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REVISTA DE LA ACADEMIA
CANARIA DE CIENCIAS

Folia Canariensis Academiae Scientiarum
Volumen VI, Nums. 2-3-4 (1994)

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LIBRARY

FEB 14 2013

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REVISTA
DE LA ACADEMIA

CANARIA DE CIENCIAS

Seccion

FISICA

Seccion

QUIMICA

Seccion

BIOLOGIA

Folia Canariensis Academiae Scientiarum

Volumen VI - Nums. 2-3-4 (1994)

REVISTA DE LA ACADEMIA CANARIA DE CIENCIAS

Folia Canariensis Academiae Scientiarum

Director - Editor
Nacere Hayek Calil

Secretario
José Breton Funes

Comité Editorial
Francisco Sanchez Martinez
Francisco Garcia Montelongo
José Manuel Méndez Pérez
Juan José Bacallado Aranega

Publica: Academia Canaria de Ciencias,
con la colaboraci6n de
Gobierno Auténomo Canario,
Cabildo Insular de Tenerife y
CajaCanarias.

ISSN: 1130-4723 Depdsito Legal: 212-1990

Imprime: Grafican, S. L.

Graciliano Afonso, n°. 3 - Tfno. 22 77 33
Santa Cruz de Tenerife

PRESENTACION

En raz6n al conjunto de articulos aceptados en este periodo,
hemos desglosado el presente volumen VI en dos fasciculos numera-
dos de la manera siguiente: Nam. 1 - MATEMATICAS y NGms, 2-3-4 -
FISICA, QUIMICA y BIOLOGIA,

En el fasciculo nim. 1 de MATEMATICAS, y junto a los articu-
los de investigacién en la especialidad, se integran dos discursos
de ingreso de Académicos Correspondientes de esa Secci6n, nombra-
dos en Diciembre de 1994, asi como las respectivas presentaciones
de los mismos a cargo de Académicos Numerarios. Asimismo, entre los
trabajos que corresponden al fasciculo de FISICA, QUIMICA y BIOLOGIA
figuran también algunos relativos a esas Areas aunque encajados, por
su naturaleza, en la Secci6én especialmente destinada a HISTORIA Y

FILOSOFIA DE LA CIENCIA,

Como siempre, un texto Gnico referido al apartado VIDA ACADEMI-

CA, se encuentra en ambos fasciculos,

Una vez mas, deseamos expresar nuestro agradecimiento a los au-
tores que nos han enviado sus trabajos y a las corporaciones e ins-
tituciones que hacen posible la publicacién de esta Revista, en es-
pecial, al Cabildo Insular de Tenerife, Caja General de Ahorros de

Canarias y Gobierno Auténomo Canario,

EL Oirector

N&acere Hayek

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SECCION

FISICA

Rev.Acad.Canar.Cienc., ViI..(Nims. 2,3:y 4) 5° 9=22" (1994)

Propiedades electronicas y estructurales del

GaAs y el ZnSe

M. Gonzalez-Diaz y P. Rodriguez-Hernandez

Departamento de Fisica Fundamental y Experimental.

Universidad de La Laguna. E-38204 La Laguna. Tenerife. Espana.

Abstract

We present an ab initio pseudopotential calculation within the local density aproxima-
tion of the electronic structure and the full set of elastic constants of GaAs and ZnSe.We
compare with the results established experimentally, to determinate the importance of
the core corrections in Zn and Ga and we find that we must take core corrections into
account to obtain accurate results.

Resumen
En este trabajo presentamos una determinacion de la estructura de bandas y de las cons-
tantes elasticas del ZnSe y el GaAs utilizando pseudopotenciales ab initio y conservadores
de la norma dentro del formalismo del funcional de la densidad. Los resultados obtenidos
se comparan con los valores obtenidos experimentalmente para determinar la importancia

de las correcciones de “core” , en el Zn y el Ga. Nuestros resultados confirman que las

correcciones deben tenerse en cuenta cuando tratamos con compuestos formados a partir

de Zn y Ga.

I Introduccion.

En la década pasada comenzaron a desarrollarse los denominados calculos ab initio (calculos
desde primeros principios), en los que no se incluye ningun tipo de ajuste a partir de datos
experimentales. Entre las propiedades que se pueden obtener de esta forma se encuentran: las
estructuras cristalinas, el espectro de fonones, las constantes de red, los méddulos de compresion
y cizalla y otras propiedades estaticas y dinamicas. Este desarrollo ha abierto muchas posibili-
dades para estudiar la materia condensada, puesto que en la actualidad es incluso posible wa
buena prediccion de las propiedades que no pueden ipiaes 8 de forma experimental debido a
las caracteristicas del sistema [2].

En este trabajo determinaremos , partiendo de primeros principios. los médulos de elastici-
dad y las estructuras de bandas de dos semiconductores del tipo III-V y II-VI que cristalizan
en la estructura zinc-blenda. En concreto nos centraremos en el GaAs, cuyas propiedades
ya han sido ampliamente estudiadas tanto desde el punto de vista experimental como desde el
punto de vista tedrico, y en el Zn Sc no tan estudiado como el compuesto anterior.

Utilizamos la teoria del funcional de la densidad en la aproximacion de la densidad local
[1], LDA (Local Density Approximation). Consideraremos ademas en nuestro planteamiento
inicial, y a la hora de realizar los calculos, la inclusién de las denominadas correcciones no

lineales de core . Estas correcciones consisten en un adecuado tratamiento en la energia de

10

canje y correlacion, de los electrones de la capa 3d (electrones del core) que se encuentran o 1y
proximos energéticamente a los electrones de la capa de valencia. Para el ZnSe, los calculos
electronicos efectuados muestran que las bandas 3d del Zn estan sdlo a 7 eV aproximadamente
por debajo del maximo de la banda de valencia presentando un pequeno grado de dispersion {8},
mientras que para el GaAs las bandas 3d del Ga estan aproximadamente 2.7 eV por debajo de
dicho maximo y no presentan casi dispersion [4]. Por tanto, para los semiconductores formados
a partir del Zn el error en el que se incurre tratando los electrones 3d como estados de core
congelados ( frozen core states), es aun mas importante que para los semiconductores formados
a partir de Ga [10]. En consecuencia, para tener en cuenta los efectos de los electrones 3d del Zn
y del Ga , es necesario a su vez la introduccion de las denominadas correcciones de correlacion
e intercambio no lineales , (dada la forma no lineal de la energia de canje y correlacion), para
obtener una descripcion razonable de las propiedades estructurales para los dos semiconductores
estudiados [11].

El método de calculo utilizado para determinar las constantes elasticas fue desarrollado por
Nielsen y Martin [12] cuando estudiaron las constantes elasticas para el Ge, el Si y el GaAs
usando los calculos de la tension macroscopica y de la fuerza sobre los atomos en el solido.
Basandonos en calculos previos efectuados para materiales similares [2,3], podemos concluir
que nuestros resultados son igualmente exactos y pueden ser usados para obtener la estructura
de bandas electronica y las constantes elasticas tanto del GaAs como del ZnSe.

En la seccion II describiremos de forma breve el método de calculo. En la seccion III

mostraremos los resultados obtenidos para las propiedades electronicas y las constantes elasticas

11

del GaAs y el ZnSe y los compararemos con los de otros trabajos anteriores. Finalmente en

la seccién IV presentamos las conclusiones obtenidas.

II Método de calculo

En este estudio hacemos uso de la teoria del funcional de la densidad dentro de la aproxi-
macion de la densidad local , LDA, [1] empleando un desarrollo en ondas planas y pseudopoten-
ciales no locales y conservadores de la norma del tipo de Bachelet, Hamann y Schliiter [4], junto
con la forma de Ceperly y Alder para el canje y la correlacion [5] tal y como fue parametrizada
por Perdew y Zunger [6]. Se tendran en cuenta ademas las denominadas correcciones no
lineales de core, siguiendo el formalismo propuesto por Louie [7].

Las propiedades elasticas se determinan calculando las componentes del tensor de tensiones
para pequenas deformaciones usando el método desarrollado por Nielsen y Martin [12]. Para
una deformacion pequena en la direccipn (100) las constantes eldsticas Cy, y C2 se obtienen
de las relaciones en el limite armonico Cy,;=0;/€ y Ci2=02/€,, donde o; y «; een
respectivamente, la tension y la deformacion aplicada usando la Glee de Voigt [14]. La
tension macroscopica en el sdlido se calcula para una pequena deformacion usando el Teorema
de la tensién [12] y las fuerzas sobre los atomos se obtienen a partir del Teorema de Hellmann-
Feynman [16,17]. Para una deformacion €4 (deformacion uniaxial en la direccién [111]) existen
desplazamientos internos de las subredes y las posiciones atomicas en la celda unidad no quedan
determinadas tnicamente por simetria. Para estos casos Kleinman [18] definio un pardmetro

de deformacion interna € que describe el desplazamiento de los 4tomos. Nielsen y Martin [12]

12

formulan dos calculos independientes de la tensién y la fuerza que determinan tres magnitudes
independientes C44, € y la frecuencia del fonon déptico [, wr. Con ello se obtiene la siguiente

relacion tenston-deformacion:

04 = lop? = 17" ®(£ao/4)7 Je, = C'a4€a

donde C?, es la constante eldstica en ausencia de desplazamientos internos y ® es la constante
de fuerza, que es igual a pw%, donde yp es la masa reducida, ag es la constante de red en el

equilibrio y w es el volumen de la celda unidad.

III Resultados

A. Constantes Elasticas

En orden a obtener resultados bien convergidos las funciones de onda se expanden en
términos de ondas planas con una energia cinética de corte de 24 Ry para ambos semicon-
ductores [13]. En la Fig.1 mostramos la presion isotropica del ZnSe en funcion de la energia
de corte. En dicha figura puede observarse como a partir de 24 Ry la presion isotroprica se
mantiene constante, lo cual indica que esta energia de corte es suficiente para tener resulta-
dos bien convergidos [12]. La integracion sobre la zona de Brillouin se realiza con suficiente
aproximacion utilizando un conjunto de diez puntos especiales [15] . Las constantes de red
del equilibrio se determinan ajustando la energia total a la ecuacion empirica de estado de
Murnaghan [19]. La energia total en funcion del volumen por atomo para el caso del ZnSe se

muestra en la Fig.2.

13

Para obtener las constantes eldsticas y la frecuencia del fonén para el ZnSe usamos una
deformacion de €,=+ 0.002 en la direccién (100) para obtener Cy; y Cj2. Para determinar wr,
C44 y € aplicamos un pequeno desplazamiento u = +0.002 A a lo largo de la direccién (1)
y una deformacion €4,=+ 0.002 en la misma direccion.

Nuestros resultados obtenido utilizando las correciones de core para las constantes elasticas
en el caso del ZnSe son Cy,;=1.125 Mbar, C)2=0.501 Mbar y C44=0.61 ree

El médulo de compresion esta definido como B = (Ci; + 2C2)/3 y la constante de cizalla
efectiva como C, = (Ci, — Ci2/2.

Para el GaAs la deformacidn aplicada a lo largo de la direccién (100) para obtener Cy,
y Cy2 es 4 =+0.004. Mientras que para determinar wr, C44 y € se aplica un desplazamiento
u=+0.004 Ay una deformacién ¢,=+ 0.004 a lo largo de la direccién (111). Los resultados
obtenidos considerando y sin considerar correcciones de core en el Ga se muestran en la Tabla
I y para el ZnSe en la Tabla II.

De la observacion de las tablas de resultados podemos extraer que los valores obtenidos para
el modulo de compresion y la frecuencia wr concuerdan notablemente con los valores experi-
mentales {23,24] y [27,28]. Las constantes eldsticas calculadas comparan bien con los resultados
obtenidos mediante scattering de Brillouin {22,26], esta concordancia con los resultados expe-
rimentales no existe si se desprecian las correcciones de core.

B. Estructuras de Bandas
Continuando con el estudio de las propiedades de volumen de los dos semiconductores

tratados, se procedié al cdlculo de sus respectivas estructuras de bandas. Mostrandose los

14

resultados obtenidos para el GaAs y el ZnSe con correcciones de core en el Ga y el Zn en las
Figs.3 y 4,.

Teniendo en cuenta que el método utilizado en nuestro estudio no describe de forma exacta la
energia de los estados excitados aunque nos proporciona una descripcion cualitativa de éstos, de
la observacion de las estructuras de bandas obtenidas para el GaAs y para el ZnSe, incluyendo
correcciones de core en el Ga y en el Zn, vemos como el grado de concordancia entre los
resultados anteriores conocidos [8,20,30] y los obtenidos en nuestro trabajo es excelente para
las bandas de valencia asi como para la forma de las bandas de conduccién (Es conocido que la

teoria del funcional de la densidad solo proprociona informacion, estrictamente correcta, sobre

el estado fundamental, subestimando generalmente el gap).

IV Conclusiones

En este trabajo y usando métodos desde primeros principios hemos obtenido energias totales
con un elevado grado de convergencia, fuerzas y tensiones en el GaAs y el ZnSe para llegar
a los modulos de elasticidad, las frecuencias del fonon TO(I’) y las estructuras de bandas de
estos materiales. Para los calculos anteriores hemos usado un método autoconsistente con
pseudopotenciales ab initio en el formalismo LDA con una base en ondas planas. En base a
la observacion de los resultados experimentales ya tabulados y los de otros calculos en los que
no se tenian en cuenta las correcciones de core, se llegé a la conclusion de que los electrones
de la capa 3d tanto del Ga como del Zn no habian sido tratados de forma adecuada. Por lo

tanto, en nuestro estudio usamos las denominadas correcciones de correlacion e intercambio no

15

lineales que permiten un adecuado tratamiento de estos electrones. A la vista de los resultados
obtenidos concluimos que estas correcciones de core permiten una mejor descripcidn de las

propiedades estructurales de los dos compuestos, GaAs y ZnSe, estudiados.

Agradecimientos

Queremos expresar nuestro agradecimiento a K. Kunc, R.M. Martin, R.J. Needs y O.H.
Nielsen que han desarrollado los programas que hemos utilizado en este estudio, asi como a
A. Munoz por su ayuda y sugerencias en este estudio. . Este trabajo ha sido parcialmente
financiado por el proyecto PB91-0934 de la Dirceden General de Investigacion Cientifica y

Técnica, DGICYT.

References

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16

(6] J. Perdew and A. Zunger, Phys. Rev. B 23, 5048 (1981).
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17

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[28] J.K.D. Verma and M.D. Aggarwal, J. Appl. Phys. 46, 2841 (1975).
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[30] Renata M. Wentzcovitz, K.J. Chang and M.L. Cohen, Phys. Rev. B 34, 1071 (1986) y

referencias.

18

Tablas

TABLA I. (a) Constante de red ao, constantes elasticas C,; del GaAs con correcciones de
core en el Ga, la constante eldstica C$,, la frecuencia del fonon transversal dptico en I’, vp,
el modulo de compresion B, la constante de cizalla efectiva C, y el parametro de deformacion

interna €. (b) El mismo estudio sin correcciones de core.

Ref. ao C1 1 C*; 2 Cu tJ Vr B C, E
(A) (Mbar) (Mbar) (Mbar) (Mbar) (THz) (Mbar) (Mbar)

Expt. [21] 5.653

Expt. [22] 1.126 0.571 0.60
Expt. [23] 8.013
Expt. [24] 0.769
Referencia [3] 1.38 0.55 0.66
Referencia {12} 5.55 1.23 0.53 0.62 — 8.09 0.73 0.48

Este trabajo (a). 5.643 1.125 0.501 0.61 0.761 8.04 0.709 0.312 0.314
Este trabajo(b). 5.387 1.533 0.685 0.82 1.036 8.9 0.96 0.424 0.325

0.995?

! Resultado obtenido ajustando mediante la ecuacion empirica de Murnagham.

19

TABLA II.(a) Constante de red ao, constantes elasticas C;; del ZnSe con correcciones de
core en el Zn, la constante eldstica C},, la frecuencia del fonon transversal éptico en I, yy,
el modulo de compresion B, la constante de cizalla efectiva C, y el parametro de deformacidn

interna £. (b) El mismo estudio sin correcciones de core.

Ref. do Ch Cy. Cas Ch vr B OF g
(A) (Mbar) (Mbar) (Mbar) (Mbar) (THz) (Mbar) (Mbar)

Expt. [25] 5.667

Expt. [26] 0.872 0.524 0.392
Expt. [27] 0.667
Expt. [28] 0.283

Referencia [8] 5.409

Referencia [29] 5.53
Este Trabajo(a) 5.632 0.873 0.514 0.43 0.56 6.2 0.635 0.175 0.377
Este trabajo(b) 5.183 1.4 0.79 0.758 1.009 7.9 1.01 0.32 0.37

0.872?

? Resultado obtenido ajustando mediante la ecuacién empirica de Murnagham.

20

0.0 ZnSe

oH

eI
S - 100.0
—,
Zz ’
© -200.0
op)
ea)
Qn
Ps _ 300.0

-400.0

0.0 5.0 Oo" 460. 1.900" 256 {300.4 35.0
NUMERO DE K

Fig.1

Presion isotropica del ZnSe en funcion de la energia de corte para una constante de red

dp = 5.565 A.

| i |
io Ga GW
~ NS Sw
oo oo oo
Oo > NO
a

—379.0

= 379.2

ENERGIA TOTAL (eV/molecula)

-—379.4

30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00

VOLUMEN/ATOMO (A)

Fig.2

Energia total del ZnSe en funcion del volumen por atomo a una energia de corte de 24 Ry.

21

15.0

ENERGIA (eV)

|
uw
ro)

- 10.0

-15.0

Fig.3
Estructura de bandas del GaAs calculada con una energia de corte de 24 Ry y una constante

de red ay = 5.643 A.

ENERGIA (eV)

Fig.4
Estructura de bandas del ZnSe calculada con una energia de corte de 24 Ry v una constante

de red ap = 5.632 A. 22

SECCION

OUIMICA

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Rev.Acad.Canar.Cienc., VI (Nums. 2,3 y 4), 25-45 (1994)

RESEARCH ON WORKING FLUIDS FOR REFRIGERATION, AIR-
CONDITIONING, AND HEAT PUMP SYSTEMS

H. Kruse, M. Burke

Institute of Refrigeration
University of Hannover

INTRODUCTION

Research on the working fluids for refrigeration and air-conditioning and heat pump systems
has been conducted at the Institute of Refrigeration (IKW) at the University of Hannover,
Germany, for more than 15 years. This research is mainly concerned with the interaction
between refrigerants and lubricants in those systems and only to a minor extent with
refrigerants, because the IKW is working in the field of applied research. The investigation on
properties of pure refrigerants and refrigerant blends is the domain of scientists in the field of
thermodynamics at various universities, e.g. the University of Las Palmas de Gran Canaria
(ULPGC). Up to the late seventies, the research has been carried out mainly with
chlorofluorocarbons (CFCs) and hydrochlorofluorocarbons (HCFCs) like R12, R22, and R502
in the mixture with mineral oils. At that time, two facts were the starting point for refrigerant
oil research at the IKW in Hannover:

Energy Conservation

The oil crisis in 1974 had initiated in the industrialized countries research for energy
conservation, namely for domestic heating systems by the development of heat pumps.
Those heat pumps had to compete with conventional heating systems with lower initial
costs. In order to compensate for the higher capital costs of heat pumps in an adequate
time, energetic improvements in comparison to conventional heat pump systems had to
be achieved . For this reason, research at the University of Hannover was started in
order to apply the Lorenz cycle with gliding temperatures for energy saving using
zeotrope binary refrigerant mixtures [1]. The knowledge of the behaviour of those
refrigerant mixtures like R12/R114 and R22/R114 in combination with lubricants were
not known until that time when only some minor investigations on oil/refrigerant had
been done on blends of R22 and R12 outside their azeotropic point. Further on, the
higher working temperatures in heat pumps as compared to refrigeration systems asked
for more thermal stability of the lubricants and required for that purpose special
developments of synthetic oils [2].

Also the gradual shortage of mineral oils with adequate low temperature behaviour,
namely more of the paraffinic than the naphthenic type, had led to the development of
synthetic lubricants like alkylbenzenes (AB), polyalphaolefins (PAO) and polyglycols
(PG) during that period. The behaviour of these new synthetic oils together with the
conventional refrigerants and especially together with their mixtures, was mostly
unknown at that time, when the research of oil/refrigerant systems at the University of
Hannover started. This research led to two Ph.D. theses by Schroeder [3] and Hesse
[4] dealing mainly with this problem in order to find a way for predicting
oil/refrigerant properties by using thermodynamic relations, instead of what up to that
time was only possible by empirical equations.

25

Environmental Effects
Ozone Depletion

Another impact on the oil/refrigerant research was the theory of ozone depletion by
Molina and Rowland [5] issued in the same year of the oil crisis 1974 but
acknowledged in the scientific and political world only in 1987 when the "Montreal
Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer of the Earth" was signed. This
agreement led to a new direction in the refrigerant oil research. Instead of
chlorofluorocarbons (CFC) and _ hydrochlorofluorocarbons (HCFC) new
hydrofluorocarbon (HFC) refrigerants as listed in table 1 without chlorine together
with new lubricants of the polyglycol- or ester-type had to be applied in refrigeration
and air-conditioning systems. The enforcement of the Montreal Protocol during the
follow-up conferences in London 1990 and in Copenhagen 1992 accelerated the
research towards ozone benign working fluids and led to a further Ph.D. thesis by
Arnemann [6], who did experimental investigation with polyglycol/R134a systems as
well as theoretical work in order to predict the behaviour of pure and mixed
refrigerants with new lubricants theoretically. In parallel, measurements on those
fluids were done extensively and published by Burke and Kruse [7, 8, 9].

With R134a a suitable alternative for the CFC R12 was found. So far there is no pure
fluid from the HFC group known as a possible substitute for the HCFC R22 and the
CFC R502. The presently most favoured alternatives are mixtures containing the
HFCs R32, R125, R143a, and R134a [9]. To find a way to estimate the properties of
binary and ternary refrigerant blends with oil will be the challenge in the future.

