlas. A
pesar del constante bombardeo propagandístico de los medios de comunicación, no
se ha logrado eliminar la práctica ancestral de consumir pulque en las
comunidades rurales y, todavía en escala significativa, en las ciudades. El pulque es el producto de la fermentación de la savia
azucarada o aguamiel, que se obtiene al eliminar el quiote o brote floral y
hacer una cavidad en donde se acumula el aguamiel en cantidades que pueden
llegar a seis litros diarios durante tres meses.
Para recogerlo se utiliza el acocote,
que es una calabaza alargada que sirve como pipeta de grandes proporciones.
El nombre pulque con el que los españoles denominaron a esta
bebida da idea de la degradación en categoría que sufrió, ya que, según Núñez
Ortega, este nombre deriva depoliuqui, que
significa descompuesto. Posiblemente
impresionó a los conquistadores oír exclamar a los indígenas, cuando se les
daba un pulque de mala calidad, octli
poliuqul, es decir pulque
malo o descompuesto, de
manera que el adjetivo aplicado a la bebida descompuesta fue lo que pasó al
español, en vez del octli, que era el nombre de la bebida.
El pulque, a pesar de los intentos por
erradicar su consumo, sigue siendo utilizado hasta nuestros días y forma parte
importante del folklore mexicano.
MANUFACTURA
DEL PULQUE
El procedimiento tradicional, que data desde las épocas prehispánicas, consiste
en recoger el aguamiel y colocarlo en un recipiente de cuero, donde se lleva a
cabo la fermentación provocada por la flora natural del aguamiel. Esto
constituye la semilla con la que se inocularán las tinas de fermentación,
también de cuero, con capacidad de aproximadamente 700 litros.
Conforme la fermentación avanza, es
controlada por catadores que vigilan la viscosidad y sabor para determinar el
momento en que se debe suspender. Una vez hecho esto, se envasa el pulque en
barriles de madera y se distribuye en los expendios llamados pulquerías.
El pulque es una bebida blanca con un
contenido alcohólico promedio de 4.26%. Entre los principales microorganismos
que intervienen en la fermentación se cuentan elLactobacillos sp. y el Leuconostoc, que son los que provocan la viscosidad, y laSaccharomyces carbajali, que es
la levadura responsable de la fermentación alcohólica.
OTRAS
BEBIDAS MEXICANAS OBTENIDAS POR FERMENTACIÓN
Colonche
Se conoce como colonche a la bebida alcohólica roja de sabor dulce obtenida por
fermentación espontánea del jugo de tuna, especialmente de la tuna
cardona (Opuntia streptacantha). El colonche se prepara para el consumo local de los estados
donde es abundante el nopal silvestre, como son Aguascalientes, San Luis Potosí
y Zacatecas. El procedimiento que se sigue para su
elaboración no ha cambiado, aparentemente, desde hace miles de años. Las tunas
se recolectan en el monte, se pelan y enseguida se exprimen y cuelan a través
de un cedazo de ixtle o paja para eliminar las semillas. El jugo se hierve y se
deja reposar para que sufra la fermentación espontánea. En ocasiones se agrega
un poco de colonche para acelerar la fermentación. Se pueden agregar al jugo
también algunas de las cáscaras de la tuna, ya que son éstas las que contienen
los microorganismos que provocan la fermentación. El
colonche recién preparado es una bebida gaseosa de sabor agradable que con el
tiempo adquiere sabor agrio.
EL TESGUINO,
BEBIDA TÍPICA DE LOS PUEBLOS DEL NORTE Y NOROESTE DE MÉXICO
El tesguino es una bebida consumida en
las comunidades indígenas y por la población mestiza de varios estados del
norte y noroeste de México. Entre los pueblos indígenas el
tesguino tiene un importante uso ceremonial, puesto que se consume en
celebraciones religiosas, en funerales y durante sus juegos deportivos. Los mestizos, por su parte, lo toman como refresco de bajo
contenido alcohólico.