Refrigerant ; Chemical Molecular T, Ve pe
Formular Mass
, (kg/kmol] [°C] [°C] [bar]

Chlordifluoromethane R22 CHCIF 4 86,480
Blend R502 CHCIF 5/ 111,640
R22/R115 : 48.8/51.2 CCIF5CF3

Difluoromethane 52,020
Pentafluoroethane - 120,020
Trifluoroethane 84,040
Tetratfluoroethane 102,030

Propane 44,094 -42,0 S67 || "4255
Ammonia 17,030 =33,3 | 33,0) dat42

Table 1 -Properties of R12, R22, R502 and some of their possible alternatives

Global Warming, Greenhouse Effect

During the last years, another environmental problem, the global warming effect
appeared on the horizon and influenced the development of refrigeration systems. This
has led to the reappearance of old refrigerants like ammonia (NH3), hydrocarbons
(HCs), and now under development carbondioxide(CO 7), which require again
lubricants under the aspect of modern, technologically well developed refrigeration and
air-conditioning systems. Therefore, special lubricants for ammonia have been

26

detected in a research project at the IKW [10], which allow the application of ammonia
in small refrigeration systems. These lubricants are now already on the market.

On the other hand, the market gain of hydrocarbons in refrigerators first in Germany
and now in Europe has shown the importance of the interaction ‘of lubricant and
refrigerant. Especially concerning the lubrication behaviour of natural refrigerants
together with new oils will further on be the challenge the lubricant/refrigerant
research for technically well developed refrigeration and air-conditioning systems.
Therefore, in the following, the general problems of the working fluids in refrigeration
and air-conditioning systems will be described first and the results of the research on
those working fluids at the IKW in Hannover will be briefly discussed later.

LUBRICANTS IN REFRIGERATION SYSTEMS

In contrast to the refrigerant, the lubricant, which is termed refrigeration oil, is needed only in
the compressor of the refrigeration system. There, its primary job is to lubricate the bearings
and other gliding areas inside the compressor. Besides, it provides for better sealing between
the piston and the cylinder or heat transport out of the compressor. The migration of oil from
the compressor into the refrigerant cycle can be reduced by an oil separator but not completely
prevented. Driven by the refrigerant flow, the oil has to pass the cycle as balast and return to
the compressor.

On its way through the refrigeration cycle, the lubricant must to withstand great fluctuations in
temperature. The primary requirement for a refrigeration oil is a high thermal and chemical
stability. Both, carbonization, chemical reactions with the refrigerant or other system materials
at high temperatures as well as flocculations at low temperatures can reduce the life span of a
refrigeration system dramatically.

For the so-called CFC and HCFC refrigerants, mineral oils, semi-synthetic and fully synthetic
lubricants proved to be useful. Mineral oils are classified as paraffins, naphthenes, aromatics,
and olefins. The available synthetic lubricants were mainly products on the basis of alkyl
benzenes (AB) and polyalphaolefins (PAO). Only in rare cases, silicone or silicate oil or
polyglycol lubricants (PG) were used.

The conversion of refrigeration systems from CFC to HFC refrigerants was accompanied by the
conversion of the refrigeration system to new lubricants, as the previously used ones are not
sufficiently miscible with the new refrigerants [7]. By the separation of lubricant and liquid
refrigerant, which is termed miscibility gap of the oil/refrigerant system, the performance of the
refrigeration setup can be influenced considerably.

Oil and Refrigerant in the Refrigeration System

An insufficient miscibility of lubricant and refrigerant can cause problems as is exemplified in
the diagram of a refrigeration system in figure 1. On the right, in the scheme of a refrigerator
system, there is the "oil cycle" consisting of the compressor and the oil separator. As
mentioned before, a small fraction of the lubricant migrates into the refrigerant cycle and has to
be transported back from there to the compressor in order to supply it with the necessary
lubricant quantity.

27

Oil Separator

Receiver

: Concentrate R717

Compressor |
; Concentrate Oil ( e Z |
Expansion | |
Valve ae =looded Evaporation
|
s
ee
Dry ma) | i fee Ln _\
; Ear = trate R717
Evaporation | » | | Concentrate

EA 50 SO008 :

ee

Figure 1 - Oil transport in a refrigerant cycle [8]

A good miscibility of oil and refrigerant has an advantageous effect on the oil-return from the
refrigerant cycle to the compressor. Especially at low temperatures as they exist in the
evaporator of a refrigeration system, in comparision to the pure oil the liquid viscosity of the
oil/refrigerant mixture decreases considerably with an increasing refrigerant fraction. The
flowability of the mixture grows correspondingly so that the lubricant, which is flowable
because of its refrigerant fraction, can be transported by the refrigerant gas flow. In this
condition, the oil can be returned to the compressor without any additional construction devices.

In the compressor, where the highest temperatures exist, a sufficient viscosity of the lubricant
has to be guaranteed in order to ensure its lubrication. A good miscibility of oil and refrigerant
results in a reduction of the lubricant's viscosity caused by the dissolved refrigerant. This fact
has to be taken into consideration for the design of the compressor and the selection of the
refrigeration oil.

In case of immiscibility with the refrigerant, oil separation may appear in the oil sump of the
compressor and in apparatuses such as condenser, receiver or evaporator. Especially the
evaporator may become an oil trap because of the increasing fluid viscosity with decreasing
temperature. To realize a dry evaporation in the case of immiscibility, the pure oil has to be
very low viscous in order to allow its transportation by the circulating refrigerant. Otherwise,
the oil will remain in the evaporator. The oil-covered heat exchanger tubes will diminish the
heat transfer and cause a pressure drop. In such refrigeration systems normally the principle of
the flooded evaporation is applied. In a flooded evaporator, liquid refrigerant is always
present. In the case of a miscibility gap, two liquid phases occur as shown in figure 1. If the
oil has a lower density than the refrigerant--which is the case for CFC and HFC refrigerants in
the relevant temperature range--, its evaporation is additionally hampered by the oil-rich liquid
phase floating on top. These are unfavourable conditions.

28

The flooded evaporation is commonly used in large R22 and ammonia systems, where the oils
are not miscible with ammonia are only partly miscible with R22 [ll]. The return of the
separated oil is facilitated in that way that in the case of ammonia the density is lower than the
density of oil. By constructive devices or by draining the evaporator's sump during
maintenance works, the refrigeration oil is removed from the evaporator and refilled to the
compressor. In the case of R22 the floating oil on top of the refrigerant liquid surface is sucked
from there by special oil return lines to the compressor.

Such a procedure is only possible for high capacity refrigeration systems with costly oil
separating systems, which are constantly maintained by trained personnel. For low capacity
systems this procedure is not economical. In these systems well soluble oil-refrigerant systems
are applied to enable a dry evaporation. To find an oil that provides both solubility with the
refrigerant at low temperatures and sufficient viscosity at high temperatures even in the mixture
with the refrigerant is very important for most applications in refrigeration.

THE MISCIBILITY GAP

Depending on temperature and pressure, not all liquids are fully miscible in each other. The
separation of a system into two separate liquid phases as shown in figure 2, is called a
miscibility gap. In the case of an oil/refrigerant mixture, there are two liquid phases, a more
oil-containing liquid a and a more refrigerant-containing liquid 8. They are divided by a phase
boundary. The separation is caused by the different densities of the two liquid phases. Above
the liquids is a vapour phase, which for oil/refrigerant mixtures in regard to the tremendous
differences of oil and refrigerant in vapour pressure consists nearly of pure refrigerant so that
its amount of oil can be neglected.

| miscible |

1 liquid phase

p,t = const.

: phase boundary

gas / liquid ‘yet
phase boundary fe immiscible se zt
liquid / liquid | 2 liquid phases |
| va
nak id ee con
Miscibility Gap Miscibility Diagram

Figure 2 - Miscibility gap and miscibility diagram

In the right diagram of figure 2, the miscibility curve of the mixture is plotted as a function of
temperature and mass fraction oil. The miscibility curve separates the scope of complete
homogeneous solubility from the scope of the solubility gap, in which two liquids appear. The
side of the miscibility curve, where the immiscibility starts here, is marked by a hatching.

Figure 3 shows a total of five possible versions of miscibility curves. The curves of type A to

D have been determined both in past studies [12] and in the here presented results. Type E, a
completely encompassed miscibility gap, for example occurs in the nicotine-water system.

29

i Typ D

Figure 3 - Different forms of miscibility curves

Results of Experimental Investigations on Miscibility

Investigations made by Hesse [4] of the refrigerant mixture of R22 and R114 with an alkyl
benzene (Al) of the viscosity class ISO 32, whose results are reflected in figure 4, led to a
considerable decrease of the separation temperature of binary refrigerant blends in contrast to
the pure substances. The investigated, binary refrigerant blends possess a clearly more
favourable miscibility with this oil in comparison to their pure components.

(

Temperature [ °C ]
20

| —— R22/R114 = 0,00
{4 — R22/R114 + 0,25
2 — R22/R114 = 0,50
-40 7) 3 — R22/R114 + 0,75
— -—R22/R114 + 1,00
total
miscibility
60r pe
| ne . ~
7 :
AS
~
| |
-80-3 |
|
:
| \
Spot 1 = {S24} 2 ee SS eS ee

OO) 0:2) 10;3° .034) 40;5' 10/6 0; 7, 10;8) OFS

Massfraction Oil [ - ]

Figure 4 - Miscibility of R22 and R114 with the alkyl benzene lubricant Al

In a subsequent research project [7], the miscibility of the refrigerants R23, R134a and R152a
as well as those of the binary blends R23/R152a and R134a/R152a with various oils were
experimentally examined. Like R13, R23 is a low temperature refrigerant, whose normal
boiling point is at -82.1°C and whose critical temperature at 25.6°C is quite low [13].

30

Temperature [°C ]
100 |

80 |
60 +

40 +

two liquid phases

-40 | | —| | —.| } | |
G10. 10:20 3) 0:4 (O'5F OG ‘O17, O86 toe 1
Massfraction Oil [ - ]

Figure 5 - Miscibility of R23 and R152a with an alkyl benzene lubricant A2

In contrast to the system R22/R114, the refrigerant blend R23/R152a shows another oil
behaviour. Investigations of the solubility of this system with an alkyl benzene refrigeration oil
A2 of viscosity ISO 46 of led to exactly the opposite effect as can be seen in figure 5. It shows
the miscibility curve of the pure refrigerants as well as of a blend consisting in equal fractions
of R23 and R152a with this oil. While R23 1s only soluble with A2 for oil-rich compositions,
R152a also has soluble compositions on the oil-poor side. With the refrigerant blend, the oil
A2 shows an even more unfavourable solubility behaviour than the pure refrigerants.

While the examples of R22/R114 and R23/R152a show these unexpected results, the miscibility
curves of most systems composed of oil and a refrigerant blend run inbetween those of the
systems containing pure refrigerants and oil.

Within an ongoing research project of the European Community [14] at the IKW, the behaviour
of the earlier mentioned refrigerants R32, R125, and R134a is investigated with a new but
already commercially available lubricant (E8). This is a polyolester-type lubricant of the
viscosity ISO 32, which is used in compressors for supermarket refrigeration.

The HFC R32 has the main disadvantage to be flammable, R125 of these three refrigerants has
the highest contribution to the greenhouse warming effect, caused by its high direct greenhouse
warming potential (GWP) and its high energy consumption as a refrigerant. As shown in table
1, R134a with a normal boiling point of -26.2°C is not suitable for a typical R22 or R502
application with evaporation temperatures down to -40°C.

Besides the pure refrigerants, the oil miscibility of a ternary refrigerant blend with mass
fractions of 30% R32, 30% R125, and 40% R134a was determined by experiments.

The solubility behaviour of the three oil/pure refrigerant mixtures and the oil/refrigerant blend
mixture is shown in figure 6. The investigations were carried out in the temperature range
between -80°C and +80°C. The system E8/R32 forms a misciblitity gap at temperatures
below -18°C and above +70°C. The oil E8 proved completely soluble with R125 for low
temperatures down to -80°C. Only for temperatures above +65°C, that is near the critical

31

temperature of R125, separations of the liquid could be observed. The separation temperatures
of the third binary mixture E8/R134a are below -70°C and thereby far below the application
temperature of the refrigerant R134a. As with R134a, no miscibility gaps were identified for
the ternary refrigerant blend with the oil E8 at high temperatures. For low temperatures these
appear below -65°C.

Temperature [~
"a Sepsraticn Separation Temp.
60 E8/R32
> E8/R134a
40 + | SS €8/R125
| | OQ £8/R32/R125/R134a
20 -

6 0)') 8,205) M4905 10807 oeCws 4a
Mass Fraction Oil [ - ]

Figure 6- Miscibility of R32, R125 and R134a with an ester-type lubricant E8

Since refrigerant blends, such as R32/R125/R134a are looked at as RSO2 substitutes for the
application in a supermarket refrigeration system with evaporation temperatures of about -40°C,
an oil/refrigerant mixture with this blend is sufficiently miscible.

Besides those HFC blends as substitutes for R502 and R22 in low temperature refrigeration,
ammonia is an alternative refrigerant for R22, which contributes neither to the depletion of the
ozone layer nor to the global warming of the atmosphere. Ammonia is energetically and
volumetrically favourable as it has among other properties a large specific heat of vaporization
and a high volumetric refrigerating capacity. Due to its favourable energetic behaviour, the
indirect contribution to the greenhouse warming effect is kept at a minimum. Moreover,
ammonia is inexpensive and available in sufficient quantities.

The nonferrous metals normally used in refrigerating systems, e.g. copper and brass are as well
as the majority of the jointing materials are not compatible with ammonia. Further
disadvantages are the flammability and the toxicity of ammonia. Ammonia is classified as a gas
which is not easily inflammable.and whose explosion hazard in air is relatively small. The
smell of ammonia is regarded as very disagreeable. Even smallest volumetric amounts in the
air are being preceived by human beings.

In spite of its local danger potential, the refrigerant ammonia has proved its reliability in large
industrial plants for decades. It is used there in absorption as well as in compression
refrigeration cycles. The commonly used oils in ammonia refrigeration systems, €.g. mineral
oils or polyalphaolefines, are miscible with ammonia only on a very limited basis, as shown in

32

figure 7 [11] with a logarithmic abscissa. Only in compositions with oil mass fractions far
below 1% or above 99%, these working fluids shown here are completely soluble. For
concentrations inbetween these critical values, this mixture has a miscibility gap and therefore
does not meet the requirements, which are necessary for a dry evaporation.

Temperature Y Cc ]

| Separation Temp
} — Mineral Oi! / R717
60 +
-- Alky! Benzene / R22
|
40 +
20 +
0 ‘am
-20 +
|
-40 +
-60 ——__—__+___ +—_- | -—— $j ——————— fj —_——

euiie ss Nea ari 50 99
Mass Fraction of Refrigerant [ - |

Figure 7 - Miscibility of a mineral oil with ammonia

This was one reason why ammonia could not be used economically in refrigeration systems of
smaller capacity in the past and was exactly the starting point, where a research project [10] at
the IKW was initiated, which comprised investigations of the miscibility of lubricants with
ammonia. The basic idea was that similar to the polar R12-substitute R134a, the polar
refrigerant ammonia could likewise be soluble with the new, polar, synthetic lubricants.

A total of five lubricants, one ester oil and four polyglycol oils, with regard to their miscibility
with ammonia were investigated within this research project. The polyglycols P3, P4, and P5
are base oils, P6 is an added version of the oil P3. Some data of these oils are contained in
table 2. Besides the kinematic viscosity, the pour point, and the principal solubility with water
and mineral oil, the information to what fractions they are composed of ethylene oxide (20)
and of propylene oxide (PO) is additionally given for the polyglycols.

Table 2 -Investigated oils

ee of Oil | v [(10-°=] | Pour Point Solubility in
40 / 100°C oe Min. a
ap eens =e ee 25 hel Bays i |e amma 5

PG (0:1)

PG (1:1)

PG (4:1)

33

Temperature [ °C ]
)

Separation Temp.

© P4/ R717

O P3/ R717
O pPé6/ R717
QO P5/ R717

()

;
caer nee are, Me 7
0-04-02 03 04 G5°06 O7 Os 09) 41
Massfraction Oil [ - ]

Figure 8 - Miscibility of polyglycols with ammonia

The results of the miscibility investigations with polyalkylene glycols are plotted in figure 8.
Within the investigated temperature range between -80°C and +90°C, none of the investigated
oil/ammonia systems was completely miscible. The oil P4 consisting of pure propylene glycol,
already showed separation at temperatures between +20°C and +40°C. This oil, therefore,
does not constitute an improvement in comparision to conventional refrigeration oils.

The solubility limit of the systems consisting of oil P3 or P6 --both composed of equal fractions
of ethylene and propylene oxid-- and ammonia is shifted to clearly lower temperatures! For
compositions with less than 5% oil as they can exist in the evaporator of a refrigeration system,
the separation temperatures are clearly below -40°C. In refrigeration systems with evaporation
temperatures between -40°C and -50°C the miscibility of this oil could, therefore, be sufficient
for the necessary viscosity reduction in the evaporator and thereby enable the automatic oil
return to the compressor. The additives of the oil P6 did not have any impact on the miscibility
in this case.

For the mixture oil P5/ammonia, the miscibility curve is rather atypical. The mixture ratio EO
to PO of this lubricant is 4 to 1. For refrigerant-rich compositions, this mixture showed the
lowest separation temperatures. With a growing oil mass fraction, however, the separation
temperature also increased continuously. Compositions with oil mass fractions of more than
95% already showed miscibility gaps for temperatures above 0°C. This could particularly
cause problems for the oil transport through the suction line to the compressor in small capacity
refrigeration systems due to the high viscosity of the oil-rich liquid phase.

The investigations with the polyol ester E3 revealed on the one hand insolubility with ammonia

in the investigated temperature range and on the other hand chemical reactions. Therefore
ester-type lubricants are not suitable for applications with ammonia.

34

Theoretical Investigations on the Miscibility of Oil/Refrigerant Systems

The calculation on the miscibility of oil/refrigerant systems at the Institute of Refrigeration in
Hannover was started by Hesse [4]. For the mixture of oil A2/R22 as shown in figure 4.
Using a Lee-Kesler-Ploecker equation of state for the vapour phase and the UNIQUAC equation
for the liquid phase and binary interaction parameters, which were fitted to the results of the
vapour pressure measurement, the miscibility line was estimated as presented in Figure 9. The
shape of the curve was very similar to that of the experimentally determined miscibility curve.
Unfortunately, the separation temperatures of the calculated curve show deviations up to 30
Kelvin.

-20

>

Bereich
Oil / R22

-L0
— calc., UNIQUAC

experimental
-60

Temperature —

Miscibility Gap

0 20 40 60 80

Oil Mass Fraction [%] >

Figure 9 - Comparison of the measured miscibility gap and the results calculated by
using the UNIQUAC model

The theoretical work was continued by Arnemann [6]. In addition to UNIQUAC, he included
the equations of Flory-Huggins, of Wilson and the equation of Redlich-Kwong-Soave (RKS) for
the calculation of the liquids in his investigations. The vapour phase was always calculated
using the RKS equation of state. In the first step, the empirical equations were fitted to the
vapour pressure data for the oil/refrigerant mixture. The results of the calculation are
illustrated in figure 10, where the separation temperatures are shown as a function of refrigerant
mass fraction. The results are similar to those of Hesse with similar shapes of the curves but a
significant deviation in separation temperature. Although the binary interaction parameters of
the Flory-Huggins equation were adapted as a linear and quadratic function of the temperature,
the results calculated by UNIQUAC, using constant interaction parameters, are closer to the
experimental data.

In the second step of this work, the calculations were fitted to the results of some miscibility
measurements. As presented in figure 11, the deviation between the calculated and the
experimental results decreased drastically and correspond very well for low refrigerant mass
fractions. Like in the first step, using the UNIQUAC equation results in the best data.

35

4 Flory—Huggins (qua.)
DO Flory—-Huggins (lin.)
© UNIQUAC (kons.)

e

0105'..0:2-— 0:4" 0:6" 0:8 1.0

&., 7 e/g)

Figure 10 - Calculation on miscibility of alkyl benzene Al with R22 using
parameters fitted to the vapour pressure measurements

220
6200
VY VV RKS
Se © UNIQUAC
a 180 QO Flory—Huggins

@ Exp.
160 — Polynom
Ce ™ "One! “OPA OrG Ore” 110
Senet: ELE)

Figure 11 - Miscibility of alkyl benzene Al with R22 using parameters fitted to the
miscibility measurements

i

The results of the estimation on miscibility for mixtures of a polyglycol-type lubricant with
R134a illustrated in the figures 12 and 13 showed the same tendencies as seen before. For this
mixture, the immiscibility starts at the side above the curve for high temperatures. Only with
the UNIQUAC equation, it was possible to predict liquid separation using parameters that are
fitted to the vapour pressure, yield in high deviation to the measurements. Adapted to the
results of some miscibility measurements, it was possible to estimate separation temperatures
with a Flory-Huggins and RKS equation as well. For the lower mass fraction of refrigerant,
the prediction of the RKS differs rather strong from other equations.

When comparing the binary interaction parameters for both oil/refrigerant systems, no physical
relation could be found between the fits on the results of the vapour pressure measurements and
miscibility measurements. Finding satisfactory possibilities in order to predict the miscibility
behaviour of oil/refrigerant systemy will be one challenge of the future.

36

360

* 340
320
<< 300
™ 280
—
260
& UNIQUAC (konst.)
© UNIQUAC (lin.)
240 @ UNIQUAC (quad.)
@ Exp.
220 — Polynom

G0 u6¢ De .o48 oO8 .2:0

Ey, J (g/g)

Figure 12 - Calculation on the miscibility of a polyglycol with R134a_ using
parameters fitted to the vapour pressure measurements

360
340
— RKS
UNIQUAC
>
4 320 Flory—Huggins
aM Exp.
— Polynom

0.0 - O02 O04 . 06: 66" 1:0

E / (g/g)

Figure 13 - Calculation on miscibility of a polyglycol with R134a using parameters
fitted to the miscibility measurements

VAPOUR PRESSURE OF OIL/REFRIGERANT SYSTEMS

Results of Vapour Pressure Measurements

With increasing mass fraction of oil, the vapour pressure of the oil/refrigerant systems
decreases as shown in figure 14, where the vapour pressure of the ternary blend
R32/R125/R134a in the mixture with the ester-type oil E8 is shown as a function of temperature
with the mass fraction of oil as a parameter. This kind of diagram is for example helpful to
estimate the solved refrigerant in the oil in a crankcase of the compressor. For a given suction
pressure and oil temperature the composition of the oil refrigerant mixture can be determined.

37

Vapour Pressure [ bar |]

aa ee O's oe oe a,

Oil Fraction

O 0,00
© 0,05
4 0,50

J O 0,70
4 | Z 60,90

J

}+}——-+———+--—|

}+——-|
-40 -20 6) 20 40 60 80 100

Temperature [ °C ]

Figure 14 - Vapour pressure of the ternary refrigerant blend R32/R125/R134a
(30/30/40) with the ester-type oi] E8

38

25 }
Miscibility

28

5 @
°
.
Qo
8 2
8.88 .28 .48 .68 B88 1.68

Oil Mass Fraction >

Figure 15 - Vapour pressure of a polyglycol/R134a system

In figure 15, the vapour pressure of six isotherms of the polyglycol/R134a system is shown as a
function of mass fraction oil. In addition, the miscibility curve is included in this diagram. For
oil mass fractions lower than 40%, the decrease in vapour pressure in comparision to the pure
refrigerant is very small. With a higher oil mass fraction, the vapour pressure of the system
drops drastically down to the pressure of the pure oil, which is negligibly low in comparison to
the refrigerant.

38

Calculation of the vapour pressure of oil refrigerant systems

For the calculation of the vapour pressure simple, empirical polynoma equations were adapted
to the results of the measurements by Schréder [3]. First improvements were done by Hesse
[4] by the application of the Lee-Kesler-Plécker, Wilson and UNIQUAC equation for the
activity coefficients of the liquid. Using temperature dependent parameters, the average
deviation in comparison to the results of measurements was about 5%. These results could be
confirmed by Arnemann [6], who also included the Flory-Huggins equation and the RKS
equation of state for the liquid.

ery cae 7 Ta3 hae hl Ge y
PA;

an

age Ree /°R114 rok

UNIFAC u. RKS

ee ee og 4
ee ee. 273.15 &
as ae ie se

a? Ga

ta al fo T T
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

XR22

Figure 16 - Calculation on vapour pressure of the R22/R114 blend using the
UNIFAC equation

p(bar}
10¢

x. y (R22)

O x ber O y ber + x exp

Figure 17 - Calculation on the vapour pressure of the mixture R22/A1 using the
PSRK equation of state

39

Arnemann further on extended the prediction of the vapour pressure of oil/refrigerant systems
using the UNIFAC equation. The results for the refrigerant blend R22/R114 are illustrated in
figure 16, where the dew and boiling curves are given for three temperatures. The calculated
pressures in tendency are too small and show high deviations in comparison to the results of the
measurements. The average deviation for a temperature of O0°C is about 13%. For
oil/refrigerant systems, the deviation increased to values from 30 to 60%. Further
investigations at the IKW with an improved equation, a so-called Predictive Soave-Redlich-
Kwong equation [15] confirmed the results of Arnemann. As an example, the vapour liquid
data of the Al/R22 mixture at a temperature of 20°C are illustrated in figure 17.

The estimation of the behaviour of HFCs was not possible because of the missing group
parameters for the fluorine containing components.

VISCOSITY

The liquid dynamic viscosity is determined at the IKW by using a specially designed falling ball
viscometer of the Hoppler type as illustrated in Figure 18. Driven by gravity, a ball glides
and/or roils in an inclined glass tube filled with the test fluid. The dynamic viscosity of the
fluid is a function of the falling time the ball needs for a given distance, the differences in the
density of the ball and the fluid and an apparatus constant [8].

/ Pressure Transducer

ae: ae Cooling/Heating
Mt tame HE Ni Fluid

q Res cp Ry! ih AN ||
tT Meee = Pt 100
& : Hie STH ss all

SS
Magazine a

for Balls

Inner Tube

Pt-100~
Metal Bellow

Fluid

Figure 18 - Falling ball viscosimeter

40

Results of Viscosity Measurements

In figure 19 the dynamic viscosity of ammonia in the mixture with the polyglycol P3 for
different concentrations is shown as a function of temperature. Besides some isobaric lines the
miscibility curve is enclosed in this diagram. With respect to increasing ammonia fractions, the
viscosity of the mixtures due to the mutual solubility of both fluids decreases drastically.

Oilfracton
1,00

kin. Viscosity | cSt ]
6nd = ——

0,897

1000 =

100 =

Temperature [C ]

Figure 19 - Kinematic viscosity of oil P3 in the mixture with ammonia depending on
temperature and pressure

Pure oil at the temperature of 80°C has a viscosity of 20 cSt. The viscosity of a mixture
containing 10% ammonia at the same temperature is about 7 cSt, extrapolated for 20%
ammonia around 3 cSt and for 30% less than 2 cSt. On the other hand, the viscosity is
sufficiently low for pure oil concentrations at low temperature. These are good conditions for
an oil return driven by the refrigerant flow out of the evaporator into the compressor.

In contrast to ammonia and the new HFC-fluids, hydrocarbons show a high solubility with
mineral oils, even higher than the former CFC refrigerants. As presented in figure 20, the
reduction of viscosity with increasing mass fraction of propane is drastically higher than with
increasing mass fraction of R12. The question is, if this reduces the oil viscosity to such a
degree that it is necessary to increase the viscosity class when changing from the CFC R12 toa
hydrocarbon refrigerant.

In figure 21 the kinematic viscosity also for the isobaric curves of propane and R12 is presented
as the function of temperature. Concerning the higher vapour pressure of propane, the maxima
of the isobaric lines are slightly higher than for R12 in the mixture with the same oil. With
increasing pressure the deviation of both systems decreases.

41

100000 FSS

-6 7
10°°mi7/s -—

je)

2 es Sess s Sai Sones
Secessscectars
== = N |

N

pee ere ener esos
Se ee SS Sen eesee
NERKe
0) 60

SLE
Pe eM i Cs

40 -20 0) 20 4 80 °C 120

Temperature >

Mineral Oil / Propane

Sa
feel te N NIGNEE SSIS

N
Phe SS SE
ares ERS
et IN See
3 BHRBBRRABR Ske.
-40 -20 @) 20 40 60 80 °G: 120

Temperature >

Mineral Oil / R12

Figure 20 - Viscosity Behaviour of a Mineral Oil/Propane and Mineral Oil/R12
System With Increasing Refrigerant Mass Fraction [16]

Beside the isobaric curves, the viscosity lines for different mole fractions of a refrigerant are
included in this diagram. In contrast to the usually shown dependency on the mass fraction, the
reduction of viscosity for given mole fractions of the refrigerant seems to be nearly the same for

both systems.

As is known from the thermodynamics, the vapour pressure of the mixture is

related to the mole fraction of the components and not to their mass fraction. Comparable
liquid viscosities of both systems are possible if the hydrocarbon and the CFC refrigerants have

a similar vapour pressure.

Then the difference in the liquid viscosity of both oil/refrigerant

systems in the compressor crankcase can be expected to be very low.

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Figure 21 - Viscosity-Pressure-Temperature Diagram of a Mineral Oil/Propane and a
Mineral Oil/R12 System With the Refrigerant Mole Fraction as Parameter

[16]

Calculation of viscosities

For the calculation of the liquid viscosity, various simple approximations are known, where the
viscosity of a mixture can be calculated as a function of its composition by mass, molee or
volume fraction. Arnemann [6] found out that the equations of Lederer [17], Wilson [18] and
Lees [19] showed the best results for the oil/refrigerant systems investigated. Beside the
dependence on the mixtures' composition these equations include a binary interaction parameter
that has to be fitted to the results of viscosity measurements. Arnemann showed that this
interaction parameter depends both on temperature and composition.

As the above mentioned equations are only suitable for pure binary refrigerant/oil systems,
Schroeder [3] and Hesse [4] tried to extend these equations to multicomponent oil/refrigerant
systems. Their investigations resulted in high deviations from the experimental data. The
estimation of the viscosity of an oil/refrigerant blend mixture could be improved in a way that
instead of the pure components the viscosity each of the oil/refrigerant mixtures was used for

the calculation.

SUMMARY

More than 15 years' work has been done at the Institute of Refrigeration of the University of
Hannover in the research of working fluids for refrigeration, air-conditioning and heat pump
systems. This research mainly included the determination of thermophysical properties of
oil/refrigerant mixtures, both experimental and theoretical. With regard to the CFC and HCFC
phase-out, alternatives are and will be introduced into the market. These alternatives include
both HFCs and natural fluids, such as hydrocarbons, ammonia, or carbondioxide. Beside pure
components for the substitution of R12, for many applications the future alternatives for R22
and RSQ2 are considered to be refrigerant blends belonging to the HFC group. The
thermophysical properties of these blends and their mixture with a refrigeration oil are mostly
unknown and have to be determined by experiments in the near future. The experimental
measurements of properties, such as miscibility, density, vapour pressure, or viscosity are very
time consuming and, therefore, cost extensive. The scientific tasks in the near future will be to
improve the theoretical calculations in a way that the properties of oil/refrigerant systems can be
estimated over a wide range of temperature, pressure, and composition, based on the properties
of the pure components and the results of a few mixture measurements. This work is on a good
way for the establishment of equations to calculate the vapour pressure and the liquid viscosity
of oil/refrigerant systems. For the estimation on miscibility of oil/refrigerant systems some
additional work and further investigations are necessary to yield satisfactory results.

(1)
(2]
[3]

[4]

[5]
[6]
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[8]

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45

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SECCION

BIOLOGIA

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Rev.Acad.Canar.Cienc., VI (Nims. 2,3 y 4), 49-54 (1994)

ESTUDIO HIGIENICO-SANITARIO DE AGUAS DE PLAYA DEL SUR DE TENERIFE
M.P. Arévalo, A. Arias, C. Rodriguez, A. Sierra.
CAatedra de Medicina Preventiva y Salud Publica.

Universidad de La Laguna. Tenerife.

SUMMARY
A microbiological study was undertaken of the indicators of health and hygiene
of seawater from beaches of Tenerife south. The microorganisms studied were: Total

and fecal coliforms and fecal streptococci.

RESUMEN
Se ha relizado un estudio higiénico-sanitario de aguas de mar
de playas del sur de Tenerife. Los microorganismos estudiados fueron: Coliformes totales

y fecales y estreptococos fecales.

INTRODUCCION
Las playas Canarias juegan un importante papel en la vida social y econédmica de
nuestras islas. El clima calido del archipielago, permite su disfrute a lo largo de todo el
ano, siendo muy apreciadas tanto por los propios canarios, como por el turismo nacional
e internacional.
La contaminaci6n microbiolégica de aguas de playas procede principalmente de

aguas residuales urbanas que contienen numerosos microorganismos, a veces

49

patégenos. Algunos de éstos tienen como fuente el ser humano y otros los animales o
simplemente el suelo y/o las aguas dulces (1,2,4, 7).

Este tipo de contaminacié6n representa un peligro potencial para la salud de los
banistas. El baho en aguas contaminadas puede provocar enfermedades, sobre todo en
la esfera otorrinolaringolégica (rinitis, sinusitis, otitis, etc.), en la piel y mucosas
(eczemas, vaginitis) y, en una medida aun no definida, enfermedades entéricas (8,9,10).

Para este estudio se eligieron las playas del litoral sur de nuestra isla, debido a
que la temperatura media invernal es la mas calida, concentra la mayor proporci6n de
playas turisticas y es lugar de elecci6én de los tinerfenos para pasar las vacaciones, fines
de semana, etc.

Se han seleccionado playas con caracteristicas diferentes, para asi comparar las
circunstancias que podrian influir sobre su contaminaci6n bacteriana.

Entre dichas caracteristicas se han considerado:

- Playas naturales o artificiales
- Abiertas 0 cerradas
- Existencia o no de puerto deportivo 0 pesquero

- Tipo de poblaci6n que generalmente hace uso de ella, asi como el entorno urbanistico.

MATERIAL Y METODOS
Han sido seleccionadas un total de 7 playas del litoral sur de la isld de Tenerife,
situadas entre los municipios de Granadilla y Adeje.

Se analizaron un total de 84 muestras, recogidas mensualmente durante el ano

50

1993. Para la toma y transporte se siguieron las indicaciones del RD 734/1988, BOE
num. 167 del 1 de Julio de 1988 (5). El estudio microbioldgico se realiz6 durante las 24
horas siguientes.

Los parametros microbiolégicos estudiados han sido los establecidos en la
legislaci6n vigente (RD 734/88, Anexo 1, BOE numero 169, 15 de Julio 1988)(6):
- Coliformes totales
- Coliformes fecales
- Estreptococos fecales
- Salmonella

La técnica utilizada ha sido filtraci6n por membrana (3).

Se filtran 100 ml de cada una de las muestras de agua de playa para las
determinaciones de coliformes, coliformes fecales, estreptococos fecales y 250 ml para
Salmonella, colocando los filtros en los medios y temperaturas adecuadas para cada

germen.

RESULTADOS Y DISCUSION

Para la valoraci6on de la calidad microbiolégica de playas analizadas hemos aplicado
los valores guia e imperativos establecidos en la legislaci6n en vigor (RD 734/88, Anexo
1, BOE num 169, 15 de Julio 1989) (6).

En la Tabla | se recogen los resultados correspondientes a las medias obtenidas
en cada uno de los cuatro trimestres del ano, de las aguas de playa estudiadas.

El 42.9% de la totalidad de las muestras trimestrales de agua de playa analizadas,
sobrepasan el valor guia (V.G. 500 ufc/100 ml) establecido para el recuento de

coliformes totales y sdlo en un caso el valor imperativo (V.1l. 10000 ufc/100 ml).

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Con respecto a los coliformes fecales, el 71.4% superan el valor guia (V.G. 100
ufc/100 ml) y en ningun caso el valor imperativo (V.I. 2000 ufc/100 ml).

Los valores guia establecidos para estreptococos fecales (V.G. 100 ufc/100 ml),
se superaron solo en el 7.2% de los casos.

En la distribuci6n trimestral, se observa como el mayor porcentaje de muestras que
superan los valores guia e imperativos, corresponde a los meses més cAlidos (Julio,
Agosto y Septiembre).

Teniéndo encuenta las caracteristicas de cada playa:

- El Médano es una playa natural, abierta, sin puerto y de uso fundamentalmente local.
- La Tejita natural, abierta, sin puerto, no urbanizada y de uso local.

- Los Cristianos, natural, cerrada, con puerto pesquero y deportivo y de uso local.

- El Camis6n, artificial con tres anos de existencia, cerrada y sin puerto .y de uso
turistico.

- Troya, artificial, cerrada, sin puerto y de uso turistico.

- Puerto Colon, artificial, cerrada, con puerto deportivo y de uso turistico.

- Torviscas, artificial, cerrada y de uso turistico.

No encontramos relacién clara entre la existencia de puerto deportivo, playa
abierta o cerrada, y natural o artificial con el incremento de contaminacidon.

La contaminaci6n microbiolégica parece estar en relacién directa con el numero
de banistas que hace uso de las mismas. Asi ésta es mas notoria en aquellas playas de
uso local (El Médano y los Cristianos), que presentan un evidente incremento de usuarios
durante las vacaciones de verano.

También se observa que la mayor contaminacién microbiolégica corresponde a

aquellas playas con un importante entorno urbanistico.

53

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54

Rev.Acad.Canar.Cienc., VI (Nims. 2,3 y 4), 55-64 1994)

EFECTO DE LA CONSERVACION DE LAS MUESTRAS SOBRE EL
COMPORTAMIENTO SEROLOGICO DE DIFERENTES ESTIRPES DE
BRADYRHIZOBIUM (CHAMAECYTISUS)

M. Santamaria(1), J. Corzo(1), M.A. Leén-Barrios(2) y A.M. Gutiérrez-Navarro(2)

Departamentos de Bioquimica y Biologia Molecular(1) y de Microbiologia y Biologia Celular(2).
Universidad de La Laguna. La Laguna 38206 Tenerife

SUMMARY

This work deals with the variable response against ELISA test by some isolates from
Bradyrhizobium (Chamaecytisus) infective on leguminous endemic to Canary Islands. This
variability was explained as a consequence of the previous history and manipulation of the
samples, mainly temperature for its preservation and freezing-thawing cycles. It is concluded that
the serological relationships between species or strains must be studied using freshly prepared
samples.

RESUMEN

En este trabajo se describe la variabilidad de la respuesta en el andlisis por ELISA de una
coleccién de aislados de Bradyrhizobium (Chamecytisus) infectivos en leguminosas endémicas de
las Islas Canarias. Al estudiar las causas de esta variabilidad, se encontr6 que la conservaci6én e
historia de las muestras previa a la realizacidn del andlisis afecta su reacci6n con los antisueros,
siendo especialmente significativos la temperatura de conservacién de las preparaciones
antigénicas, asi como el sometimiento de la mismas a ciclos sucesivos de congelacién y
descongelacién. Se concluye que estos trabajos han se der realizados utilizando exclusivamente
muestras bacterianas recién cultivadas.

KEY WORDS: Bradyrhizobium, ELISA, antigenic relationships, Canary Island Endemic legumes

PALABRAS CLAVE: Bradyrhizobium, ELISA, relaciones antigénicas, leguminosas endémicas
de las Islas Canarias

55

1. INTRODUCCION

Las bacterias que forman ndédulos fijadores de nitr6geno con las raices de las leguminosas
se encuadran en los géneros Rhizobium y Bradyrhizobium, pertenecientes a la eimina Rhizobiaceae
-para una revisidn, ver [3]-. La mayor parte del trabajo realizado con estas bacterias se ha
centrado en las estirpes infectivas en las leguminosas més interesantes para la nutricién humana
O animal, y se conoce muy poco sobre los microsimbiontes de otras leguminosas menos utilizadas
en la agricultura convencional. Por ello y a fin de lograr un conocimiento lo mas exacto y
completo posible de ambos géneros, existe un interés creciente en el aislamiento de bacterias de
nddulos de estas otras leguminosas. El estudio de las estirpes aisladas requiere su encuadre
taxondédmico, lo que implica relacionarlas con las especies o estirpes ya conocidas de estas
bacterias. Las técnicas seroldégicas constituyen métodos muy especificos para la identificacién de
microorganismos y, por ello, han sido ampliamente utilizadas no solo para la identificacién sino
también para el establecimiento de relaciones entre diferentes especies y estirpes de rizobidceas
[2, 5, 8]. Entre las técnicas serolégicas destaca por su sensibilidad, rapidez y facilidad de
realizacién el denominado ELISA (Enzyme Linked InmunoSorbent Analysis), que fue empleado
por vez primera para la identificacidn de estirpes de Rhizobium por BERGER y col. [1]. Estos
autores encontaron que la congelacién de los nddulos radicales o de las suspensiones de bacterias,
previa al andlisis, no alteraba los resultados del test ELISA. Sin embargo, en un estudio seroldgico
de bradirrizobios aislados en nuestro laboratorio de muestras procedentes de diversas localidades
de las Islas Canarias que habian sido congeladas, se detectaron resultados erraticos y algunas
estirpes mostraron una homologia aparente muy variable respecto a las utilizadas como referencia.

El objetivo de este trabajo fue el andlisis de las causas de la mencionada variabilidad,

especialmente en lo referente al tratamiento de las muestras previo a la realizacion del test ELISA.

56

2. MATERIALES Y METODOS

2.1. Microorganismos y condiciones de cultivo

Las bacterias utilizadas para la obtencidén de los antisueros fueron las estirpes BGA-1 y
BTA-1 de Bradyrhizobium sp. (Chamaecytisus proliferus), aisladas a partir de nédulos de Teline
stenopetala y de Chamaecytisus proliferus ssp. proliferus respectivamente [4].

Con los antisueros obtenidos se estudiéd la reacciédn en ELISA con las siguientes estirpes
de Bradyrhizobium (Chamaecytisus): BRE-1, aislada de nédulos de T. canariensis, BTA-3, BTA-
4, BTA-5, BTA-7 y BTA-8, aisladas de nddulos de Ch. proliferus ssp. proliferus, y BCO-4,
aislada de nddulos de Adenocarpus foliolosus. Como control negativo se empleé Rhizobium
meliloti 1021.

Las bacterias fueron cultivadas en matraces de 500 ml del medio YM [9], disminuyendo
las cantidad de manitol (1,0 g/l) para reducir la produccién de polisacdridos. Los cultivos se

llevaron a cabo en agitacién (150 rpm) a 28°C durante 5 dias (fase exponencial tardia).

2.2. Preparacidn de antigenos y produccidn de antisueros

Las células fueron recogidas por centrifugacién; los sedimentos fueron lavados 3 veces en
solucién salina (NaCl 0,85%), y las bacterias lavadas se conservaron a -80°C hasta su uso.

Para la preparacién de los antigenos se siguié el protocolo descrito por Siverio y col. [7],
con modificaciones. Las bacterias fueron suspendidas (0,275 g por cada 10 ml) en tampén PBS
(g/l: NaCl, 8,0; Na,HPO,.12 H,O, 2,7; NaH,PO,.2H,O, 0,4; pH 7,2). Las preparaciones
antigénicas se obtuvieron calentando las suspensiones bacterianas a 100°C durante 2 horas y se
conservaron congelados hasta su empleo.

Los antisueros se prepararon inmunizando hembras de conejo de 2 kg de peso, mediante

cuatro inyecciones intramusculares semanales de 2 ml de emulsién 1:1 del antfgeno con el

57

coadyuvante incompleto de Freund (Sigma Chemical, Co.). Una semana después de la ultima
inmunizaci6n los conejos fueron sangrados mediante incisién en la vena marginal de la oreja. Los
antisueros se titularon frente a suspensiones de la estirpe homdloga mediante ELISA y se

conservaron a - 80°C hasta su uso.

2.3. Realizacién de los test de ELISA

Se prepararon suspensiones de bacterias en tampén carbonato sddico (1,59 g de Na,CO,
y 2,93 g de NaHCO, por litro, pH 9,6), ajustando la absorbancia (A 600 nm) entre 0,7 y 0,8
unidades.