POZOL
El pozol es maíz molido y fermentado que al ser diluido con agua produce una
suspensión blanca que se consume como bebida refrescante y nutritiva. Se puede
agregar a la bebida sal y chile molido, azúcar o miel según el gusto o los
fines a que se destine. El pozol se consume durante las
comidas o como refresco a cualquier hora del día. Los indígenas de Chiapas o de
otros estados del Sureste lo llevan como provisión antes de emprender un viaje
o antes de iniciar su jornada de trabajo.
FERMENTACIÓN
ALCOHÓLICA
La fermentación alcohólica producida por levaduras ha sido utilizada por todos
los diferentes pueblos de la Tierra. En la obtención
industrial de etanol se usan diversos sustratos; entre ellos, uno de los
principales son las mieles incristalizables que quedan como residuo después de
la cristalización del azúcar en los ingenios. Al mezclarse la levadura con la masa de
harina se lleva a cabo una fermentación por medio de la cual algunas moléculas
de almidón se rompen para dar glucosa, la que se sigue fermentando hasta dar alcohol
y bióxido de carbono (CO2). Es este gas el que esponja la masa de harina y hace
que el pan sea suave y esponjoso. De no haber puesto levadura, el pan hubiese
tenido la consistencia de una galleta. Junto con el alcohol se producen algunos
ácidos que le imparten al pan su muy apreciado sabor.
CAPÍTULO VII: JABONES, SAPONINAS Y
DETERGENTES.
Michas veces hemos visto
maravillados cómo en una fría mañana invernal los patos nadan en el estanque
sin una aparente preocupación por ser mojados por las frías aguas; cuando por
fin dejan el estanque, simplemente se sacuden de las gotas superficiales y su
plumaje queda tan seco como antes de su contacto con el agua. Al observar las
aguas estancadas es frecuente ver insectos que con gran seguridad van y vienen
corriendo sobre la superficie del agua. Ambos fenómenos tienen que ver con el
hecho muy conocido de que el agua y el aceite no se mezclan.
Tanto el cuerpo del insecto como el plumaje de los patos se encuentran
cubiertos por una capa de grasa que los hace impermeables. La
ropa u otros objetos se manchan con grasa y tratamos de lavarlos con agua
sucederá lo mismo que con el plumaje de los patos: el agua no moja a la mancha
de aceite. El agua, por lo tanto, no sirve para limpiar objetos sucios con
aceites o grasas; sin embargo, con la ayuda de jabón o detergente sí podemos
eliminar la mancha de grasa. El efecto limpiador de jabones y detergentes se
debe a que en su molécula existe una parte lipofílicicca por medio de la cual
se unen a la grasa o aceite, mientras que la otra parte de la molécula es
hidrolica, tiene afinidad por el agua, por lo que se une con ella; así, el
jabón toma la grasa y la lleva al agua formando una emulsión
SAPONIFICACIÓN
Los jabones se preparan por medio de una de las reacciones químicas más
conocidas: la llamada saponificación de aceites y grasas. Los aceites vegetales, como el aceite de coco o de olivo, y las grasas
animales, como el sebo, son ésteres de glicerina con ácidos grasos. Por eso
cuando son tratados con una base fuerte como sosa o potasa se saponifican, es
decir producen la sal del ácido graso conocida como jabón y liberan glicerina.
En el caso de que la saponificación se efectúe con sosa, se obtendrán los
jabones de sodio, que son sólidos y ampliamente usados en el hogar. En caso de
hacerlo con potasa, se obtendrán jabones de potasio, que tienen consistencia
líquida. Con frecuencia se
agrega brea en el proceso de saponificación obteniéndose así jabones en los
que, junto con las sales de sodio de ácidos grasos, se tendrá la sal de sodio
de ácidos resínicos, lo que los hace más solubles y más apropiados para lavar
ropa. Evidentemente se podrán obtener sales de ácidos grasos con otros metales,
especialmente con calcio, ya que el hidróxido más abundante y barato es la cal,
CA(OH2). Ahora bien, si la saponificación se hace con cal, el producto será el
jabón de calcio, CA O(COR2). El problema es que este jabón es un sólido duro e
insoluble, por lo que no sirve para los fines domésticos a los que se destinan
los jabones de sodio.