Los tests se efectuaron en placas de poliestireno (Corning) usdndose 4 pocillos para cada
estirpe, conteniendo cada uno de ellos 200 yl de la suspensidn correspondiente. Después de
incubarlos durante 16 horas a 4°C en camara himeda, se eliminaron la suspensiones y las placas
fueron lavadas con tampon de lavado (0,5 ml de Tween 20 por litro de PBS). Los pocillos se
llenaron con 250 yl de solucidn de bloqueo (albimina bovina al 1% en PBS) y se incubaron a
37°C durante 30 min. Se lav6 tres veces cada placa y se anadid a cada pocillo 190 yl del antisuero
correspondiente dilufdo 10.000 veces en PBS y se incub6é durante 1 hora a 37°C. Tras lavar las
placas se anadié a cada pocillo 190 yl de inmunoglobulina de cabra anti-IgG de conejo conjugada
con fosfatasa alcalina (Sigma Immuno Chemical) diluida 20.000 veces en PBS. Tras una nueva
incubacion durante 1 hora a 37°C, se lavaron las placas, y se anadieron 200 yl de sustrato soluble
para fosfatasa alcalina (pDNPP, Sigma), manteniéndose la reaccidn 40 minutos en oscuridad a
temperatura ambiente. Se pard la reaccidn anadiendo 50 pl de NaOH 3 M a cada pocillo,
midiéndose seguidamente la absorbancia a 450 nm. Como control se emplearon cuatro pocillos
por placa con tampon carbonato. El porcentaje de homologia con la estirpe de referencia se
determin6 como:

siendo: X la media de la absorbancia de los cuatro pocillos de cada muestra, Y la media de la

58

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absorbancia de los cuatro pocillos control y Z la media de la absorbancia de los cuatro pocillos

de la estirpe de referencia.

3 RESULTADOS

Un estudio preliminar sobre la variabilidad de los resultados, utilizando como antigeno
preparaciones de Bradyrhizobium (Chamaecytisus) BGA-1 y su suero homdlogo, revelé que
cualquier diferencia inferior a + 10 por ciento de homologia, debe ser considerada como no
significativa.

La Figura 1 muestra los resultados de los tests ELISA efectuados con el antisuero
producido frente a la estirpe BGA-1 y preparaciones antigénicas de las diferentes bacterias,
sometidas a distintos ciclos sucesivos de congelacién a -80°C y descongelacién durante 2 horas.
Las estirpes pueden ser agrupadas en dos clases: por un lado, aquéllas (BTA-5, BTA-7, BTA-3
y R. meliloti) cuya homologia con BGA-1 no experiment6 variaciones significativas, y por otro,
las estirpes BRE-1, BTA-8, BTA-4 y BCO-4, cuya homologia aparente con la estirpe de referencia
disminuy6 significativamente.

Por el contrario, cuando se utiliz6 como estirpe de referencia BTA-1 (para lo que se usé
el suero obtenido frente a ella), el cambio observado fue un incremento en la homologia aparente
de las estirpes BRE-1 y BTA-3 congeladas a -80°C. La congelacién de las muestras a -20°C se
tradujo en un mayor incremento de las sefiales y en el aumento del ntimero de estirpes que lo

experimenté (Tabla I).

59

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BRE= BYA=5° BIA-7s _ BIA-G BIiA—4 BCO-4.5i.~3 R.m.

EPSTAPE

Figura 1. Efecto de los ciclos de descongelacién-congelacién previos a la preparacién de la
muestra en la homologia con Bradyrhizobium (Chamaecytisus) BGA-1 determinada por ELISA
de diferentes aislados de bacterias del género Bradyrhizobium y de Rhizobium meliloti 1021
(R.m.). Los datos son la media de cuatro determinaciones + la desviacién estandar.

Dado que cabia la posibilidad de que las suspensiones bacteriana en tampon carbonato
fueran mds estables que las bacterias congeladas, se efectu6 un experimento consistente en
preparar suspensiones en dicho tampon y conservarlas durante 0, 1 6 7 dias a 4 y -20°C, para
analizarlas por ELISA frente al suero especifico para la estirpe BGA-1. Los resultados se muestran
en la Figura 2, e indican que las suspensiones bacterianas asi conservadas también experimentaron
una alteracién significativa de su reactividad, tanto en la reaccién homéloga como en las

heterdlogas.

60

0.3

LJ Control 4°
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0.1

0.2
ae
0.3
Figura 2. Efecto de la conservacién de las suspensiones bacterianas a 4° y -20°C en tampén
bicarbonato sobre la intensidad de la reaccién con antisuero desarrollado contra Bradyrhizobium

(Chamaecytisus) BGA-1 medida por ELISA. Para el control se prepararon las placas de ELISA
inmediatamente después de preparar las suspensiones de las bacterias. Los datos son la media

de cuatro determinaciones + la desviacién estdndar.

61

TABLA | Efecto del almacenamiento y del numero de ciclos de congelacién-
descongelacién previos a la preparacién de la muestra de diversas estirpes de
Bradyrhizobium y de Rhizobium meliloti 1021 (R.m) sobre el porcentaje de
homologia medido por ELISA con Bradyrhizobium (Chamaecytisus) BTA-1.

Conservadas a -80°C, 4 meses
BRE-1 BTA-3 BTA-4 BTA-5 BTA-7 BCO-4 R.m

1 ciclo 28 17 37 25 28 20 4
3 ciclos 43 a3 35 27 25 28 8

Conservadas a -20°C, 30 meses
BRE-1 BTA-3 BTA-4 BTA-5 BTA-7 BCO-4 R.m

2 ciclos 56 33 $2 48 33 37 ND
3 ciclos 76 66 96 70 85 45 ND

ND, no determinado

4 DISCUSION

Los resultados mostrados en este trabajo indican que la reaccién entre los antigenos
bacterianos y los sueros utilizados varia en funcidn de ciclos de congelacién-descongelacién y
también de la temperatura de conservacidn de las muestras.

Dado que en este trabajo se han utilizado anticuerpos policlonales, no es posible identificar
de forma inequivoca la naturaleza de los antigenos responsables de su uni6n a las bacterias. De
los tres tipos principales de antigenos superficiales de las bacterias Gram negativas, los flagelares
(H), los capsulares (K) y los lipopolisacdridos de la pared celular (O), cabe descartar a los
primeros como importantes en la interaccién aqui estudiada, ya que la centrifugacién y el
tratamiento térmico al que se someten las bacterias para inducir la producci6n de antisueros debe
ser suficiente para eliminarlos [8]. Los antigenos K participan en alguna medida en la reacci6n,

a pesar de que las bacterias fueron lavadas varias veces. En efecto, los dos antisueros empleados

62

se unieron a los exopolisacdridos purificados de Bradyrhizobium (Chamaecytisus) BGA-1, BTA-1
y BRE-1 (datos no mostrados). Por Ultimo, los antigenos O son considerados como los principales
componentes inmunogénicos de la membrana externa de las bacterias Gram negativas en general
y, en concreto, de los rizobios [6]. Ahora bien, no parece justificado atribuir las variaciones en
ELISA observadas a cambios estructurales en dichos antigenos, ya que por su naturaleza quimica
deben ser estables frente a los tratamientos relativamente suaves a los que se vieron sometidas las
muestras en este estudio. Por ello, cabe suponer que los responsables de estos cambios de
reactividad en ELISA sean otros antigenos mds labiles, como por ejemplo las proteinas de la
membrana externa, o bien antigenos somaticos solubles que, de hecho, suelen presentar mayor
reactividad cruzada entre estirpes 0 especies que los lipopolisacaridos [8, 5, 6].

Los resultados presentados muestran que ni el almacenamiento de las bacterias aisladas ni
el de las suspensiones bacterianas garantizan la consistencia en la determinacién de la homologia
seroldgica entre las bacterias del género Bradyrhizobium estudiadas por nosotros, ya que se
obtuvieron resultados muy variables en funcidn de la historia de las muestras. Por ello, este tipo
de estudio debe ser realizado con muestras recién cultivadas, ya que su almacenamiento (incluida
la congelacién) produce artefactos que alteran significativamente los resultados, sin que sea posible

predecir la naturaleza o magnitud de esta alteracién.

AGRADECIMIENTOS
Este trabajo ha sido financiado por la Direccién General de Universidades e Investigacién

del Gobierno de Canarias

63

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

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64

Rev.Acad.Canar.Cienc., VI (Nums. 2,3 y 4), 65-75 1994

SOBRE LA DISTRIBUCION Y EL HABITAT DEL BUHO CHICO AS/O OTUS
CANARIENSIS (MADARASZ, 1901) EN LA ISLA DE LA PALMA, CANARIAS
(AVES: STRIGIDAE)

R. Barone *, F. Siverio * y D. Trujillo *™
* C/ Eduardo Zamacois, 13-3° A, 38005 Sta. Cruz de Tenerife.
** Rodelundve} 12, Rodelund, 8653 Them, Dinamarca.
*** C/ El Durazno, 47, 38400 Pto. de la Cruz, Tenerife.

ABSTRACT

In this paper data on the distribution and habitat of the Long-eared Owl (Asio otus canariensis) on
La Palma, Canary Islands, are presented. The species is widespread and fairly common on this island, from
sea level upto at least 1300 m a.s.l., occupying a variety of habitats: lowland xerophitic scrub, transitional
areas, Cultivations, gorges, and laurel and canary pine forests, but principally within the altitudinal range of
0-400 m, where xerophitic and thermophyllous vegetation types dominate. This situation is very similar to
that found on the other western islands (El Hierro, La Gomera, Tenerife and Gran Canaria), but quite
different from other parts of the Western Palearctic Region (e.g. Europe).

Key words: Asio otus canariensis, Aves, distribution, habitat, La Palma, Canary Islands.

RESUMEN

En este trabajo se aportan datos sobre la distribucién y el habitat del Buho Chico (Asio otus
canariensis) en La Palma, Islas Canarias. La especie es comun y esta ampliamente distribuida en esta isla,
desde el nivel del mar hasta al menos 1300 m s.n.m., ocupando una gran variedad de habitats: vegetacién
de piso basal, zonas termofilas, cultivos, barrancos y bosques de monteverde y pinar, pero principalmente
dentro del intervalo altitudinal de 0-400 m, donde dominan tipos de vegetacién xéricos y termofilos. Esta
Situaci6n es muy similar a la observada en el resto de las islas occidentales del archipiélago (El Hierro, La
Gomera, Tenerife y Gran Canaria), pero bastante diferente de otras regiones del Paleartico Occidental (p.
ej. Europa).

Palabras clave: Asio otus canariensis, Aves, distribucion, habitat, La Palma, Islas Canarias.

65

1. INTRODUCCION

La distribucién mundial del Buho Chico (Asio otus) abarca la mayor parte de
Europa, Norteamérica, algunos sectores de Asia, el Noroeste de Africa y diversas
zonas del Africa Central y Oriental (MIKKOLA [16]; CRAMP [7]).

En los archipiélagos macaronésicos, esta presente tan sdlo en las Islas Azores,
donde se halla la subespecie nominal (BANNERMAN & BANNERMAN [3]; CRAMP
[7]) y en Canarias, representado por la raza endémica A. o. canariensis. Ademas, ha
sido citado para Madeira por GODMAN [12] como accidental, si bien BANNERMAN
& BANNERMAN [2] lo ponen en duda. En Canarias se distribuye por todas las islas
centro-occidentales, es decir, Gran Canaria, Tenerife, La Gomera, La Palma y El
Hierro (MARTIN [14]; EMMERSON et al. [11]), donde se le considera sedentario.

Hasta la fecha, los conocimientos sobre el BUho Chico en la regidn son mas
bien escasos, remitiendose mayormente a una serie de aportaciones sobre su dieta
(REY [24]; MORENO et al. [18]; DELGADO et al. [9]; NOGALES ef al. [22];
RODRIGUEZ [26]; CARRILLO et al. [5]; TRUJILLO et al. [32]; MORENO [17]) y, en
menor medida, a otros aspectos como la nidificacion (MEADE-WALDO [15];
BANNERMAN [1]; MARTIN [14]; NOGALES & HERNANDEZ [20]; NOGALES et al.
[21]; BARONE & BAUTE [4]; TRUJILLO [31]; SIVERIO & BARONE [28]; MORENO
[17]), la distribucion insular y el estatus (MARTIN [14]; DELGADO et al. [10]) y el

comportamiento (SIVERIO & ACOSTA [27]; SIVERIO & SIVERIO [29}).

2. ANTECEDENTES
A pesar de que la isla de La Palma ha sido visitada por diversos ornitdlogos

desde mediados del siglo pasado, muy pocos aportan informacién concreta sobre la

66

presencia de la especie.

La primera cita la proporciona POLATZEK [23], en base a datos obtenidos en
octubre de 1902 y mayo de 1903. MORPHY [19] observo dos individuos en agosto
de 1963, uno en Barlovento y otro en las afueras de Los Sauces, mencionando
ademas la captura de un ejemplar por parte de un cazador local. CUYAS ROBINSON
[8] vio un ave naturalizada en Los Llanos de Aridane y dos individuos expuestos en
el Museo de La Cosmoldégica de Santa Cruz de La Palma. Mas recientemente,
DELGADO et al. [10], con motivo de la realizaci6n de un censo de aves rapaces en
el archipiélago, ofrecen datos referentes a varias zonas de la isla. Por ultimo,
TRUJILLO [31] constata la reproducci6én de la especie en diferentes localidades
enclavadas principalmente en la vertiente norte.

Con el presente trabajo pretendemos contribuir al estudio de Asio otus en el
Archipiélago Canario, centrandonos en su distribucién y habitat en la isla de La

Palma.

3. MATERIAL Y METODOS

Los datos tenidos en cuenta en este trabajo fueron recopilados principalmente
en el periodo comprendido entre el 13 y el 23 de junio de 1990, con motivo de la
realizaci6n de prospecciones metddicas (Sobre todo escuchas nocturnas) especificas
para la localizacién de estrigiformes por gran parte de la isla objeto de estudio. De
forma adicional, se incluyen registros obtenidos en julio de 1988, junio de 1991, mayo-
junio de 1993 y de nuevo mayo-junio de 1994, basados mayormente en detecciones
nocturnas. En el trabajo de campo se utiliz6 la cartografia UTM (escalas 1:50.000 y
1:100.000) del Servicio Geografico del Ejército.

Los muestreos de junio de 1990 consistieron en estaciones de escucha de 10-

67

30 minutos de duracion, repartidas por la mayor parte de las cuadriculas de 5 x 5 km
(UTM) de la isla, las cuales comenzaban generalmente después de las 21.00 hora
solar, finalizando siempre avanzada la medianoche. El resto de los datos fueron
obtenidos de forma dispersa a raiz de distintos recorridos nocturnos llevados a cabo
en plena época de cria. Indudablemente, el haber realizado las prospecciones al final
de dicha época, permitid un alto indice de detectabilidad de la especie, ya que, como
es bien conocido, las voces emitidas por los pollos volanderos son muy distintivas y

perfectamente audibles a cierta distancia (MIKKOLA [16]; CRAMP [7]).

4. RESULTADOS

El Buho Chico se distribuye por la mayor parte de la isla de La Palma, siendo
una especie comun y ocupando todas las vertientes en un rango altitudinal que va
desde el nivel del mar hasta los 1300 m; esta cota constituye por el momento su
limite Superior de presencia. De un total de 33 cuadriculas (de 5 x 5 km)
prospectadas, hemos hallado la especie en 24 de ellas, lo que supone un éxito de
detectabilidad del 72,7 %. Ademas, hay que considerar otras dos unidades en las que
DELGADO et al. [10] obtuvieron sendos contactos, las cuales aparecen reflejadas
también en el mapa de distribucidén (ver fig. 1).

Es interesante resaltar que en 23 de las 26 cuadriculas con presencia de Buho
Chico, los registros (88,4 %) correspondieron a pollos -supuestamente volanderos-
solicitando alimento. Evidentemente, la especie debe presentar un areal mas amplio
en la isla, como sin duda resultaria al realizar prospecciones de mayor intensidad
repartidas por aquellas cuadriculas con resultado negativo (ver fig. 1).

Los habitats ocupados por esta especie son muy variados, aunque se aprecia

una notoria ligazon a la franja altitudinal entre 0-800 m, donde se han registrado 52

68

de los 56 contactos obtenidos, y mas aun al rango de 0-400 m, en el que se incluyen
38 contactos, el 67,8 % del total (ver tabla |). En concreto, los ecosistemas Optimos
para su habitabilidad -teniendo en cuenta la supuesta mayor disponibilidad de presas
y de lugares adecuados para la nidificaci6n- son los barrancos del piso basal y las
medianias, as areas Cultivadas y, dentro de los zonales, el cardonal-tabaibal y la
vegetacién termofila. En los bosques de monteverde (laurisilva y fayal-brezal) y pinar
parece ser bastante escaso, mas aun en las formaciones de Pinus canariensis de la
zona central de la isla (Caldera de Taburiente), de donde existen muy pocos datos
(G. Delgado y otros, com. pers.). La vegetacién de alta montana tipica de las cumbres
insulares -que se desarrolla a partir de los 2000 m s.m.-, caracterizada por la
abundancia de una leguminosa (Adenocarpus viscosus), es a primera vista
inadecuada para el establecimiento de esta rapaz nocturna, debido quizas al tipo de
cobertura y a otros factores como la fluctuaci6n de los recursos trdficos, consecuencia
de la rigurosidad climatica existente a tales altitudes.

En conclusion, los termotipos y zonobioclimas en los que se situan los habitats
ocupados por A. otus en La Palma, siguiendo la clasificaci6n elaborada para Tenerife
por RIVAS-MARTINEZ et al. [25], son: inframediterraneo xerofitico, termomediterraneo
xerofitico y termomediterraneo mesofitico, aunque adquieren una mayor importancia

los dos primeros.

5. DISCUSION
La situacion descrita difiere muy poco de lo que se conoce sobre otras islas del
archipiélago, tales como Gran Canaria (DELGADO et a/ [10]; TRUJILLO et al. [32]:
MORENO [17]), El Hierro (DELGADO et al [10]) y Tenerife (MARTIN [14]; DELGADO

et al [10]), si bien en esta ultima se ha citado alguna observacién a mas de 2000 m

69

s.m., en pleno dominio del matorral de Spartocytisus supranubius (MARTIN [14)), y
por tanto dentro del termotipo y zonobioclima supramediterraneo mesofitico (ver
RIVAS-MARTINEZ et al. [25)]).

, Con respecto a otras regiones, en el continente europeo el Buho Chico se
establece sobre todo en areas boscosas y zonas arbustivas, asi como en arboledas
de terrenos abiertos (MIKKOLA [16]), siendo localmente comun en determinadas
areas (CRAMP [7]). En Italia, por ejemplo, nidifica en toda la peninsula, desde el nivel
del mar hasta los 700 m s.m. (CHIAVETTA [6]). En Gran Bretana, una gran
proporcién de los enclaves de nidificacién estan situados en lugares marginales, con
un porcentaje significativo de nidos entre los 305 y 533 m de altitud (CRAMP [7]). En
Marruecos ocupa distintos tipos de matorrales y ecosistemas forestales, incluyendo
sabinares y plantaciones de Eucalyptus spp., llegando a alcanzar los 1600 m s.m. en
el Atlas (THEVENOT et al. [30]). A mayor altitud asciende en Armenia (2750 m) e
incluso en Asia Central (CRAMP [7]). En cuanto a ambientes insulares, es interesante
destacar el caso de la isla de Mallorca (Baleares), donde estudios recientes -utilizando
una metodologia similar a la del presente trabajo- han demostrado que se trata de un
ave ampliamente distribuida y relativamente comun, hallandose tanto en zonas
arboladas como en areas abiertas (VIADA [33]). Todo ello demuestra la versatilidad
de A. otus y su adaptacién a los mas diversos ecosistemas, desde los
predominantemente forestales de tipo templado-boreal que ocupa en Europa y
Norteameérica (ver MIKKOLA [16] y CRAMP [7]) a los mas terméfilos y xéricos del
Norte de Africa (ver THEVENOT et al. [30]) y Canarias (BANNERMAN [1]; MARTIN

[14]; DELGADO et al. [10]; presente estudio).

70

6. AGRADECIMIENTOS
Hemos de agradecer especialmente la ayuda prestada por G. Delgado, quién
realiz6 la revisi6n critica del presente trabajo, y por el Dr. J. J. Bacallado, que nos
apoyo en todo momento. Agradecemos también la colaboracién de J. A. Lorenzo en
la recogida de los datos correspondientes al mes de julio de 1988, y de K. W.

Emmerson, que tradujo el resumen al inglés.

7. BIBLIOGRAFIA

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[23]POLATZEK, J. (1908): Die Vogel der Canaren. Orn. Jahrb. 19 (5-6): 161-197.

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[S3]VIADA, C. (1994): Recatalogacion y estatus del Buho Chico (Asio otus) en Mallorca. Ardeola 41 (1): 59-

62.

73

10 Km

LA PALMA

.

y Ww
4a 4
‘N 4

IN
a

Figura 1: Distribuci6n del Buho Chico (Asio otus canariensis) en la isla de La Palma,
en base a los datos obtenidos en el periodo 1988-1994. (Reticulado UTM de 5x 5
km, tomado de IBANEZ & ALONSO, 1990).
Simbolos empleados:
Py Cuadriculas con nidificacién segura (escuchas de pollos). (N=23).

@ = Cuadriculas con nidificacién posible (observacién de ave en vuelo). (N=1).

A = Cuadriculas adicionales con nidificacién probable (tomadas de DELGADO et

al. (10)). (N=2).
L] = Cuadriculas prospectadas con resultado negativo. (N=9).

74

Tabla I: Distribuci6n altitudinal de los contactos de BUho Chico (Asio otus canariensis)
obtenidos en La Palma (N=56) en intervalos de 200 m. (Basado en informacion

recopilada entre 1988 y 1994).

Altitud (m) N° de contactos
0-200 18
200-400 20
400-600 6
600-800 8
800-1000 1
1000-1200 2
1200-1400 1

75

o

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Rev.Acad.Canar.Cienc., VI (Nims. 2,3 y 4), 77-98 (1994)

APROXIMACION AL NUMERO DE TAXONES DE LA FLORA VASCULAR

SILVESTRE DE LOS ARCHIPIELAGOS MACARONESICOS

F. La Roche* y J.C. Rodriguez-Pinero**
* Dpto. de Analisis Matematico. Universidad de La Laguna. Tenerife.

** Viceconsejeria de Medio Ambiente. Avda. F. La Roche 35, 6* P.. Santa Cruz de Tencrife.

ABSTRACT

The present paper shows an approximation to the quantification of the vascular wild flora of
the Macaronesian Archipelagos, according with different taxonomics levels. It gives the number of
common taxa of cach pair of islands. Using multivariant analysis floristic similarities between the
islands are given.

Keywords: Floristic quantification, floristic similarity, island, endemic plants, Macaronesia.

RESUMEN

En el presente trabajo se realiza una aproximacion a la cuantificacion de la flora vascular
silvestre de las islas de los archipi¢lagos macaronésicos, de acuerdo con los distintos niveles
taxonomicos. Se determina cl numero de taxones comunes entre cada par de islas. Por Ultimo, se
establecen, mediante un analisis matematico, similitudes floristicas entre las islas.

Palabras claves: Cuantifiaci6n floristica, similitud floristica, islas, plantas endémicas,

Macaronesia.

77

INTRODUCCION

La cuantificaci6n de la flora macaronésica ha sido tratada en los ultimos anos por diferentes
autores desde un punto de vista insular, archipelagico y regional (HUMPHRIES [5]; KUNKEL [6];
SANTOS [8]; DE NICOLAS, FERNANDEZ-PALACIOS, FERRER & NIETO [2]; ARCO
AGUILAR [1]; MALATO-BELIZ [7]; HANSEN y SUNDING [3,4]; VIEIRA [9], etc.). Sin
embargo, los resultados expuestos por estos autores prescntan a veces importantes variaciones entre
islas y archipiélagos, no quedando explicitado, en algunos casos, a qué nivel taxondmico se realizo
la cuantificaci6n.

En este trabajo presentamos una aproximacion a la cuantificacion de la flora vascular silvestre
de los archipiélagos macaronésicos, usando como referencia el trabajo de HANSEN y SUNDING

[4]. También se tratan las relaciones floristicas que existen entre islas y archipiélagos.

MATERIAL Y METODO

Los datos contenidos en el catalogo floristico claborado por HANSEN y SUNDING [4] fueron
almacenados en una base de datos, lo que nos ha permitido realizar los calculos con un mayor grado
de precision.

Hemos supucsto que si un determinado taxon es citado a nivel subespecie en una isla, el
correspondiente taxon especifico también existe en dicha isla y lo mismo si contiene alguna
variedad. Por otra parte, si una especie contiene variedades, pero no asociadas a subespecies, hemos
considerado que al menos se incluiran en la subespecie tipo. Asi, los datos que figuran en las tablas
para el nivel especifico incluyen todas las especies que contienen 0 no subespecies o variedades;
el nivel subespecifico abarca todas las especies que no contienen ninguna subespecie- 0 variedad,
todas las subespecies con 0 sin variedad, 0 todas las especies con variedades; el nivel variedad

representa todas las especies que no contienen ni subespecie ni variedad, todas las subespecies que

78

no contienen variedades, y todas las variedades. Los hibridos no han sido tenidos en cuenta en el
balance total de especies.
Para ilustrar los criterios expuestos anteriormente y su aplicacién a la forma en que se

realizaron los conteos, se expone a modo de ejemplo el siguiente esquema :

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donde "E "representa el numero total de especies, "S" el de subespecies y " V" el de variedades.

Los dendrogramas de similitud floristica fueron obtenidos usando el indice de Jaccard.

En el presente trabajo se entiende por endemismo insular todos aquellos taxones (especie,
subespecie y variedad) que viven solamente en una isla. Consideramos endemismo archipelagico
a los insulares mas los compartidos con otras islas del mismo archipiélago. Finalmente, como
endemismos macaronésicos a aquellos taxones que estan exclusivamente en dos o mas

archipiélagos.

79

RESULTADOS

La flora vascular silvestre de las Islas Macaronésicas contabiliza un total de 3.081 especies
de las que 831 son exclusivas de esta regidn. Por archipiélagos, Canarias es el que mayor numero
de taxones alberga (1.978 especies) de las cuales 514 son endémicas canarias (tablas I, II, III, IV,
V, VI). No existe ninguna especie endémica que viva en todos los archipiélagos; sdlo dos especies
(Dracaena draco y Asparagus scoparius) viven en cuatro de ellos, y solamente tres especies no
endémicas crecen en todas las islas (Chenopodium murale, Solanum nigrum y Cynodon dactylon).
En las Figs. 1, 2, 3, 4 y 5 se muestra el total de taxones por islas y archipiélagos, asf como el de
especies endémicas comunes. También se presenta la relaci6n floristica entre cada par de islas
macaronésicas (tabla VII).

Se han obtenido los dendrogramas en base a un analisis de agrupamiento, usando el indice de
Jaccard (J) de presencia-ausencia para el conjunto de las 30 islas macaronésicas en los siguientes
casos: conjunto de los géneros (Fig.6), total de especies (Fig.7), todas las endémicas (Fig. 8) y, por
Ultimo, las anteriores mas las especies que contengan subespecies o variedades endémicas (Fig. 9).

Del analisis de estos dendrogramas podemos observar que, utilizando las especies endémicas
O aquellas que contengan subespecies 0 variedades endémicas, el Archipiélago de Cabo Verde es
el mas diferenciado floristicamente, mientras que Canarias y Madera ofrecen la mayor similitud, en
tanto que a nivel insular son las islas de Pico y Tercera las mas similares. Por otra parte, usando
solamente especies endémicas resulta que Azores es el archipiélago mas disimilar de todos, siendo
las islas Fayal y Tercera las mas pr6ximas. Son estos dos ultimos agrupamientos los que nos
parecen mas significativos para explicar la realidad floristica de estas islas, especialmente el que

analiza las especies endémicas mas las que contienen subespecies y variedades endémicas.

80

DISCUSION

Uno de los propésitos de este trabajo, ademas de aportar una serie de cifras que nos muestran
el grado de diversidad vegetal que existe en un territorio en un momento determinado, es el de
llamar la atenciOn sobre la necesidad de especificar con claridad el nivel taxonémico elegido a la
hora de cuantificar la flora, en particular cuando se trata de nimero de endemismos, ya que
raramente se especifica en las publicaciones consultadas, el nivel taxondmico al que corresponden
las cifras aportadas.

Haciendo un anialisis de los datos citados por los diferentes autores que han trabajado sobre
la cuantificacion de la flora canaria 0 macaronésica observamos que, en el trabajo de NICOLAS [2],
las cantidades recogidas se asemejan bastante a las obtenidas por nosotros para el nivel taxonémico
especie, utilizando el catalogo publicado por HANSEN Y SUNDING [3] en el ano 1985, con la
excepcidn de Gran Canaria y Tenerife en el que el error oscila entre un 3-5 %, a menos de que se
haya contabilizado para estas islas el nivel! de variedad.

Las cifras aportadas por MALATO-BELIZ [7] parecen indicar que utiliza el nivel taxonémico
especie cuando habla del numero de plantas vasculares totales y, en cambio, el de variedad cuando
trata el ndmero de endemismos. Con estas cifras procede a calcular los indices de endemicidad,
mezclando especies y variedades, cuando parece mas razonable usar la condicién de que numerador
y denominador reflejen iguales niveles taxondémicos. Al comparar las cifras expuestas por este autor
con las obtenidas del catalogo de HANSEN Y SUNDING [3], observamos un notable incremento,
en particular para los Archipiélagos de Azores y Cabo Verde, siendo estos valores para el nivel de
especie y variedad respectivamente, en el conjunto de los archipiélagos el siguiente: Azores (165
y 5), Archipiélago de Madera junto con Salvajes (26 y 16), Canarias (3 y 33) y Cabo Verde (188

y -2).

81

Tanto este autor como HUMPHRIES [5] proceden a calcular cifras globales (por ejemplo para
la Macaronesia) sumando las cifras parciales. Obsérvese en la tabla VI que los totales no son la
suma de las parciales.

Los datos aportados por KUNKEL [6] para el archipiélago canario muestran que las cifras de
lo que denomina endemismos locales -que en este trabajo recogemos como endemismos insulares-
son similares a las obtenidas por nosotros usando el nivel variedad; en cambio, cuando se refiere
a endemismos canarios no concuerda, dado que, al parecer, excluye de esta categoria a los

a
endemismos insulares.

Los datos numéricos de SANTOS [8] referidos a endemismos canarios difieren
significativamente de los obtenidos de HANSEN Y SUNDING [3], cualquiera que sea el nivel
taxonomico utilizado (especie, subespecie 0 variedad). Dado que este autor es un buen conocedor
de la flora canaria, estas discrepancias numéricas podrian indicar que hay que utilizar con
precaucion incluso las cifras del ultimo catalogo de HANSEN Y SUNDING [4].

Nuestro objetivo se ha centrado en mostrar una relaci6n de datos numéricos de los distintos
niveles taxondmicos presentes en cada isla y archipiélago lo mas aproximado a la realidad floristica
actual. Dado lo cambiante de esta realidad, se hace preciso contar con catalogos floristicos insulares
que deberian revisarse con cierta periodicidad, de tal manera que permitan detectar los cambios
sufridos por la flora en el tiempo. Un hecho a tener en cuenta en la elaboraci6n de estos cataélogos
es si se deberfa o no incluir en los mismos especies que actualmente se consideran como
asilvestradas, cuando realmente se comportan como especies exdticas cultivadas, dado que ello
distorsiona la riqueza floristica y dificulta la interpretacién de los trabajos sobre similitudes

floristicas entre islas.

82

BIBLIOGRAFIA

1. ARCO AGUILAR, M DEL. 1989. El origen de la flora canaria. Quercus 41: 14-21.

2. DE NICOLAS, J.P., JM. FERNANDEZ-PALACIOS, FJ. FERRER & E. NIETO. 1989. Inter-
island floristic similarities in the Macaronesian region. Vegetatio 84: 117-125.

3. HANSEN, A. & P. SUNDING. 1985. Flora of Macaronesia. Checklist of vascular plants. 3.
revised edition. Sommerfeltia 1:1-176.

4. HANSEN A. & P. SUNDING 1993. Flora of Macaronesia. Checklist of vascular plants. 4. revised
edition. Sommerfeltia 17: 1-295.

5. HUMPHRIES, C. J. 1979. Endemism and Evolution in Macaronesia. In: Bramwell, D. (ed.).
Plants and Islands, pp. 171-199. Academic Press. London.

6. KUNKEL, G. 1980. Die Kanarischen Inseln und ihre Pflanzenwelt. Gustav Fischer Verlag.
Stuttgart. 184 pp.

7. MALATO-BELIZ, J. 1991. O factor endemismo na flora dos Arquipélagos Macaronésicos. In:
Eduardo Dias et al. (ed.) 1% Jornadas Atlanticas de Proteccao do Medio Ambiente, pp
251-257. Secretaria Regional de do Turismo e Ambiente. Direcgao Regional de Ambiente.
Angra do Heroismo.

8. SANTOS, A. 1988. Flora y Vegetacién. In Geografia de Canarias I, pp. 258-294. Ed.
Interinsular Canaria. Santa Cruz de Tenerife.

9. VIEIRA, R. 1992. Flora da Madera o Interesse das Plantas Endémicas Macaronésicas.
Colegao Naturaleza e Paisagem n° 11. Servicio Nacional de Parques, Reservas e Conservagao

da Naturaleza. Lisboa. 155 pp.

83

TABLA I

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84

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TABLA V

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LA GOMERA 834

GRAN CANARIA

TENERIFE

LA PALMA 820

EL HIERRO

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TABLA VI

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94

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96

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Fig. 6. Dendrograma con los géneros.

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Fig. 7. Dendrograma con todas las especies.

97

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PUERTO SANTO
SALVAJES
LANZAROTE
FUERTEVENTURA
GRAN CANARIA
TENERIFE

LA GOMERA

LA PALMA

EL HIERRO
BOAVISTA
MAYO

STA. LUCIA
SAL

S. VICENTE

S. NICOLAS

S. ANTONIO
FOGO
SANTIAGO
BRAVA

Fig. 9. Dendrograma con las especies con subespecies o variedades endémicas.

98

SECCION

HISTORIA Y FILOSOFIA DE LA CIENCIA

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Rev.Acad.Canar.Cienc., VI (Ndms. 2,3 y 4), 101-131 (3994)

LA IDEA DE LA VIDA EXTRATERRESTE A LO LARGO DE LA HISTORIA
M. Vazquez
Instituto de Astrofisica de Canarias, 38200 La Laguna

ABSTRACT

Ideas about the existence of extraterrestrial life have been evolving throughout History
following three independent paths: a) the study of the origin of life on the Earth; b) the
knowledge of the structure of the Universe and the our planet’s role in it, and c) the small-
scale structure of matter.

In the past decade these paths have been coming together, giving an unified view of the
problem. However, two main schools of thought remain. On the one side, the supporters of
the plenitude principle, after which the conditions driving life on Earth are simply another
inevitable phase in the chemical evolution of the Universe. And on the other, heralded mainly
by the anthropic principle, we have ideas supporting the notion that the existence of Mankind
on Earth is sufficent to explain the Universe. Our planet seems to show a set of previliges
which can hardly be reproduced in other planetary systems. Moreover the events giving place
to life were of a catastrophic nature, like the birth of the Moon and the impact of comets.

From the astronomical point of view, three are the challenges posed for the next century:
a) to detect other planetary systems, b) to determine to what extent are the conditions that
lead to life on Earth exceptional, and c) to search and establish contact with other civilizations.

RESUMEN

Las ideas sobre la existencia de vida extraterrestre han ido evolucionando a lo largo de
la Historia siguiendo tres caminos independientes: a) El] estudio del origen de la Vida en la
Tierra, b) el conocimiento de la estructura del Universo y el papel que nuestro enn juega
en ella y c) La estructura de la materia a pequena escala.

En la ultima década estas vias han ido confluyendo dando una vision unificada del prob-
lema. Sin embargo dos escuelas de pensamiento persisten. Por un lado los partidarios del
principio de plenitud, segun el cual las condiciones que condujeron a la vida en la Tierra son
una fase mas, incluso inevitable, en la evolucion quimica del Universo. Por otra lado, y rep-
resentados en gran parte por el principio antropico, las ideas que apoyan que la existencia del
Hombre en la Tierra es suficiente para explicar el Universo. Nuestro planeta parece presen-
tar una serie dc privilegios dificiles de reproducir en otros sistemas planetarios. Ademas los
acontecimientos que dieron lugar a Ja vida fueron fundamentalmente de caracter catastrofico,
tales como el origen de ]a Luna o el impacto de los cometas.

Desde el punto de vista astronomico, tres son los retos que se plantean para el proximo
siglo: a) detectar otros sistemas planetarios, b) determinar hasta que punto las condiciones
que dieron lugar a la vida en la Tierra constituyen una excepcion y c) buscar y establecer
contacto con otras civilizaciones.

101

1 INTRODUCCION

E] planteamiento del problema de la existencia de otros mundos habitados conecta tres
cuestiones basicas del conocimiento humano: La estructura del universo, tanto a gran como a
pequena escala y el problema del origen de la vida.

En este articulo trataremos de exponer como se han ido desarrollando estas ideas a lo
largo de la Historia de la Humanidad, convergiendo en la actualidad al integrar la evolucion
de la vida como una fase mas dentro de la evolucién del Universo. En gran parte es la idea
basica del llamado principio de mediocridad, seguin el cual los procesos que han conducido a
la formacion de la Tierra y la subsiguiente evolucién de la vida son tipicos a escala de todo el
Universo.

El] planteamiento de este tema es claramente interdisciplinar, implicando todas las Cien-
cias de la Naturaleza y la Filosofia. Por otro lado, como en otros aspectos de la Ciencia, el
desarrollo de estas ideas ha estado influenciado por las creencias religiosas imperantes.

Durante una gran parte de la Historia de la Humanidad el tema ha quedado restringido
al ambito filosofico. Tan solo a partir del siglo XIX los avances en Biologia y Astronomia han
permitido estudiar el problema utilizando razonamientos cientificos. Sin embargo permanecen
desconocidos problemas fundamentales, debido a la falta de cualquier tipo de dato sobre la
existencia de otras formas de vida en el Universo.

2 EL MUNDO ANTIGUO

Algunos pueblos primitivos (babilonios, egipcios, chinos y mayas) compartieron la idea
de considerar todas las estructuras y fenomenos observados en el cielo como dados, es decir,
no buscaron explicaciones. Las primeras ideas sobre el origen de la vida estaban basadas en
que ésta surgia espontaneamente de la nada o bien de substancias como el barro del Nilo, en
el caso de los egipcios, 6 del bambu en el de los chinos.

Fueron los griegos los primeros en expresar ideas concretas. Anaximandro, (611-545 a.C)
propuso la existencia de una serie infinita de mundos que evolucionaban y acababan siendo
destruidos, ocupando la Tierra el centro del Universo. Poco mas tarde, Anaxagoras (500-428)
senalo que gérmenes provenientes del espacio exterior daban lugar a la vida, sentando las bases
de la teoria de la panespermia.

Ahora bien, pronto iba a empezar la division del pensamiento humano en dos escuelas que
tanto en estos como en otros temas, habrian de impregnar la evolucion de las ideas cientificas
hasta nuestros dias.

La llamada escuela atomista tuvo su principal representante en Democrito, (460-360) si
bien fue Leucipo «: «;ue elaboro los primeros principios. Para ellos el Cosmos, al estar sujeto a
leyes naturales, era algo que se podia comprender. Con una intuicion genial, sostuvo que toda
la materia estaba constituida por pequenos corpusculos (”atomos”) en movimiento, los cuales
se encontraban separados por espacios vacios. Los atomistas consideraban un Universo infinito
con un numero infinito de planetas habitables, lo cual era una consecuencia directa de admitir
que la materia podia tener diversa gradacion pero sin diferencias en su esencia. Sin embargo,
como sus antecesores, creian que la vida se originaba espontaneamente del fango. La escuela
de Epicuro (342-270) supuso una continuacion de estas ideas, caracterizando el Universo como

102

un sistema unitario y finito. Dado que se suponia un numero infinito de atomos, se admitia que
tenian que haber otros mundos diferentes al nuestro. Los componentes de la escuela estoica,
representada por Zenon (341-264), rechazaron el atomismo, pero su Universo no era menos
material, compuesto por los cuatro elementos basicos: tierra, agua, aire y fuego. Aristarco
de Samos (310-230) fue el primero en exponer una teoria heliocéntrica con la Tierra girando

alrededor del Sol.

En Roma, Lucrecio (98-55) fue el principal representante de las ideas atomistas. Su
filosofia sobre la pluralidad de los mundos habitados puede resumirse en su frase: ” Es improb-
able en alto grado que esta tierra y este cielo sea la tinica cosa que ha sido creada... Nada en
el Universo es lo tinico que ha sido creado, tinico y solitario en su nacimiento y crecimiento...
Uno por tanto esta forzado a reconocer que en otras regiones hay otras Tierras y diversas
clases de Hombres y animales”. Fue el introductor del llamado principio de plenitud, seguin el
cual cualquier cosa que en potencia pueda realizarse, terminara haciendolo.

Una forma totalmente distinta de plantearse el problema fue la defendida por la escuela
formada en torno a Pitagoras (580-500), los cuales entendian que los numeros y la geometria
eran la substancia de todas las cosas y la causa de cualquier fendmeno de la naturaleza. Su
poco amor por la observacion y la experimentacion iba a transmitirse a los filosofos posteriores,
caracterizados por un fuerte geo— y antropocentrismo junto con una dicotomia entre materia y
espiritu. En esta linea Platon (427-347) urgio a los astronomos a pensar sobre el Universo en
vez de perder el tiempo con su observacion. Su discipulo Aristoteles (384-322) sostenia que los
cuerpos celestes estaban hechos de éter, una substancia diferente de la que estaba compuesta
la Tierra, la cual estarfa formada por los cuatro elementos de la escuela estoica. La Tierra
y el Hombre eran el centro de todo, utilizando como principal apoyo de su argumentacion
la doctrina del movimiento natural que se basaba en que cada elemento se mueve hacia su
posicion central de manera natural y lejos de él tan solo con violencia. Fue contrario a la idea
de pluralidad de los mundos ya que otra Tierra traeria consigo otro centro. Asimismo era
partidario de un Universo finito ya que uno infinito no podria tener un centro. Aristoteles y
sus seguidores fueron tambien defensores de la generacion espontanea de la vida, la cual se
producia mediante la accion de un espiritu vivificador sobre la materia.

Plutarco (46-120) y Luciano de Samosata (120-200) fueron quizas los primeros en es-
pecular sobre viajes a la Luna y el encuentro alli con vida selenita. Por otro lado siguiendo
las ideas de Epicuro, Cicerodn (106-43) defendio la idea de mundos diferentes que se iban
sucediendo a lo largo del tiempo.

Ptolomeo (87-170 d.C) se baso en anteriores trabajos de Hiparco (190-125) para elaborar
una complicada teoria geométrica con objeto de explicar los movimientos de los planetas
conocidos del Sistema Solar basada en los siguientes puntos: 1) los cielos tenian forma esfeérica,
2) la Tierra estaba en el centro de la esfera y era inmovil y 3) los cuerpos celestes se movian en
circulos. Durante muchos siglos su obra principal, el Almagesto, fue considerada el compendio
del saber astronomico.

3 LA EDAD MEDIA

Después de la caida de Roma, los astronomos arabes conservaron el saber griego al mismo
tiempo que mejoraban la precision de las observaciones. Seguian al Almagesto aunque algunos
como Avempace y Yabir Ybn Aflah no dudaron en criticarlo, pero sin proponer soluciones
alternativas.

103

Averroes (1126-1198) propus6 que todos los seres vivos de la Naturaleza no habian sido
creados para el Hombre sino por un principio de perfeccién. E] judio Maimonides (1135-1204)
daba su version del principio de plenitud: si la Tierra no es mas que un punto comparada con
la esfera de las estrellas fijas, la especie humana debe conservar la misma relacién con respecto
a todos los seres que pueblan el Universo. .