FABRICACIÓN DE JABÓN
El proceso de fabricación de jabón es, a grandes rasgos, el siguiente: se
coloca el aceite o grasa en un recipiente de acero inoxidable, llamado paila,
que puede ser calentado mediante un serpentín perforado por el que se hace
circular vapor. Cuando la grasa se ha fundido ±8Oº, o el aceite se ha
calentado, se agrega lentamente y con agitación una solución acuosa de sosa. La
agitación se continúa hasta obtener la saponificación total. Se agrega una
solución de sal común( NACL) para que el jabón se separe y quede flotando
sobre la solución acuosa. Se recoge el jabón y se le agregan
colorantes, perfumes, medicinas u otros ingredientes, dependiendo del uso que
se le quiera dar. El jabón se enfría y se corta en porciones, las que enseguida
se secan y prensan, dejando un material con un contenido de agua superior al
25%.
DETERGENTES
Los primeros detergentes sintéticos fueron descubiertos en Alemania en 1936, en
lugares donde el agua es muy dura y por lo tanto el jabón formaba natas y no
daba espuma. Los primeros detergentes fueron sulfatos de alcoholes y después
alquilcennceenos sulfonados, más tarde sustituidos por una larga cadena
alifática, generalmente muy ramificada. Las diferentes
condiciones de temperatura en las que se realiza el lavado trae problemas a los
fabricantes de detergentes. Éstos deben estar seguros de que el detergente se
disuelve en agua a la temperatura adecuada. Los detergentes más comunes en los
Estados Unidos no son fácilmente solubles en frío. Los agentes blanqueadores
como el perborato, que funciona bien en caliente, cuando se utiliza en frío
tiene que ser reforzado con activadores, pues en agua tibia los blanqueadores
pierden eficiencia.
ENZIMAS
Estos materiales adquirieron gran popularidad en Estados Unidos y Europa en la
década de los sesenta debido a su facultad de eliminar manchas proteicas o
carbohidratos, aun en el remojo. Los detergentes con esta formulación son
capaces de eliminar manchas de sangre, huevo, frutas, etcétera.
Con todo, estos detergentes han producido problemas de salud en los obreros que
trabajan en su elaboración. Por suerte, hasta ahora no los han provocado en las
amas de casa. El problema con los obreros se debió
principalmente a que los detergentes producen polvo que, al ser aspirado, pasa
a los pulmones. Esto se ha resuelto fabricando detergentes con gránulos
mayores, para que no produzcan polvo. La industria de jabones y detergentes que
contribuye a mantener a nuestro mundo libre de inmundicias, es muy grande. En
1984 fue de 24 millones de toneladas y tan sólo en América Latina se produjeron
2.7 millones de toneladas.
SAPONINAS
Antes de que el hombre creara la gran industria del jabón se usaban jabones
naturales llamados saponinas (nombre derivado del latín sapo, jabón) y conocidos por los
mexicanos como amole. Muchas
raíces y follaje de plantas tienen la propiedad de hacer espuma con el agua,
por lo que se han utilizado desde la Antiguedad para lavar ropa. Los pueblos
prehispánicos del centro de México llamaban amole a estas plantas y eran sus jabones. Aun en la
actualidad en muchas comunidades rurales se emplea el amole tanto para lavar ropa
fina, como para evitar que se deteriore, ya que es un detergente neutro
perfectamente degradable.