En el mundo occidental, el pensamiento filosdfico pudo subsistir en cuanto tuviera una
conexion teologica. El gran problema que se planteaba era como reconciliar la revelacién
divina, expresada en la Biblia, con las ideas cientificas. Cuestiones como la unicidad de la
Redencion por Cristo y la descendencia de todos los seres de Adan y Eva condicionaron las
ideas sobre la pluralidad de mundos habitados.

En una primera fase las opiniones fueron claramente contrarias. Ast San Agustin (354-
430) en su” Ciudad de Dios” se opone claramente al principio de plenitud. A principios del siglo
XII empezaron a conocerse los trabajos de Aristoteles, y personas como Alberto Magno (1193-
1280) y Tomas de Aquino (1227-1274) contribuyeron a su divulgacién. Ambos admitian que
la razon podia ser un camino para llegar al conocimiento de la verdad. Poco después Roger
Bacon (1212-1294) senalaba la necesidad de someter a critica los hechos presentados en la
Biblia. En su ”Opus Major” reconocia que aun la estrella mas pequefa era mucho mayor que
la Tierra. Sin embargo negaba la posibilidad de existencia de otros mundos debido al vacio
que tendria que existir entre ellos.

Poco a poco se iba produciendo un cambio aun basandose en los mismos principios
religiosos. John Buridan (1295-1358) senalaba que la Omnipotencia Divina no podia tener
limites pudiendo construirse otros mundos con diferentes elementos y leyes. Junto con W. de
Occam (1280-1347), proponente del conocido principio de economia para la interpretacion de
las observaciones, critico las ideas de Aristoteles. En 1440 el cardenal Nicolas di Cusa (1401-
1464) publicaba ” De docta ignorantia” donde apoyaba decididamente la pluralidad de mundos
habitados aceptando que el Universo era infinitamente grande y que no habia diferencia entre
la materia terrestre y la celeste. En su opinion, Dios habia creado el Universo siguiendo
fundamentos matematicos, cuyo conocimiento era el camino adecuado para la comprensi6on
de la obra divina. Enuncié un principio que se podria considerar como un anticipo de la
cosmologia moderna: ”Para un observador situado en cualquier lugar de la esfera terrestre le
parecera que tal punto es el centro del Universo.”

4 EL RENACIMIENTO Y EL NACIMIENTO DE LA CIENCIA
EMPIRICA

Cuatro grandes astrénomos contribuyeron decisivamente al cambio de ideas que significé
el Renacimiento.

Nicolas Copérnico (1453-1543) en su ”De revolutionibus orbium celestium” retorno a la
teoria heliocéntrica de Aristarco. Erasmus Reinhold (1511-1553) calculé los movimientos de
los planetas en este nuevo contexto permitiendo una rapida divulgacion de la idea.

Puede considerarse a Tycho Brahe (1546-1601) como uno de los mas grandes observadores
astronémicos y al mismo tiempo como uno de los peores interpretes de tales observaciones.
Casi un siglo después de Copérnico sostenia que los cinco planetas conocidos giraban en torno
al Sol, mientras que éste lo hacia en torno a la Tierra. Realizé la mayor parte de sus trabajos
en el Observatorio de Uraniborg, transladdndose al final de su vida a Praga, donde conocié a

104

Johannes Kepler, al cual le proporciono sus observaciones de la posicién de los objetos celestes
que tenian una precision de un minuto de arco, diez veces mas precisas que las que habia
utilizado Copérnico.

Johannes Kepler (1571-1630) enuncid sus conocidas tres leyes del movimiento plane-
tario, que pueden considerarse como la primera descripcién matematica del Universo. Fue un
decidido partidario de la pluralidad de los mundos habitados.

Galileo Galilei (1564-1642) fabrico el primer telescopio posibilitando el comienzo de la
comprension del Universo desde un punto de vista empirico, sin prejuicios. Sus observaciones
(p.ej en el ”Siderius nuncius”) apoyaban claramente la idea de que el mundo celeste no era
diferente del terrestre. Dos mil anos habian sido necesarios para retornar, en gran parte, a las
ideas que habian expuestos los atomistas de Democrito.

Giordano Bruno (1548-1600) conecto la teorfa heliocéntrica con la pluralidad de mundos
habitados y el concepto de Universo infinito, atacando duramente las ideas de Aristoteles.
En su ”La cena de le ceneri” (1584) defendio por primera vez las ideas de Copérnico. Por
desgracia la intolerancia humana le condujo a morir en la hoguera.

Se habia producido ya un giro definitivo en las ideas sobre la concepcion del Universo.
Un paso importante fue la introduccion del método cientifico como procedimiento para el
conocimiento de la Naturaleza. F. Bacon (1561-1626) propuso que las interpretaciones de los
fenédmenos naturales deberian estar basadas en la experimentacion y la observacio6n, recomen-
dando la especializacion y la formacion de grupos de trabajo. En esta misma linea R. Descartes
(1596-1650) propuso que al conocimiento de las cosas se llega por experiencia y deduccion,
mientras que a los primeros principios se accede mediante la intuicion. En su ”Principia
philosophicae” describio la teoria de los vortices para explicar la razon del movimiento de los
planetas.

Este cambio en las ideas iba a afectar de manera clara al tema que nos ocupa. En 1646
Henry Moore publica ”An essay upon the Infinity of the Worlds” donde aplica el principio de
la plenitud a la idea de un numero infinito de planetas habitados.

Las ideas sobre el origen de la vida continuaban totalmente disociadas del conocimiento
general del Universo. Sin embargo Francisco Redi (1626-1698) realizo las primeras criticas a
la generacion espontanea, las cuales se confirmaron con la utilizacion del microscopio desar-
rollado por Anton Leeuwenhoek (1632-1723) evidenciandose la existencia de microorganismos
en materia en descomposicion. Desde ese momento la Humanidad contaba con las herramien-
tas necesarias para el estudio de la evolucion a escala césmica de la vida: el telescopio, el
microscopio y el método cientifico para interpretar las observaciones y experimentos. Por si
algo faltaba Isaac Newton (1643-1727) elaboro sus tres leyes de la dinamica que junto con la
de la gravitacion universal permitieron una explicacion todavia mas clara de los movimientos
planetarios.

Las obras d~ R. Bentley ”Confrontation of Atheism from the Origin and Frame of the
World” en 1693, Wisdom of God manifested in the works of Creation” de John Ray en
1691 y la ”Cosmologia Sacra” de N. Green en 1701, pueden considerarse buenas muestras de
que la época de confrontacion con las ideas religiosas habia pasado. Asi W. Denham en su
”Astrotheology or a demostration of the being and attributes of God, from a survey of the
Heaven” utiliza los modernos avances astrondmicos como evidencia de la existencia de Dios.

Otro paso decisivo fue el realizado por Thomas Wright en 1750 con su ” Original Theory
or New Hypothesis of the Universe” donde expone su teoria sobre nuestro sistema estelar: la

105

Via Lactea, la cual estarfa compuesta por numerosas estrellas distribuidas en forma de un
disco aplanado. Su centro seria muy masivo, moviéndose las estrellas en orbitas casi circu-
lares. A este centro le asigno un caracter especial, lo que le impidio aceptar la existencia de
otros sistemas estelares ("galaxias”) distintos al nuestro. Immanuel Kant en su ” Allgemeine
Naturgeschichte und Theorie des Himmels”, en 1755, acepta que nuestro sistema estelar no es
unico, introduciendo el concepto de ”Universos islas”. Asimismo, propuso la primera teoria
sobre el origen del Sistema Solar, senalando que su formacion habia tenido lugar mediante.
condensaciones locales de una nube de gas primigenia. Admitia que la materia estaba gober-
nada por las leyes generales de la naturaleza lo cual evidenciaba la existencia de Dios. Ahora
bien el Universo evolucionaba sin la accion divina directa.

Laplace (1749-1827) desarrollé las ideas de Kant sobre el Sistema Solar, asociando la
formacion de los planetas a la del Sol, con lo que se daba un fuerte apoyo a la pluralidad de
los mundos habitados. El] problema de la distribucion del momento angular fue su principal
inconveniente no resuelto hasta nuestros dias.

Poco antes habia surgido la primera teoria de tipo catastrofista. En su ”Histoire na-
turelle”, publicada en su primera parte en 1749, G.L. Lecrec (también conocido por Buffon),
describié la formacion del sistema solar como consecuencia de la colision de un cometa con el
Sol, bajo la accion de Dios. A principios de nuestro siglo T. Chamberlain ofrecio una variante
en la que el proceso habia sido originado por el efecto de marea producido por una estrella
pasando por las cercantas del Sol. Dado lo improbable de tales acontecimientos, la existencia
de otros sistemas planetarios similares al nuestro deberia considerarse como extremadamente
raro en el Universo. Jaki (1978) proporciona una excelente vision de la evolucion historica de
las ideas sobre el origen del sistema solar.

W. Herschel present6 hacia 1800 el primer modelo de nuestra Galaxia, colocando al Sol
en su centro y elaborando un catalogo de todos los objetos que presentaban un aspecto no
puntual, englobandolos bajo el nombre de nebulosas. En 1850 W. Parsons demostro que
algunas de ellas mostraban una estructura espiral.

El principio del siglo XX trajo un importante avance de las técnicas de observacion
astronomica (p.ej la introduccidén del espectrografo y el uso generalizado de la fotografia) y
la aplicacién de las leyes de la radiacion para la interpretacion de las observaciones. Asi en
1914, V. Slipher logré situar la rendija del espectrografo en los extremos de una nebulosa
comprobando su rotacion mediante el efecto Doppler.

En 1915 H. Shapley, a partir de un estudio de la distribucion de cumulos globulares
(pequenos satelites de nuestra Galaxia), concluy6 que el centro de la galaxia estaba en la
direccién de la constelacién de Sagitario, estando el Sol bastante lejos de dicho centro. Su
modelo de la Gran Galaxia suponia que las nebulosas espirales eran objetos cercanos y no
otras galaxias.

El 28 de abril de 1920 tuvo lugar un gran debate en la Academia Nacional de Ciencias,
en Washington, e e los partidarios y detractores de la idea que las nebulosas espirales eran
objetos extragalacticos de tamano similar al de nuestra galaxia (Shapley & Curtis, 1921). La
solucion vino en 1924 cuando Edwin Hubble determiné la distancia a la vecina galaxia de
Andrémeda, confirmando su caracter extragalactico. La escala de distancias en el Universo
empezaba a establecerse. ‘

106

5 LA TEORIA DE LA EVOLUCION

A finales del XVIII las discusiones y experimentos sobre la generacién espontanea dom-
inaban el estudio del origen de la vida mientras que su evolucién parecia dominada por los
cataclismos y creaciones sucesivas con objeto de adaptarse mejor a las ideas religiosas. La
doctrina del vitalismo pretendia que la conducta de los seres vivos no podia ser comprendida
por los procesos ordinarios de la fisica y quimica, lo cual, aparentemente, se vid confirmado
por los experimentos de Luigi Galvani, hacia 1790, en los cuales musculos de rana se movian
al ser tocados con un par de varillas metalicas. La ”electricidad animal” paracia ser el espiritu
vital buscado.

Los estudios sobre la edad de la Tierra permitian ya empezar a hablar de centenares de
millones de anos, en lugar de los miles deducidos literalmente de la Biblia. Gedlogos como
James Hutton (1726-1797) y Charles Lyell (1797-1875) lo pusieron de evidencia estudiando
la erosion de las rocas. Asimismo el estudio de los fosiles de animales y plantas indicaba la
existencia de extinciones.

Jean Baptiste de Lamarck (1744-1829) aporto su creencia en un movimiento natural
ascendente de la evolucion de la vida en nuestro planeta, invocando cuatro principios basicos:
a) existencia de un impulso interno hacia la perfeccién, b) capacidad de los seres vivos para
adaptarse a las circunstancias, c) repetitividad de la generacion espontanea y d) herencia de
los caracteres adquiridos. Si bien se equivoco en parte de estas hipotesis, fue el primero en
entender que la evolucion de los seres vivos era un proceso gradual. Fue el predecesor de
los conocidos trabajos de Charles Darwin (1809-1882) y Alfred Wallace (1823-1913) sobre la
evolucion de las especies. El proceso la seleccion natural hacia que la seleccion se desarrollase
sin saltos o cambios subitos.

La mayor parte de los bidlogos (incluidos Darwin y Wallace) no eran partidarios de la
existencia de vida inteligente en otros mundos. Wallace senalaba en ”Man’s Place in Nature”
publicado en 1905: La mera afirmacion de que pueda haberse desarrollado un ser vivo con una
forma animal diferente y poseyendo la naturaleza moral e intelectual del Hombre, no tiene
ningun valor. No tenemos evidencia de ello, mientras que el hecho de que ningun otro animal
que el Hombre haya desarrollado tales facultades, es fuerte evidencia en contra.

Sin embargo, otra serie de factores iba a intervenir en el juego. La sintesis de la urea
por F. Wohler en 1828, habia demostrado al posibilidad de paso de la materia inorganica a
la organica, mientras que Louis Pasteur (1822-1895) certificod con sus experiencias el fin de la
generacion espontanea. Todo esto condujo a la intuicion de Darwin de que la presencia actual
de vida era un fuerte condicionamiento para el desarrollo de nuevas formas. Como escribia en
1871: Se afirma con frecuencia que en nuestros dias se dan todas las condiciones necesarias
para la génesis primaria de los seres vivos. Pero si (y oh, que gran si!) nos imaginasemos
que en el seno de una pequena laguna de aguas templadas, conteniendo toda clase de fosfatos
y nitratos, electricidad, luz, etc. hubiera aparecido por via quimica una substancia protéica
capaz de experimentar una serie de transformaciones mds complejas, tal producto seria en la
actualidad devora... 0 absorbido, cosa que no hubiera sucedido con anterioridad a la aparicion
de los seres vivos.

107

6 LA ESTRUCTURA DE LA VIDA

La teorta de la evoluci6n necesitaba un mecanismo que explicara las variaciones entre las
especies y el mecanismo de seleccion natural, es decir necesitaba el codigo de la herencia. En
1858 Rudolph Virchow habia introducido el concepto de célula como unidad de vida y Gregor
Mendel (1822-1884) el gen como unidad de herencia.

Hacia 1880 se habia puesto de manifiesto la existencia de los cromosomas en las celulas, los
cuales eran portadores de los genes cuya composicién consistia en proteinas y acidos nucléicos.
E] proceso de la division de los cromosomas fue analizado por N. Stevens a principios de siglo.

\

En 1926 J.B. Summer logro aislar un enzima, catalizador imprescindible para las reac-
ciones bidticas. Poco después, en 1930, G. Beadle y E. Tatum demostraron que estas substan-
cias controlan la estructura de la célula mientras que los genes controlan a los enzimas.

E] descubrimiento del ADN por O.T. Avery en 1944, supuso el nacimiento de la biologia
molecular. La sintesis de este compuesto en las condiciones primitivas de la Tierra, a partir
de proteinas y aminoacidos, significd el medio para que la vida progresase. Esta substancia
junto con el ARN incorporan la informacion sobre el orden de los 20 aminoacidos basicos para
la sintesis de las proteinas. En 1952 A. Hershey y M. Chase demostraron que el ADN era el
responsable de la reproduccion de los virus. En 1955 H. Fraekel-Conrat present6 evidencias de
que la molécula del ADN era portadora del codigo genético de la herencia. E] mismo ano J.H.
Watson y F.H. Crick concluyeron que dicha molécula estaba dispuesta en la conocida forma de
doble hélice. E] ADN fabrica el ARN y este a las proteinas, si bien esta todavia por dilucidar
cual de los dos surgio primero en la cadena de reacciones quimicas de la vida terrestre. Las
bases quimicas del ADN son la adenina, citosina, guanina y timina mientras que en el ARN
esta ultima se substituye por el uracilo.

Aparte del problema de la estructura de la vida uno se puede preguntar por la razon de
su existencia, algo que quizas pueda no estar del todo al alcance de la Ciencia sino mas bien
de la Filosofia e incluso de las creencias personales. En este sentido Cramer (1992) defiende
la idea de la auto-organizacion de la materia que conduce inexorablemente a la vida en base
de un principio fisico similar p.ej a la gravedad. Ciertas leyes empiricas nos pueden ayudar
a la comprension de este proceso de auto-organizacion tal como ha hecho M. Eigen en sus
trabajos.

7 EL ORIGEN DE LA VIDA EN LA TIERRA

Como ya senalamos al hablar del mundo antiguo, al primera idea sobre el origen de la
vida estuvo ligada a su traslado a la Tierra procedente de otros mundos. Esta teoria de la
panespermia resurgio en el siglo XIX, en parte como apoyo a las ideas materialistas que se
encontraban — . el problema de que la Tierra no era eterna, transmitiéndose el problema al
Universo en general. El propio Isaac Newton habia expresado su creencia en que las plantas
podian generarse espontaneamente de emanaciones surgidas de las colas de los cometas.

En 1821, E. de Montlivault propuso que fragmentos de estrellas habian contaminado la
Tierra. Poco después, en 1865, H. Richter senalaba que algo similar al viento solar llevaria
los gérmenes fuera del campo de accion de la estrella madre, entrando en estado de hiber-
nacion hasta su llegada a la Tierra. Justus von Liebig decia en sus ”Letters on Chemistry”
publicadas en 1861: Las atmosferas de los cuerpos celestes ast como las nebulosas césmicas

108

pueden considerarse como el santuario eterno de formas animadas, las plantaciones eternas
de gérmenes organicos”.

Experimentos de F. Cohn con bacterias a bajas temperaturas parecieron dar algtin apoyo
a esta teoria, junto con el descubrimiento de hidrocarburos en los meteoritos, lo cual hizo
comentar a Hermann von Helmholtz: El carbono es el elemento caracteristico de los compuestos
organicos, de los cuales estan hechos los seres vivos. Quién sabe si los meteoritos que pululan
por el espacio no difunden gérmenes dondequiera que haya un nuevo mundo que haya llegado
a ser capaz de servir de morada a substancias organicas. En el fondo subyacia el problema de
si existia una diferencia esencial entre los seres vivos y la materia inorganica o si bien la vida
se habia originado mediante una transformacion quimica a partir de la materia inorganica.

E] sueco Arrhenius fue quizas el primero en considerar los aspectos técnicos de la panes-
permia en su ” Worlds in the Making”, publicado en 1908, donde propone que en el vacio y bajo
la accion de la radiacion estelar se podrian formar pequenas esporas, las cuales se adhererian
a micrometeoroides que en su caida hacia el Sol interceptarian a la Tierra en su camino.

Sin embargo todos estos trabajos quedaron eclipsados por el trabajo de A.I. Oparin (1894-
1980) y J.B. Haldane (1892-1962), los cuales demostraron que una generacion espontanea de
vida organica a partir de material inorganico, habia tenido lugar una vez en la Tierra, de-
struyéndose a partir de entonces, como acertadamente habia senalado Darwin, las condiciones
para su repeticion.

A partir de una idea propuesta por H. Urey (1952), S. Miller (1953) realizé experimentos
en el laboratorio sometiendo una mezcla de gases que entonces se consideraba existian en
la atmosfera primordial de la Tierra (CH4,CO2,NH3) a descargas eléctricas, consiguiéndose
productos basicos para la vida como los aminoacidos. Anos mas tarde el propio autor (Miller &
Bada, 1988) reconocié que tal proceso autdctono probablemente condujo a una concentracion
insuficiente de materia organica para el desarrollo de la vida.

Por otro lado, tal atmosfera primordial no llego nunca a existir pues la débil gravedad
terrestre junto con la existencia de un fuerte viento solar no lo hizo posible. Si el CO,
fue la principal fuente de carbono para las reacciones, estas no pudieron ser muy eficientes
en la produccioén de aminoacidos. Asimismo la radiacion ultravioleta, ligada a la actividad
magnética solar, era mucho mas intensa hace 4000 millones de anos que en la actualidad, lo
que la convertia en la principal fuente de energia.

Un tema de amplia discusion ha sido el papel del azar o de algun tipo de direccion en
las reacciones quimicas que condujeron al origen de la vida. J. Monod senalaba El Universo
no necesita la vida, ni la biosfera, ni al Hombre, simplemente en la ruleta de Montecarlo salio
nuestro numero. Seguin De Ley (1968) la posibilidad de ensamblar al azar las moléculas de un
gen del Homo Sapiens es de 10!” a 1, es decir practicamente ninguna. Sin embargo es evidente
que esto ocurrio y por otro lado muy rapidamente. Diversas evidencias senalan que la vida en
la Tierra habia surgido ya hace unos 3800 millones de anos ( Schopf, 1983; Schidlowski, 1988).
Probablemente ruleta estaba trucada, tal como comentabamos en la seccion anterior.

J.D. Bernal propuso en 1951 que la arcilla podria haber actuado como catalizador en
las reacciones quimicas. Estos productos se forman como resultado de una actividad ignea
sobre los silicatos. Tan pronto el agua liquida aparecio en la superficie terrestre las arcillas se
acumularon en los margenes y fondos de pequenas lagunas, en las riberas de los rios y muy en
especial en las orillas de los mares, las cuales pueden considerarse como los primeros nidos de
la vida en nuestro planeta (ver Cairns-Smith & Hartmann, 1986).

109

Diversas experiencias han demostrado que determinados grupos de proteinas al ser ca-
lentadas a temperaturas moderadas tienden a concentrarse en pequenas gotitas, que Oparin
denomino coacervados. Estas gotas dispondrian de una membrana a través de la cual los seres
primitivos podrian ir aumentando su concentracion de compuestos organicos. Otro problema
era la proteccion de la intensa radiacion ultravioleta de aquellos dias. Los coacervados pare-
cen haberse protegido de tales efectos nocivos situandose en aguas profundas (10 metros seria
suficiente) durante el dia, para emigrar por la noche a zonas superficiales para abastecerse de
nutrientes (Okihana & Ponamperuma, 1982).

8 LA VIDA EXTRATERRESTRE EN LOS MEDIOS DE CO-
MUNICACION: LOS CANALES DE MARTE

Quizas el primer gran impacto del tema que nos ocupa sobre la sociedad fue propor-
cionado por la publicacion en 1686 de ”Entretiens sur la pluralite des mondes” por Bernard
de Fontanelle (1657-1757), en donde a través de conversaciones con una marquesa va descri-
biendo las diversas formas de vida de la Luna y los diferentes planetas. Con respecto a la
pluralidad de los mundos comentaba basandose en los vortices de Descartes: $2 las estrellas
fijas son soles y nuestro Sol el centro de un vortice que gira en su torno, por qué no puede ser
cada estrella fija el centro de un vortice que gira alrededor de las estrellas fijas?. Si nuestro
Sol tlumina los planetas, porqué no puede cada estrella fija tener planetas a los que dar luz?.

Un siglo mas tarde su éxito fue claramente superado por las publicaciones de Cammille
Flammarion (1842-1925) ”La Pluralite des mondes habites”, ”Les etoiles et curiosites de
ciel”, "Les terres du Ciel” y otras muchas obras. Fue un decidido defensor de la pluralidad
de los mundos habitados. En su ”Les terres du ciel” senalaba: La vida se desarrolla sin
final en el espacio y el tiempo; es universal y eterna; llena el infinito con sus armontas y
reinard por siempre durante toda la eternidad. Divulg6 ampliamente en su ”La planete Mars”
las observaciones de alineamientos en la superficie de Marte (”canales”) por G. Schiaparelli
(1835-1910) y otros astroénomos.

En América el libro ” Mars” de P. Lowell (1855-1916), publicado en 1895, tuvo un impacto
similar a los trabajos de Flammarion. Basandose en sus propias observaciones visuales propuso
que los canales eran obra de una supercivilizacidn marciana, siendo alimentados por agua
procedente de los casquetes polares. Hubo varios intentos de comunicacion con los marcianos
y surgieron numerosas obras de ficcidn como la conocida ” War of the Worlds” de H.G. Wells,

publicada en 1898.

En 1894 utilizando las nuevas técnicas de la espectroscopia, W.W. Campbell demostro-la
ausencia de vapor de agua en la atmosfera de Marte, asestando el primer golpe a la teoria de
los canales. E] astr6nomo espanol José Comas Sola contribuy6é también a su desmitificacion
con sus excelentes observaciones de Marte en 1900. Decisivos fueron los argumentos aportados
por E.M. Antonia ** (1870-1944), S. Newcomb (1835-1909) y E.W. Maunder (1851-1928), de-
mostrando los efectos producidos por la difraccion y la atmosfera terrestre en las observaciones
de la superficie marciana.

Desde otro campo el bidlogo Wallace fue un entusiasta enemigo de los ”canales marcianos”
y en general de la pluralidad de vida en el Universo, senalando que las posibilidades en contra
de la evolucién de otros hombres o seres intelectuales equivalentes era de cien millones de
millones a uno.

110

El final del XIX se caracterizo por un excesivo protagonismo de los astrénomos en los
medios de comunicacion con una defensa, pocas veces razonada, de una amplia difusidn de la
vida, produciendo al final un ambiente en contra la existencia de vida extraterrestre, del que
son claro exponente astronomos de primera fila como A. Eddington y J. Jeans. La penitencia
de tales pecados la sufrimos todavia los astrénomos en la actualidad cuando una parte de la
sociedad identifica astronomia con platillos volantes, marcianos etc.

En los anos setenta el tema se reavivo con las medidas del Viking en la superficie de
Marte no encontrandose evidencia alguna de vida. Sin embargo sus observaciones mostraban
estructuras geologicas en forma de rios fosiles, lo cual parece sugerir que en un pasado remoto
existio agua liquida en su superficie que quizas dio lugar a alguna forma de vida (Mc Kay &
Stoker, 1989; Hansson, 1991). Nuevas misiones seran enviadas a nuestro vecino planeta que
perforaran y tomaran muestras de capas mas profundas que el Viking, con objeto de resolver
este viejo dilema.

9 LOS NUEVOS ATOMISTAS

El conocimiento sobre la estructura de la materia poco habia avanzado desde Democrito.
El primer paso hacia adelante fue dado por John Dalton en 1808 proponiendo que todas las
substancias podian formarse a partir de unos pocos elementos, mientras que en 1815 W. Prout
(1785-1815) establecid que todos los elementos estaban constituidos por una misma_unidad
fundamental (ver Brock, 1985 para una biografia).

Hacia 1868 Dimitri Mendeleev descubrio que listando los elementos quimicos, desde el
mas ligero (hidrogeno), al mas pesado (uranio), teniamos grupos con propiedades similares a
intervalos regulares. E] atomo era de nuevo la unidad indivisible de la materia.

Poco mas tarde, el descubrimiento de la radioactividad natural por Becquerel (1852-1908)
y Curie (1867-1934) demostro que el atomo podia romperse. Asi en 1897 J.J. Thompson
(1856-1940) identificd los rayos 8 de las desintegraciones como particulas subatomicas que
recibieron el nombre de electrones. E. Rutherford (1871-1937, ver Wilson, 1983) presento su
modelo de atomo en 1911, el cual fue mejorado posteriormente por Niels Bohr (1885-1962, ver
Faye, 1991) introduciendo en sus postulados las ideas de cuantificacién de energia propuestas
por Max Planck (1858-1947). El descubrimiento del neutron por J. Chadwick en 1932 parecia
completar el esquema de la estructura de la materia.

Mientras tanto la teoria cuantica continuo su desarrollo. En 1925 De Broglie y Schrodinger
(ver Bitbol & Darrigol, 1992) propusieron una ecuacion de ondas para la materia, analoga a
la de Maxwell para la luz. El principio de incertidumbre de Heisenberg, y su interpretacion
por Bohr, vino a resaltar la capacidad del Hombre como observador de un experimento. En-
tre otras cosas este principio significo el final de una vision determinista de] Universo, que

imperaba desde los tiempos de Newton.

En el plano vaperimental el desarrollo de la tecnologia de los aceleradores de particulas
iba a permitir que en 1963 Murray Gell-Mann y George Zweig propusieran que los protones
y neutrones estaban compuestos por quarks. Desde entonces se han descubierto 6 tipos de
quarks diferentes dando lugar a los diferentes hadrones (protones, neutrones,...) que junto
con los leptones (neutrinos, electrones, muones y particula 7) son la base de toda la materia
conocida. Cada particula tiene su antiparticula, dotada de una carga eléctrica igual y de
sentido contrario. Sin embargo nuestro Universo parece mostrar un gran predominio de la
materia sobre la antimateria.

111

Paralelamente se habia ido desarrollando el conocimiento de las interacciones basicas
entre las particulas. Maxwell describié en 1864 la interaccion electromdgnetica que permite
la coexistencia de particulas de carga opuesta en el 4tomo, siendo la responsable de todos los
procesos quimicos necesarios para la vida y que actua sobre las particulas con carga eléctrica.
Con posterioridad la electrodinamica cuantica ha desarrollado este concepto. En 1915 A.
Einstein propuso su teoria General de la Gravitacién que explica la interaccién gravitatoria
que es siempre atractiva y actua a grandes distancias y sobre todas las particulas, configurando
de esta manera, a pesar de ser la interaccion mas débil, toda la estructura del Universo. La
interaccion nuclear débil (Fermi, 1934) actua al nivel del nucleo atomico, permitiendo los
procesos termonucleares en el interior de las estrellas, que dan lugar a la produccién de los
elementos quimicos. A la misma escala actua la interaccion fuerte (Yukawa, 1935) responsable
de la coexistencia de diferentes quarks dentro del nucleo y que en la actualidad es descrita
por la cromodinamica cuantica. E] modelo de Weinberg—Salam (1969) permitio la unificacién
de las interacciones electromagnética y débil a las que se unio con posterioridad la interaccién
fuerte en las llamadas teorias de la Gran Unificacion.

Las particulas denominadas bosones son las mediadoras en las interacciones: fotdn para
la electromagnetica; W y Z para la débil; gluones para la fuerte y el todavia por descubrir
graviton para la gravitatoria.

El circulo de nuestro conocimiento sobre la estructura de la materia parece que esta
de nuevo a punto de cerrarse. E] descubrimiento del boson responsable de la interaccion
gravitatoria, el del que crea la masa de las particulas (boson de Higgs) y el incorporar la
gravedad a las teorias unificadoras de las interacciones esta a punto de lograrse. Sin embargo
el conseguir en los aceleradores las energias necesarias para la unificacion de las interacciones
(billones de Gev) pertenece todavia al mundo de los suenos.

Ahora bien parece ser que tal situacion se produjo al principio de nuestro Universo. Por
lo tanto el estudio de la evolucion del Universo en sus fases mas tempranas nos va a ofrecer
una alternativa a la utilizacion de grandes aceleradores para el estudio de la estructura de
la materia. En cierta forma se va a describir un recorrido inverso al desarrollo tedrico y
tecnologico, progresando desde un estado unificado a la diversidad de interacciones.

W. de Sitter en su modelo cosmologico de 1916 fue el primero en considerar que nos en-
contrabamos en un Universo en expansion lo cual fue propuesto en mas detalle por Friedmann
(1922). De ello parecia concluirse un origen del Universo a partir de una singularidad inicial:
la gran explosion (”Big Bang”) caracterizada por un estado inicial en el que toda la materia
y la energia estaban concentradas (Lemaitre, 1933). Se supone que entonces las cuatro in-
teracciones citadas estaban unificadas y la materia constituida por quarks y leptones (y sus
antiparticulas) junto con gran numero de fotones. A los 10~*° seg. se habia producido ya un
exceso de materia sobre la antimateria y comenzaron a diferenciarse las interacciones con una
intensidad diferente.

En un breve instante (~ 10~°° seg) de esta primera fase el Universo sufrid un crecimiento
exponencial en el mo de expansién (Universo inflacionario) lo cual configuré el ritmo de
expansion actual (ver p.ej Linde, 1990).

Durante los primeros miles de anos la radiacion era suficientemente intensa como para
mantener ionizada la materia, permaneciendo los electrones alejados de los nucleos. Cuando la
temperatura bajé a 10* grados, a los 300.000 anos, los nucleos de H y He capturaron electrones
libres, produciéndose el desacople entre radiacién y materia. El paso siguiente fue la formacion
de las primeras galaxias. De donde surgieron las anisotropias necesarias para tal proceso en
una expansion homogénea es un tema de candente actualidad. Elementos mas ligeros como

112

el Hidrogeno, Helio y Litio se habrian formado durante el primer millon de anos después del

"Big Bang”.

E] descubrimiento por E. Hubble (1887-1953), en 1929, del desplazamiento al rojo de las
galaxias y la radiacion de fondo detectada por A. Penzias y R. Wilson en 1963 constituyen
el principal apoyo de esta teoria. A esto se puede anadir el buen acuerdo de la abundancia
predicha del He por el modelo standard del Bing-Bang con las observaciones.

Dependiendo de la masa del Universo, la expansién podria continuar para siempre o
bien retornar a otro estado singular inicial dando lugar a una serie sucesiva de Universos en
contraccion y expansion. La determinacion de una posible masa del neutrino junto con la
demostracion de la existencia de toda una serie de particulas exoticas, esta en estos momentos
en el punto de discusion sobre este tema.

Si bien considerado como uno de los ”dogmas” de la Astrofisica actual, este modelo no ha
estado exento de criticas, entre las que destacariamos las procedentes de la teoria del estado

estacionario (Bondi & Gold, 1948; Hoyle, 1948).

10 LA EVOLUCION ESTELAR

A finales del siglo pasado, las evidencias de una gran antiguedad para la Tierra y en
general para el Sistema Solar, cifrada en millones de anos, hizo plantearse el problema de la
generacion de energia en el Sol. Dado que habia que excluir cualquier combusti6n quimica
tradicional, H. Helmoltz (1821-1894) y W. Thompson (conocido como Lord Kelvin, 1824-
1907) propusieron que las estrellas obtenian su energia de su contraccion gravitacional. Sin
embargo pronto se vid que en pocos millones de anos se habrian acabado las reservas. Esto
llevo a considerar otras fuentes de energia y de paso a desarrollar una de las ramas mas
florecientes de la Astrofisica: la evolucion estelar.

Un grupo de astronomos de Harvard, bajo la direccion de A. Cannon y financiados por
H. Draper, procedio a principios de siglo a la ardua tarea de clasificar los espectros de 220.000
estrellas, en los tipos espectrales O, B, A, F, G, K, M que es en esencia una division en
temperaturas superficiales desde las mas calientes a las mas frias. Con posterioridad, en 1940,
se introdujeron por W.W. Morgan y P.C. Keenan, las clases de luminosidad que representaban
la variacion de la gravedad superficial, en una escala de I a V. Asi el Sol seria a partir de
entonces una estrella G2 V.

El] descubrimiento por R.J. Trumpler, en 1930, de la existencia de grandes concentraciones
de materia entre las estrellas (nubes interestelares) iba a repercutir de forma considerable en
el tema que nos ocupa al mismo tiempo que iba a originar una redeterminacion de la escala de
distancias en el Universo. Poco antes Jeans (1926) habia elaborado los criterios para el calculo
de la masa critica que debe poseer una nube interestelar para que comience su contraccion
de la que result’ * una estrella. Este proceso esta gobernado por el teorema del virial que
relaciona la energia térmica con la gravitacional.

Las observaciones de W. Baade, durante la segunda guerra mundial, condujeron al des-
cubrimiento de dos tipos de poblaciones estelares: las estrellas de la poblacion I eran jovenes,
relativas a la edad solar, se encontraban concentradas en los brazos espirales de la galaxia, con
un alto contenido en metales (para los astrofisicos los elementos distintos al H y He), mostra-
ban orbitas casi circulares y destacaban en placas fotograficas sensibles al azul. Por otra parte,
las de poblacion II eran viejas, concentradas en el nucleo y halo galactico, compuestas casi

113

exclusivamente por H y He, con orbitas fuertementes excéntricas y se destacaban en placas
sensibles al rojo.

El] conocimiento del origen de los elementos quimicos en el Universo y su distribucién iba
a resultar fundamental para entender las poblaciones estelares obseervadas.

R. Atkinson y F. Houtemans sugerieron en 1929 que los elementos quimicos mas pesados
que el helio se habian formado durante diferentes fases de la evolucion de las estrellas, mediante
reacciones nucleares en su interior. Esta idea fue desarrollada por Bethe (1939), Gamow (1939),
Alpher, Bethe & Gamow (1948) y culminada en el famoso trabajo de Margaret y Geoffrey
Burbidge, Fred Hoyle y William Fowler en 1957.

La Fig. 1 muestra un esquema del llamado diagrama Hertzsprung-Russell que relaciona
el brillo de una estrella (su magnitud) con su temperatura. La concentracién de estrellas
en una determinada banda, llamada secuencia principal, tiene su explicacién en el hecho
de que corresponde a la fase de evolucion de mayor estabilidad y duracioén, durante la cual
la energia se produce en su interior mediante la transformacion de hidrdégeno en helio. El
tiempo de permanencia en esta banda va a depender de la masa estelar de forma que las
estrellas mas masivas (estrellas azules) consumiran mas rapidamente su hidrégeno que las
mas pequenas (estrellas rojas) y abandonaran antes la etapa de la secuencia principal. Esta
es la fase en que podemos esperar que la vida se origine y evolucione en un planeta situado
en las inmediaciones. Para las estrellas mas calientes el tiempo parece ser demasiado corto
para tal empresa mientras que para las mas frias la zona de habitabilidad (ver subseccion
13.1) serfa demasiado estrecha. Cuando ha transcurrido un 10% de ese tiempo (6 x 10°
anos para el Sol) la estrella empieza a contraerse gravitacionalmente para cubrir el déficit
energético ocasionando que la temperatura aumente en su interior hasta alcanzar niveles que
van a permitir la ”quema” del Helio y su transformacion en carbono (el elemento clave para
la vida). Esto va acompanado por una gran liberacion de energia dando lugar a la expansion
de las capas exteriores hacia el medio circundante. La estrella se ha transformado en una
gigante roja. Para la mayor parte de las estrellas (todas aquellas con masas menores que
3 veces la solar) la historia de la evolucién quimica habra terminado aqui. La estrella se
ira enfriando hasta quedar transformada en una enana blanca mientras que gran parte del
carbono permanecera en su interior, sin ninguna consecuencia para la evolucion quimica del
Universo. Sin embargo, como veremos en la proxima seccion, en su envoltura contaminada por
los residuos nucleares tendran lugar reacciones interesantes para la produccion de moléculas
organicas.

En estrellas mas masivas nuevos procesos basicos van a seguir jugando un papel decisivo
para la vida. La estrella continua sufriendo sucesivos procesos de contraccion y reacciones
termonucleares que van produciendo los distintos elementos quimicos mas pesados que el
carbono (N, O, Mg, S, P, Si). Sin embargo al llegar al Fe este sufre un proceso contrario
a los anteriores, absorbiendo energia en vez de producirla. Se produce una onda de choque
que durante su travesia a lo largo de las distintas capas de la estrella da lugar al resto de los
elementos quimicos basta el uranio y a continuacion se produce una violenta explosion: una
supernova. Todos ius elementos quimicos formados en el interior son dispersados en el medio
interestelar contribuyendo al enriquecimiento en elementos pesados de las nubes del medio
interestelar. De la contraccién de tales nubes naceran nuevas estrellas con un contenido cada
vez mayor de elementos pesados. El] esquema del ciclo se representa en la Fig. 2. Este proceso
de evolucién quimica es altamente dependiente del tiempo ya que en cada formacion estelar
parte del gas se va a perder, quedando inactivo en los nucleos estelares degenerados, sean
estos enanas blancas (para las menos masivas), o bien estrellas de neutrones 6 agujeros negros
para las mas masivas. La primera evidencia de la existencia de estrellas de neutrones fue a

114

MAGNITUD ABSOLUTA

TIPO ESPECTRAL
BO B5 AO A5 FO F5 GO G5 KO K5 MO

-5 SUPERGIGANTES

GIGANTES

Q
Q
4
%
%
¢
%
%,
Q
Q
G
Q
Q

D>
Gy,
<Or
My,

My
SECUENCIA PRINCIPAL ~“<Q>
R>
SUBENANAS

1]

13 ENANAS BLANCAS

15

15500 6500 ~. $130
28000 9900 7400 6030 4900 3480
TEMPERATURA EFECTIVA (°K)

Fig. 1 DIAGRAMA HERTZSPRUNG-RUSSELL

115

"BIG BANG"
FORMACION
H, He

MOLECULAS
INTERESTELARES

ESTRELLAS
POCO MASIVAS

GIGANTES
ROJAS

GIGANTES FORMACION MOLECULAS GIGANTES
ROJAS ren is eee Fe CIRCUMESTE- ROJAS
LARES
FORMACION NEBULOSAS

AGUJEROS ESTRELLAS DE ENANAS
NEGROS NEUTRONES BLANCAS

Fig: 2 ESQUEMA DE EVOLUCION QUIMICA

116

través del descubrimiento de los pulsares (Hewish et al. 1967), fuentes de radio de periodo
muy corto. Justa esta periodicidad hizo sospechar al principio que se trataba de mensajes de
civilizaciones extraterrrestres, "hombrecillos verdes” como fueron |lamados por la prensa.

Como consecuencia de este proceso evolutivo observamos en galaxias viejas un gran predo-
minio de estrellas rojas mientras que en las mas jovenes (y distantes) existen grandes procesos
de formacion estelar y un gran predominio de estrellas azules. Son las diferentes poblaciones
de Baade. Es de esperar que la vida tenga sus condiciones mas adecuadas de desarrollo en
una fase intermedia de la vida de la galaxia.

Las determinaciones de abundancias concuerdan bien con lo esperado de los procesos
citados de nucleosintesis. La abundancia de elementos pesados en el medio interestelar y en
las estrellas aumenta con el tiempo en un lugar dado (p. ej. cercanias del Sol) y con el grado de
conversion de gas interestelar en estrellas en diferentes sitios para un tiempo dado (el actual).
Se han establecido diferencias en contenido en elementos pesados entre tomponentes de la
misma poblacion estelar; p.ej cerca del nucleo galactico su contenido es mayor que en el halo.

11 LA DIFUSION COSMICA DE LA MATERIA ORGANICA

De cara a estudiar si los compuestos basicos para la vida estan dispersos por todo el
Universo, debemos dar un nuevo paso en el estudio de la evolucion quimica. La vida organica
esta fundamentada en asociaciones de atomos en los que el carbono es el elemento decisivo. La
fuente de estas moléculas debe ser suficientemente fria para evitar procesos de fotodisociacion y
por otra, ser suficientemente densa para permitir colisiones frecuentes entre los constituyentes
atomicos. Las envolturas de las gigantes rojas parecen ser un escenario adecuado y de hecho
se han observado en ellas moléculas de CO, HCN, CH4, CN, NH3 y diversos cianopolinos del
grupo HC2,4;.N. Por medio de procesos de acrecion, estas moléculas se concentran formando
granos compuestos en unos casos de silicatos y en otros de grafito. No por casualidad los
elementos mas representativos del mundo inorganico (Si) y organico (C), respectivamente,
hacen su aparicion desde el primer momento de la fase molecular. En estas estrellas se observan
grandes vientos que pueden transportar el material hacia fuera, desembocando en la fase de
nebulosa planetaria en que toda la atmosfera es inyectada en el medio interestelar.

Observando en la region de las microondas Weinreb y colaboradores informaron, en 1963,
del descubrimiento de la primera molécula interestelar, el OH, pero fue la deteccién de NH3
por Cheung et al. (1968) lo que levanté la veda. Desde entonces se han descubierto mas
de 700, incluidas todas aquellas basicas para la vida como son los formaldeidos, agua, CNH,
etc. Recientemente L. Snyder ha encontrado glicina, uno de los aminoacidos mas sencillos.
Actualmente se piensa que un 30% de tales substancias proceden de las estrellas mientras que
el resto se ha originado dentro de la nube. J. M. Greenberg ha disenado diversos experimentos
de laboratorio que explican la formacion de granos de polvo en las nubes interestelares y su
proteccion de la accion disociadora de la radiacion ultravioleta.

Ahora bien la fase de contraccion de la nube molecular para dar lugar a una estrella, y
eventualmente a planetas en su derredor, llevara consigo un aumento de Ja temperatura y por
tanto la destruccion de las moléculas. Los pequenos pobladores del sistema solar, tales como
cometas, meteoritos y asteroides pueden ser el almacén adecuado para tan precioso material
organico.