Las saponinas se han usado también como
veneno de peces, macerando en agua un poco del órgano vegetal que lo contiene,
con la ventaja de que los peces muertos por este procedimiento no son tóxicos. Entre
las saponinas de naturaleza esteroidal son muy importantes los glicósidos
cardiacos, obtenidos de la semilla de la dedalera o Digitalis purpurea. El
extracto obtenido de estas semillas, que contienen una mezcla de saponinas, es
muy útil en el tratamiento de enfermedades del corazón. Sin embargo, un exceso
de estas sustancias es peligroso y puede causar incluso la muerte. Debido a
esto, las infusiones de dedalera se utilizaron en la Edad Media en los juicios
de Dios. Los glucósidos cardiacos se encuentran no sólo en
la dedalera, sino que hay otras plantas que también las contienen, tales como las
distintas especies de la familia Asclepidacea.
Entre las asclepidáceas que han interesado a los investigadores se
encuentra la Calotropis procera que
crece en Asia y en África. Es una planta venenosa que ha sido utilizada para la
medicina popular y como veneno de flechas, es decir, los nativos usan el látex
venenoso de la planta para impregnar los dardos. Así, en la práctica de la
cacería, los animales, aunque sean heridos muy levemente, mueren. La carne no
representa ningún problema, ya que la sustancia se descompone durante el
cocinado, y si algo llega al estómago, el ácido clorhídrico del jugo gástrico
se encargará de hidrolosazrloo quitándole su toxicidad.
Los
glicósidos cardiacos son saponinas producidas también por otras plantas
venenosas, entre ellas las del género Strophantus. Por ejemplo,
tenemos la strofantina, que contiene glucosa, la cual, unida directamente al
esteroide, contiene una azúcar muy rara llamada cimarosa. La estrofantidina es
un veneno muy activo, capaz de matar en dosis tan bajas como 0.07 mg a un ratón
de 20 gramos.
CAPÍTULO VIII: HORMONAS VEGETALES Y
ANIMALES, FEROMONAS, SÍNTESIS DE HORMONAS
A PARTIR DE SUSTANCIAS VEGETALES.
Las plantas no sólo necesitan para
crecer agua y nutrientes del suelo, luz solar y bióxido de carbono atmosférico.
Ellas, como otros seres vivos, necesitan hormonas para lograr un crecimiento
armónico, esto es, pequeñas cantidades de sustancias que se desplazan a través
de sus fluidos regulando su crecimiento, adecuándolos a las circunstancias.
Cuando la planta germina, comienzan a actuar algunas sustancias hormonales que
regulan su crecimiento desde esa temprana fase: las fitohormonas, llamadas gibrelinas,
son las que gobiernan varios aspectos de la germinación; cuando la planta surge
a la superficie, se forman las hormonas llamadas auxinas, las que aceleran su
crecimiento vertical, y, más tarde, comienzan a aparecer las citocinas,
encargadas de la multiplicación de las células y que a su vez ayudan a la
ramificación de la planta. La existencia de auxinas fue
demostrada por F. W. Went en 1928 mediante un sencillo e ingenioso experimento,
que consiste a grandes rasgos en lo siguiente: a varias plántulas de avena
recién brotadas del suelo se les cortaba la punta, que contiene una vainita
llamada coleóptilo; después del corte, la planta interrumpía su crecimiento. Si
a alguna planta decapitada se le volvía a colocar la puntita, se notaba que
reanudaba su crecimiento, indicando que en la punta de las plántulas de avena
existía una sustancia que la hacía crecer. La manera en que las
auxinas hacen crecer a la planta es por medio del aumento del volumen celular
provocado por absorción de agua. No son las auxinas las
únicas fitohormonas que requiere una planta para su crecimiento; requieren
también de otro tipo de ellas que favorezca la multiplicación de las células.
El primero en demostrar la existencia de estas sustancias, que se conocen como
citocininas, fue Carlos O. Miller, quien observó que, al poner cubitos de
zanahoria o papa en agua de coco, éstos crecían con proliferación de células. Al no poder aislar la hormona presente en el agua de coco por
ser muy inestable, determinó sus características espectroscópicas. La absorción
en la región del ultravioleta fue muy parecida a la del ácido ribonucleico, lo
que hizo pensar en la posible actividad hormonal de este ácido.
EL MOVIMIENTO DE LAS PLANTAS
Es perfectamente conocido por todos el que las flores del girasol ven hacia el
Oriente por la mañana y que voltean hacia el Poniente por la tarde, siguiendo
los últimos rayos del Sol. Es también interesante observar cómo los colorines y
otras leguminosas, cuando se ha ocultado el Sol, doblan sus hojas como si
durmieran y cómo se enderezan a la mañana siguiente para recibir la luz del
Sol. Más impresionante todavía quizá es el caso de la vergonzosa (Mimosa pudica). Esta
bella, aunque pequeña planta, que tiene hojas pinadas, al más pequeño roce
contrae sus hojas, aparentando tenerlas marchitas. Todos
estos movimientos de las plantas son provocados por sustancias químicas. Las células del girasol se contraen en el sitio en donde
incide la luz solar formándose inhibidores de crecimiento en ese punto. El
resultado es el de doblar el tallo formando una curva que apunta hacia el Sol.
MENSAJEROS
QUÍMICOS EN INSECTOS Y PLANTAS
Existen tres clases principales de mensajeros químicos: alomonas, kairomonas y
feromonas
Las alomonas son sustancias que los insectos toman de las
plantas y que posteriormente usan como arma defensiva; las kairomonas son sustancias
químicas que al ser emitidas por un insecto atraen a ciertos parásitos que lo
atacarán, y las feromonas son
sustancias químicas por medio de las cuales se envían mensajes como atracción
sexual, alarma, etcétera.
Un ejemplo de alomona es la sustancia
que la larva de la mosca de los pinos (Neodiprion sertifer) toma de los pinos en donde
vive. Cuando ésta es atacada, se endereza y escupe una sustancia que contiene
repelentes. Si el atacante persiste en su intento, recibe suficiente sustancia
que, por su naturaleza viscosa, lo inmoviliza. Las
sustancias que la larva lanza son una mezcla de a y b pinenos
con ácidos resínicos, es decir brea disuelta en aguarrás. Es interesante notar
que los terpenos a y b pineno, así como los
ácidos diterpénicos de la brea, son usados por la planta como defensa contra
insectos. En este caso, el insecto se ha adaptado a vivir en presencia de estas
armas del árbol, las toma, las hace suyas y las usa contra sus enemios.
FEROMONAS DE MAMÍFEROS
El que los animales respondan a señales químicas se sabe desde la Antigüedad:
los perros entrenados siguen a su presa por el olor. Las
sustancias químicas son a veces características de un individuo que las usa
para demarcar su territorio. Más aún, ciertas sustancias le sirven para atraer
miembros del sexo opuesto. El marcar su territorio le ahorra
muchas veces el tener que pelear, ya que el territorio marcado será respetado
por otros congéneres y habrá pelea sólo cuando el territorio marcado sea
invadido. Las manadas de leones o los grupos de lobos tienen
su territorio de grupo. Estos territorios son marcados con frecuencia con
orina, con heces, o con diferentes glándulas, tal como lo hace el gigantesco
roedor sudamericano, el capibara, con la glándula nasal.
Estas secreciones están compuestas por
una gran variedad de sustancias químicas, las cuales sirven para identificar la
especie, el sexo y aun a un individuo particular.
HORMONAS SEXUALES
El ser humano, al igual que otros seres vivos, produce hormonas que ayudan a
regular sus funciones. Entre las diversas hormonas que aquél produce se
encuentran las hormonas sexuales. Éstas son sustancias químicas pertenecientes
al grupo de los esteroides, pertenecientes al mismo grupo que el de los ácidos
biliares y el colesterol. Las hormonas sexuales son
producidas y secretadas por los órganos sexuales, bajo el estímulo de
sustancias proteicas que llegan, por medio de la corriente sanguínea, desde el
lóbulo anterior de la pituitaria en donde estas últimas se producen.
HORMONAS MASCULINAS (ANDRÓGENOS)
Las hormonas masculinas son las responsables del comportamiento y las
características masculinas del hombre y otros similares. Los
caracteres sexuales secundarios que en el hombre son, entre otros, el
crecimiento de barba y bigote, en el gallo son muy notables y han servido para
evaluar sustancias con actividad de hormona masculina.
HORMONAS FEMENINAS (ESTRÓGENOS)
Las hormonas femeninas son sustancias esteroidales producidas en el
ovario. Estas sustancias dan a la mujer sus características formas redondeadas
y su falta de vello en el rostro. La hormona responsable de
estas características en la mujer se llama estradiol.
Por muchos años se creyó que la hormona femenina era la estrona, una sustancia
encontrada en la orina femenina. Sin embargo, esta sustancia, que ciertamente
tiene actividad hormonal, es en realidad un producto de descomposición de la
verdadera hormona femenina, que es el estradiol.
ESTRÓGENOS SINTÉTICOS (NO NATURALES)
Existen dos sustancias sintéticas que, aunque no poseen estructura de
esteroide, tienen fuerte actividad hormonal (estrogénica). Estas son las drogas
llamadas estilbestrol y hexestrol.
Estas sustancias, aunque poseen una
potente actividad de hormona femenina, no son aplicables a personas dada su
alta toxicidad. Sin embargo, encuentran su campo de aplicación en la rama
veterinaria.
LA
PROGESTERONA (ANTICONCEPTIVOS)
Desde principios del siglo (1911), L. Loeb demostró que el cuerpo amarillo del
ovario inhibía la ovulación. L. Haberland, en 1921, al trasplantar ovarios de
animales preñados a otros animales observó en estos últimos una esterilidad
temporal. Los hechos anteriores indicaban que en el ovario y especialmente en
el llamado cuerpo amarillo que se desarrolla en el ovario, después de la
fecundación, existía una sustancia que produce esterilidad al evitar la
ovulación. La sustancia producida por el cuerpo amarillo y
que evita que haya ovulación mientras dura el embarazo fue aislada en 1931 y se
llamó progesterona.
QUÍMICA DE LAS SEMILLAS
Cuando las semillas de esta planta son molidas y extraídas con un disolvente
como éter de petróleo, se obtiene, después de evaporado el disolvente, un
aceite abundante, cuyo análisis elemental mostró una composición característica
de los aceites para cocinar, ya que tiene un alto contenido de ácido linoleico. Una vez eliminado este aceite, queda un residuo que por
extracción con alcohol proporciona un alto rendimiento de una mezcla de
saponinas esteroides (±15%) a las que se llamó filiferinas. Las
filiferinas A y B, contenidas en la semilla, son susceptibles de ser
transformadas por procedimientos químicos en una serie de sustancias de gran
utilidad en la industria farmacéutica, tales como hormonas sexuales y
corticoides.
QUÍMICA DE LAS SEMILLAS
Cuando las semillas de esta planta son molidas y extraídas con un disolvente
como éter de petróleo, se obtiene, después de evaporado el disolvente, un
aceite abundante, cuyo análisis elemental mostró una composición característica
de los aceites para cocinar, ya que tiene un alto contenido de ácido linoleico.
Una vez eliminado este aceite, queda un
residuo que por extracción con alcohol proporciona un alto rendimiento de una
mezcla de saponinas esteroides (±15%) a las que se llamó filiferinas.
Las filiferinas A y B, contenidas en la semilla, son susceptibles de ser
transformadas por procedimientos químicos en una serie de sustancias de gran
utilidad en la industria farmacéutica, tales como hormonas sexuales y
corticoides.
Las plantas del género Yucca, como
ya habíamos dicho, son abundantes en el territorio nacional. Estas plantas
tienen un alto contenido de sarsasapogenina, especialmente en sus semillas.
Como se ha demostrado, la sarsasapogenina es una materia prima versátil,
susceptible de ser transformada en una amplia gama de productos con diversas
actividades biológicas. Por desgracia, esta gran riqueza de nuestros desiertos
está totalmente desaprovechada.
CAPÍTULO IX: GUERRAS QUÍMICAS Y
ACCIDENTES QUÍMICOS.
GUERRA
QUÍMICA
Antes de que el hombre apareciera sobre la Tierra ya existía la guerra.
Los vegetales luchaban entre sí por la luz y por el agua y sus armas eran
sustancias químicas que inhiben la germinación y el crecimiento del rival. La
lucha contra insectos devoradores ha sido constante durante millones de años.
Las plantas mal armadas sucumben y son sustituidas por las que, al evolucionar,
han elaborado nuevas y más eficaces sustancias que las defienden. Los insectos
también responden, adaptándose hasta tolerar las nuevas sustancias; muchos
perecen y algunas especies se extinguen, pero otras llegan a un acuerdo y
logran lo que se llama simbiosis, brindándose ayuda mutua.
GUERRA ENTRE
INSECTOS Y DE INSECTOS CONTRA ANIMALES MAYORES
Muchos insectos poseen aguijones conectados a glándulas productoras de
sustancias tóxicas con los que se defienden de los intrusos. Las avispas y las
abejas son insectos bien conocidos por inyectar sustancias que causan dolor y
alergias. El hombre conoce bien estas cualidades, pues muchas veces por
perturbar la tranquilidad del enjambre ha sido inyectado con dopamina o
histamina, sustancias entre otras que son responsables del dolor, comezón e
hinchazón de la parte atacada. Otros insectos producen repelentes para su
defensa: algunos gusanos malolientes producen aldehído butírico.
(CH3, CH2, CH2, CHO).Los escarabajos, como las catarinas y las luciérnagas, producen
alcaloides tetracícIco que tienen muy mal olor. Los mamíferos también poseen
armas químicas. Es bien conocido por todos el arma tan poderosa que posee el
zorrillo. Cuando este animal es atacado por un depredador, ya sea el hombre u
otro animal, utiliza su arma química: lanza con fuerza un líquido irritante con
un olor desagradable que persiste por horas y aun por días en los objetos que
tocó. Entre los componentes del olor a zorrillo se encuentra el butil
mercaptano. Muchos insectos poseen glándulas en donde se
acumula el veneno, teniendo cada uno una manera propia de inyectarlo. Las
arañas, por ejemplo, tienen sus glándulas venenosas en el cefalotórax y le
inyectan veneno a su presa. Los escorpiones inyectan una
sustancia venenosa que contiene sustancias de bajo peso molecular. Entre ellas
ya se han identificado la histamina así como algunos compuestos indólicos.
EL HOMBRE USA LA QUÍMICA PARA LA GUERRA
Posiblemente la primera reacción química que el hombre aprovechó para destruir
a su enemigo fue el fuego. La misma reacción de oxidación que logró dominar
para tener luz y calor, para cocinar alimentos y fabricar utensilios, en fin,
para hacer su vida más placentera, fue usada para dar muerte a sus congéneres
al quemar sus habitaciones y cosechas. Al pasar el tiempo el
hombre inventa un explosivo, la mezcla de salitre, azufre y carbón, que es
usada en un principio para hacer cohetes que alegraron fiestas y celebraciones.
Este descubrimiento, atribuido a los chinos, fue utilizado posteriormente por
el hombre para disparar proyectiles y así poder cazar animales para su sustento. Pero el hombre, siempre agresivo, terminó por emplear el poder
explosivo de la pólvora para hacer armas guerreras y así enfrentarse a su
enemigo.
LA BOMBA DE
HIROSHIMA
La bomba lanzada sobre Hiroshima fue una bola de uranio 235 no mayor de
8 cm de diámetro y de más o menos 5 kg. Pero como la fisión del uranio tiene un
poder explosivo aproximadamente 10 millones de veces mayor que el TNT, la
bomba debió equivaler a 20,000 toneladass de TNT.
USO DE
SUSTANCIAS TÓXICAS EN LA GUERRA
Las sustancias de alta toxicidad fueron utilizadas como armas químicas en la
primera guerra mundial. Los alemanes lanzaron, en abril de 1915, una nube de
cloro sobre los soldados franceses quienes, al no estar protegidos, tuvieron
que retirarse varios kilómetros. Pocos días después los alemanes repitieron el
ataque contra las tropas canadienses con los mismos resultados.
Las fuerzas aliadas pronto fueron protegidas con máscaras que, aunque
rudimentarias, evitaron un desastre que parecía inminente. Un
poco más tarde los alemanes continuaron con la guerra química lanzando granadas
con gases lacrimógenos. Sin embargo, la más poderosa arma química usada en la
primera Guerra Mundial fue el gas mostaza. Empleado por primera vez en julio de
1917 por los alemanes en la batalla de Yprs, Bélgica, causó terribles daños a
las tropas francesas.
GASES
NEUROTÓXICOS
Los alemanes desarrollaron a finales de
la segunda Guerra Mundial los gases neurotóxicos sarina o GB y tabu.
Estos gases son más letales que las armas químicas usadas en la primera
Guerra Mundial. Son inodoros, por lo que es muy difícil detectarlos antes de
que hayan hecho daño mortal. La ventaja de las armas
químicas es que son baratas y no requieren de una tecnología muy avanzada, de
manera que prácticamente cualquier ejército puede ser dotado de ellas, sin
contar de que son muy fáciles de arrojar contra el enemigo.
LLUVIA
AMARILLA, POSIBLE USO DE
MICOTOXINAS COMO ARMAS DE GUERRA
Dadas las historias contadas por los montañeses del sudeste de Asia acerca de
la aparición de nubes amarillas que matan rápidamente a quienes toca en forma
directa y que enferma con extraños síntomas a la gente más alejada, y las de
algunos nativos de Laos y Kampuchea que hablan de lluvia amarilla que provoca
muerte y enfermedad, la embajada de los Estados Unidos y después la comunidad
científica internacional comenzaron a inquietarse. Se pensó
en la posibilidad de que la lluvia amarilla tuviese que ver con alguno de los
productos químicos usados en la guerra, tales como gases neurotóxicos. A pesar
de que las víctimas presentaban síntomas como irritación de la piel, vómitos,
diarrea, temblores y muertes frecuentes, los primeros análisis no encontraron
en las víctimas evidencias de gases lacrimógenos, gas mostaza o gases
neurotóxicos.
Las micotoxinas que se cree que se
encuentran en la lluvia amarilla son las llamadas tricotecenos y son producidos
por un hongo del género Fusarium. Una de estas toxinas es la
llamada deoxynivolenol (DON o
vomitoxina.
LAS
SUSTANCIAS TÓXICAS COMO ACCIDENTES
En la planta de insecticidas de Bhopal en el centro de la India se sufrió un
accidente con el escape de isocianato de metilo. Este gas,
altamente tóxico, se emplea en la fabricación del insecticida carbaril
(1-naftil-metil carbamato), el que a su vez se prepara con metil amina y con el
también gas muy tóxico fosgeno. Las consecuencias de dicho
accidente son de imaginarse. La fábrica había operado normalmente por varios años hasta que la noche
del 2 de diciembre de 1984, después de haber ocurrido una inesperada reacción
en el tanque que contenía la muy reactiva sustancia química, isocianato de
metilo (CH3 N=C=O) el tanque se calentó, la presión aumentó y a media noche
liberó con violencia toneladas de isocianato de metilo, que como una niebla
mortal cubrió gran parte de la ciudad de Bhopal. Mucha gente murió sin
levantarse de su cama, algunos se levantaron ciegos y tosiendo para caer
muertos un poco más adelante. Mucha gente que vivía más lejos de la planta
quedó viva pero con severos daños en las vías respiratorias. Murieron más de 2
000 personas, algunas 10 000 quedaron seriamente dañadas y 200 000 o más sufrieron
daños menos graves.