El] 16 de Noviembre de 1492, cay6 en Ensisheim (Alemania), el primer meteorito del que
se tienen muestras. A partir de entonces se han recogido miles de ellos lo cual ha permitido

117

clasificarlos en dos grandes tipos: los rocosos, con una contextura similar a las rocas terrestres
con predominio de silicatos y los férricos con materiales similares al nucleo terrestre. Dentro de
los primeros destacan las condritas que se caracterizan por la presencia de pequenios cuerpos
esféricos. Un subgrupo de ellas la forman las |lamadas carbonaceas en donde las inclusiones
citadas estan constituidas por trozos duros de mineral sobre un fondo terroso. Uno de estos
objetos cayo el 8 de febrero de 1969 en Allende (Mexico) siendo analizado rapidamente por
los laboratorios preparados para el estudio de las muestras lunares del proyecto Apolo. Poco
después, el 28 de Septiembre, otro objeto similar fue recogido en Murchison (Australia) y
a estos siguieron otros muchos rescatados de los hielos de la Antartida. La composicién
quimica de las inclusiones revelaba una parte insoluble compuesta por algo similar al carbén
de piedra terrestre y otra soluble donde se encontraron gran cantidad de compuestos organicos,
incluidos aminoacidos (Kvenvolvenden et al. 1970). Mientras que estos compuestos presentes
en los seres vivos muestran una actividad optica del tipo levogiro, los encontrados en los
meteoritos mostraban ambos: dextrogiro y levogiro. Esto excluye por un lado cualquier
tipo de contaminacion en las muestras tomadas mientras que nos hace preguntarnos que
proceso dio lugar a esta diferenciacion de los aminoacidos terrestres (ver p.ej. Mason, 1984).
Recientemente Ott (1993) ha demostrado la presencia de granos interestelares, formados en
las envolturas de las gigantes rojas, en estos meteoritos.

Los cometas van a constituirse en los principales protagonistas del tema. Estos cuerpos
se piensa que tienen su lugar de formacion en la llamada nube de Oort situada en las afueras
del sistema solar y en donde se acumularian del orden de 10!” cometas. Recientemente se ha
propuesto la existencia de una zona mas cercana a Pluton llamada de Kuiper que contendria
un menor numero de cometas pero seria mas importante a efectos de influencias dentro del
Sistema Solar. F. Whipple (1950) con su famoso modelo del ” dirty snowball” fue el primero en
sugerir que los cometas estaban compuestos de agua (en forma de hielo) junto con numerosos
compuestos organicos. Esto se ha confirmado claramente con las observaciones detalladas del
cometa Halley, demostrandose ademas que su composicion quimica no ha sufrido cambios desde
la nube interestelar progenitora del sistema solar. Delsemme (1991) estima esta composici6n
en 43% de agua, 26% de productos orgdnicos y 31% de material inorganico. La no deteccién
de aminoacidos en el Halley quizas se debe a la ausencia de agua liquida (Oro et al. 1995).

En los ultimos anos se ha ido imponiendo la idea de que los planetas gigantes habrian
desviado numerosos cometas al interior del sistema solar provocando un intenso bombardeo
durante la primera fase de evolucion de nuestro planeta. Todo parece indicar que la primera
atmosfera de la Tierra fue originada por los cometas (ver Delsemme, 1995) probablemente
con una contribucién adicional del volcanismo, si bien ambos mecanismos pudieron estar
relacionados. Delsemme (1995) estima en unos 2.27 x10*° kgs la masa depositada por los
cometas en un periodo entre 4.500 y 3.800 millones de anos. Dada la citada composicion
quimica del Halley tendriamos 15 veces mas agua que la presente en los océanos actuales y
2.000 veces mas gases que los contenidos en la atmosfera de nuestros dias. Si bien diferiendo en
pequenos factores en la estima de la masa aportada diversos autores (p.ej. Chyba, 1987; Sagan
& Chyba, 1992) coinciden en lo fundamental: la Tierra recibid de los cometas su atmésfera
primitiva y la materia orgdnica bdsica para la vida. Ya en 1961 J. Oro habia propuesto que los
cometas habfan jugado un papel esencial en el origen de la vida en la Tierra. El agua liquida
de los océanos iba a facilitar claramente la complejidad de las reacciones. Un problema que
se ha planteado es el efecto disociador sobre las moléculas bidticas de la energia disipada en
los impactos sobre la Tierra primitiva, si bien se considera que tan pronto quedo-consolidada
la atmosfera estos impactos fueron mas suaves, afectando en todo caso solo a los cuerpos mas
grandes.

Parece existir una relacién clara entre los cometas, las condritas carbonaceas, ciertos

118

tipos de asteroides y pequenos granos de polvo (particulas de Brownlee) que se recogen en la
estratosfera terrestre.

Una propuesta, quizas demasiado audaz, ha sido realizada en los ultimos anos por F.
Hoyle y colaboradores. Seguin esta idea, los granos de la materia interestelar, y por lo tanto
de los cometas, serian en realidad virus y bacterias que habrian sido el origen de la vida
sin necesidad de otros procesos. Tendriamos asi un tipo de panespermia directa. Aparte de
que las evidencias observacionales tienen muchos puntos débiles, tendriamos que preguntarnos
como un ser vivo pudo sobrevivir hasta la llegada a nuestro planeta. En este sentido W.M.
Irvine propuso que la desintegracién de elementos radioactivos como el *°Al, pudo haber
proporcionado el calor necesario para que el agua permaneciese liquida en el interior de los
cometas. La influencia del vacio ha sido investigada en el Spacelab I con muestras de B.
Subtilis y E. Coli senalandose un aumento en la mortandad de un 50%, creciendo igualmente
las frecuencias de procesos de mutacion en un factor diez (ver Horneck, 1981).

La igualdad de leyes fisicas en cualquier parte del Universo junto con la difusion universal
de los compuestos quimicos basicos para la vida y la creciente comprensién de que nuestro
sistema planetario se habia constituido como una fase en la evolucion del Sol, hizo fundamentar
el principio de plenitud y la aceptacion general de que la vida era un fendmeno universal.
Teniamos asentadas asi las bases del llamado principio cosmoldgico: no solo es la posiciéon del
sistema solar la que no tiene privilegio alguno, sino que tampoco lo tiene ninguna otra posicion
en cualquier parte del Universo. A gran escala del Universo, aparte de irregularidades locales
como las galaxias, todas las regiones del Universo son iguales.

Sin embargo, al mismo tiempo y partiendo de los mismos hechos basicos se habian de-
sarrollado otras ideas.

12 EL PRINCIPIO ANTROPICO

Estudios cosmoldgicos basados en la teoria del ” Big Bang” y los procesos subsiguientes,
indicaban que la existencia de vida en el Universo dependia de que las constantes de la natu-
raleza se mantuvieran dentro de unos margenes estrechos. Asi por ejemplo, pequenas varia-
ciones de la carga del electron e, impedirian cualquier clase de reaccion quimica y la existencia
de estrellas estables con sistemas planetarios susceptibles de albergar vida.

G. Leibniz (1646-1716) habia sido un precursor de estas ideas. Como senalaba en su
teoria de las monadas: Existen un numero infinito de posibles Universos y como solo uno de
ellos puede ser real, debe haber una razon suficiente para la eleccién de Dios, que le condujo a
decidirse por uno mds que por otro y esta razon puede encontrarse solamente en la adecuacion
o grado de perfeccion que estos mundos poseen.

En las ideas de Teillard de Chardin (1876-1951) y en su evolucion del Universo hacia
un Punto Omega de perfeccion, se senala ya una discusién de base entre un origen de la vida
predeterminado y uno apoyado en el azar como principal agente de los procesos quimicos que
dieron lugar a la vida en la Tierra. En su modelo la inteligencia predominara sobre la muerte
térmica del Universo predicha por la segunda ley de la termodinamica.

Paul Dirac senalé en 1937 la coincidencia entre una serie de grandes numeros que se
formaban con constantes fisicas fundamentales. Estas eran:

a) relacion entre las fuerzas electricas y gravitacionales que se ejercen entre un proton y

119

un electron

zy (chr (1)

siendo e y m, la carga y la masa del electron respectivamente, r el radio atémico, G la
constante de gravitacion y m, la masa del proton.

b) el radio del Universo expresado en unidades atémicas, o dicho de otra forma, el tiempo
que tarda la luz en recorrer el Universo, es decir, su edad si estamos en un Universo en
expansion, dividido por el tiempo que tarda en recorrer un nucleo atémico

tiempo actual _10'°(anos) 10'° (afios) =
N, = ————— = ————_ = ___ 10 (2)
C7 /mic LO-24(seg) © 3:17 «.10-*°. (aties)
c) a estas cantidades se anadio una que depende de la edad del Universo: el numero de
particulas materiales en el Universo, también conocido como numero de Edddington

Masa total del Universo 47 ,(ct)?
Masa atomo de hidrogeno 3™Mp

(3)

siendo p, la densidad media del Universo, c la velocidad de la luz y (ct) el radio del
Universo que ira variando con el tiempo t. N3 sera ~ 10?**° para t ~ 10!° anos, el orden de
magnitud de la edad actual del Universo.

Es esto simplemente una casualidad?. Como la edad del Universo es logicamente una
variable, Dirac propuso que G variaria también con el tiempo de cara a conservar la igualdad
entre los ordenes de magnitud de N,, N2 y N3 para todas las edades del Universo. Sin embargo
diversas evidencias favorecen claramente una constancia de G con el tiempo. De cara a resolver
este problema entra en juego la existencia de vida. En el momento en que el Universo posea
”observadores”, ha de ser suficientemente antiguo como para haber producido los elementos
quimicos pesados que dieron lugar a la vida. Este tiempo ha de ser como minimo similar al
de la vida media de las estrellas dada por

Ratan. ~ 10’°afos (4)
he MpC

que es el tiempo necesario para establecer la igualdad de N3 con N2 y Nj. Por otro lado, si el

Universo fuera mucho mayor, y por tanto mas viejo, las estrellas necesarias para establecer las

condiciones de vida habrian tenido tiempo suficiente para completar su evolucion y agotarse.

Por tanto, solo tiene sentido aplicar aquella edad del Universo para la que existen observadores,

es decir la actual.

El ritmo de expansion resultante del proceso inflacionario que ocurrié al principio del
Universo, es otra de las caracteristicas basicas del Universo. Si este hubiera sido mas lento se
hubiera impedido la formacién de estructuras a pequena escala tales como atomos, moléculas
etc. En una expansion mas rapida no se habrian formado estructuras a gran escala como
planetas, estrellas, etc. En ambos casos la vida no habria sido posible.

El principio basado en estas ideas es llamado antrdépico y puede formularse de dos formas
diferentes:

120

a) Formulacion débil (Dicke, 1957). Hemos de tener en cuenta que nuestra posicién en
el mundo es necesariamente previligiada de cara a ser compatible con nuestra eristencia como
observadores, es decir, el Universo debe ser consistente con la existencia de vida inteligente.

En un Universo en expansion esto va ligado a un Universo grande. Es decir el Universo
que contemplamos es asi de grande ya que esto esta ligado a la edad que habria que tener
para que la vida se originase en su seno.

La existencia de seres vivos es posible tan solo en un pequeno intervalo de variacion de
las constantes de la Fisica. Lo mismo se puede decir de las relaciones de intensidad entre
las cuatro interacciones fundamentales. Todo esto quedé fijado en los primeros instantes del
Universo. En frase de T. Gold: las cosas son como son, debido a que fueron como fueron.

b) Formulacion fuerte (Carter, 1974): El Universo, y por tanto las constantes fisicas de
las que depende, debe ser tal que permita la eristencia de observadores en su seno en alguna
fase de su evolucion. Se basa en una explicacion de la mecanica cuantica, desarrollada por
Everett (1957). A partir de estas ideas Carter desarrolla el principio de la realidad segun el
cual solo se considera como real aquel Universo que sea compatible con la vida. Mas tarde
Wheeler (1977) introdujo el principio de participacion: E] observador es tan esencial para la
creacion del Universo, como el Universo es para la creacién de un observador.

Podriamos tener una especie de seleccion natural darwiniana a escala universal. Solo el
Universo compatible con la existencia de vida podria ser real. En cierta forma volveriamos al
pensamiento de Pitagoras: El Hombre es la medida de todas las cosas.

Una variante de un origen unico esta empezando a surgir a partir de las teorias del
Universo inflacionario (Barrow, 1993; Linde, 1995). Segun estas cada region del Universo
podria haber surgido de una singularidad en el pasado y acabar quizas en otra en el futuro.
Sin embargo en otras regiones se podran crear otras burbujas de inflacion creando otros mini-—
Universos en donde las leyes de la Fisica y los ritmos de expansion no tendrian que ser iguales
que las existentes en nuestra region.

Al plantearnos la causa del origen del Universo nos encontramos con un problema similar
al del origen de la vida con dos posibilidades: a) consecuencia del puro azar (una fluctuacion
del vacio?) o bien b) un origen controlado por un cierto determinismo.

Carr & Rees (1979) fueron los primeros en exponer diversas criticas al modelo antropico.
Por un lado pueden existir formas de vida diferentes a la nuestra, no explica el valor exacto
de las constantes, tan solo su orden de magnitud y , especialmente en su formulacion fuerte,
no es en absoluto verificable.

Los trabajos de Brewer (1983), Barrow & Tippler (1987) y Bertola & Curi (1993), de-
scriben en amplitud los diferentes aspectos de este principio. En esta ultima obra se incluyen
diversos articulos con criticas al principio que nos ocupa.

13) PRIVILEGIOS DEL PLANETA TIERRA

Siguiendo la linea de pensamiento del principio antropico podemos preguntarnos hasta
que punto han confluido en nuestro planeta una serie de casualidades que llevaron a que
pudiera fructificar una materia organica la cual esta diseminada por todo el Universo. En
gran parte la existencia de estos privilegios iria en contra del principio de plenitud y apoyaria
aunque solo parcialmente, al principio antropico.

121

13.1 Zonas de habitabilidad

E] desarrollo de la vida en la Tierra ha necesitado una gran estabilidad en las temperaturas
impidiendo tanto caer en una glaciacién total que impida la existencia de agua liquida como
en un efecto invernadero del tipo que existe en la atmodsfera de Venus. Diversos calculos
(Dole, 1968; Hart, 1979) demuestran que esto solo es posible en un intervalo muy estrecho de
distancias a la estrella (de -5 % a + 1% de la distancia media actual de la Tierra al Sol, para
estrellas similares al Sol), siendo mas estrechos e incluso desapareciendo para estrellas mas
frias. Si bien para las estrellas mas calientes las condiciones son mas favorables, su reducido
tiempo de estancia en la secuencia principal hace improbable el desarrollo de vida en sus
alrededores.

13.2 Masa planetaria

Si bien Marte recibid mayores aportes cometarios, debido a su proximidad al cinturén
de asteroides, parece que su relativamente pequena masa (1/10 de la terrestre) ocasiono la
pérdida de agua de la superficie marciana al no poder retener los componentes volatiles debido
a su menor campo gravitacional (ver Carr, 1986).

El movimiento de las masas continentales en la Tierra ha jugado un claro papel en la
estabilidad del clima y el desarrollo de la vida. Parece que Marte debido a su menor tamano no
fue capaz de mantener una actividad geotérmica para producir tales movimientos, siguiendo
as! una evolucion mas similar a la Luna.

Tenemos asi un primer requerimiento fuerte sobre la masa del planeta, que se suma al
de la distancia a la estrella.

13.3 Extinciones catastroficas

Desde su descubrimiento en 1770 los reptiles gigantes despertaron gran curiosidad, en
especial debido a su repentina desaparicion hace 65 millones de anos (Ma), a finales del
periodo Cretacico. Junto a ellos desaparecieron el plancton marino, diversos moluscos y todos
los animales terrestres con un peso mayor que 25 kilos, significando en conjunto un 75% de
las especies existentes. Esta catastrofe produjo un rapido avance de los mamiferos, dejando el
camino libre para la aparicion del Homo Sapiens.

Ya en 1956 De Laubenfels habia senalado que la extincion se habia producido por un
cambio brusco de temperatura. En 1980 L. Alvarez y sus colaboradores demostraron la exis-
tencia de altos contenidos de Iridio y Osmio en sedimentos de la transicién Cretacico-terciario
situados en Gubbio (Italia). Estas medidas se fueron extendiendo a otras zonas del planeta,
poniéndose de manifiesto que si bien las concentraciones variaban de un lugar a otro, se trataba
de un fendmeno a escala planetaria. Despues de descartar diversas hipotesis (supernova, paso
nube interestelar, etc) qued6 la del impacto con un meteorito de unos 10 kms de diametro
como la mas plausible (Alvarez et al. 1984). Segun esta hipotesis una gran cantidad de polvo
fue inyectada en la estratosfera a consecuencia de la colision permaneciendo alli varios anos
durante los cuales se bloqueé el paso a la luz visible, provocando la interrupcion del proceso
de la fotosintesis, basico en la cadena alimentaria de los dinosaurios.

FE] descubrimiento de dos aminoacidos en dichos sedimentos (Zhao & Bada, 1989) parece
senalar a un cometa (o bien a una condrita carbénacea) como el objeto protagonista del im-

122

pacto. Los aminoacidos son la isovalina y el acido a-aminoisobutirico, que no son comunes
en la actividad bidlogica terrestre pero si estan presentes en los citados meteoritos. El hecho
que tales compuestos organicos estén presentes en los bordes del sedimento ha hecho proponer
a Zahnle & Grinspoon (1990) que estos fueron depositados en la atmosfera terrestre inde-
pendientemente del impacto, con lo que de paso se evitan los procesos de disociacién de las
moléculas por la energia liberada en la colision. Como senalamos anteriormente se detectan
en la actualidad en nuestra atmosfera pequenas particulas de polvo con un origen cometario
y meteoritico. Al barrer la Tierra dicho polvo, los aminoacidos se habrian depositado en la
superficie terrestre antes o después de la colisidn del cuerpo del que procedian. Este mecan-
ismo pudo haber significado una contribucion adicional importante de material organico para
el origen de la vida en la Tierra (Anders, 1989).

Raup & Sepkoski (1984) y Rampino & Stothers (1984) propusieron la existencia de
periodicidades de 26 y 30+1 Ma, respectivamente, en los grandes procesos de extincion de
especies biologicas. Asi hace 34 Ma, entre el Eoceno y el Oligoceno, se senalan grandes
extinciones entre los mamiferos volviéndose a detectar anomalias en la abundancia de iridio
en tales estratos. Asimismo el transito del Pérmico al Triasico, hace 225 Ma, vino marcado por
la desaparicion del 90 % de las especies de aguas superficiales. La biisqueda del mecanismo
capaz de producir tales periodicidades fue el siguiente interrogante a resolver. Las explicaciones
que surgieron tenian en comun la perturbacion periddica de la nube de Oort y la subsiguiente
eyeccion de pequenos cuerpos al interior del sistema solar. De entre ellas la unica que ha
subsistido es la de la oscilacion del Sol alrededor del plano galactico con un semiperiodo de 32
millones de anos (Schwartz & James, 1984) el cual ha sido reducido a la mitad por Das & Rana
(1993). Trabajos sobre impactos en la Tierra a partir de dataciones de crateres dan periodos
entre 28 y 32 millones (Alvarez y Muller, 1984; Stothers, 1985). Si bien el mecanismo es
plausible existen todavia muchas diferencias en las frecuencias implicadas en la periodicidaa.

E] reciente impacto del cometa Shoemaker—Levy contra Jupiter nos ha recordado que tales
colisiones siguen teniendo lugar en la actualidad. Ademas de los cometas los |lamados objetos
Apolo-Amor cruzan la orbita terrestre. Recientemente Asher et al. (1993) han determinado
que a escalas temporales relevantes para la Humanidad, dichos procesos estan gobernados por
periodicidades entre 10? y 10* anos, mas que por procesos al azar. Chapman & Morrison
(1994) han estimado en 10.000 a 1 la probabilidad de un impacto de un cuerpo grande (~ 2
km de diametro) con la Tierra durante el proximo siglo.

13.4 Las pantallas de proteccién

Ademas del problema de estabilidad de temperatura, la vida necesitaba protegerse para su
desarrollo de dos peligros: Las particulas de alta energia y la radiacion ultravioleta procedentes
del Sol. Para el primer caso tenemos la existencia de un campo magnético cuya intensidad
depende de la rotacion terrestre y de la amplitud de los movimientos convectivos en el fluido
altamente conductor de la electricidad que existe en el nucleo terrestre. En 1953 S.K. Runcorn
descubrio que la alineacién de los granos de oxido de hierro en lavas volcanicas (cuyas edades se
pueden datar por otros métodos) indicaban la direccion del campo magético local en la €poca
de cristalizacion. Estos registros indican que el campo magnético terrestre existia ya al menos
hace 3500 millones de anos (Hale & Dunlop, 1984) presentando una acusada variabilidad (p.ej.
Lowrie & Kent, 1983). Durante los periodos de inversién de la polaridad el campo desaparece
y la Tierra queda sin proteccion.

Jupiter y Saturno, especialmente el primero, poseen los campos magnéticos mas intensos
del sistema planetario, debido a su rapida rotacién junto con una zona convectiva compuesta

123

por hidrégeno metalico liquido. De los planetas interiores el nuestro viene a ser afortunado
al respecto: nuestros 0.31 Gauss pueden comparse con el practicamente inexistente de Venus
(Periodo de rotacién ~ 244 dias) o los 0.0006 Gauss de Marte. Dado que Marte tiene un
periodo de rotacion similar al nuestro parece que de nuevo la masa planetaria, condicionando
la estructura del interior, es la responsable de nuestra favorable situacién. Las variaciones de
rotacion entre los planetas pueden tener su origen en diferentes impactos sufridos durante las
primeras fases de evolucion del sistema solar.

Una segunda pantalla es la formada por la capa de ozono O3 que nos defiende de la
accion de la radiacion ultravioleta, especialmente de la de 280 nm, peligrosa por su poder
disociador sobre las proteinas. En las huellas que los primitivos seres, como bacterias y algas
verde- azuladas, han dejado en las rocas mas antiguas llamadas estromatolitos, se comprueba
que desarrollaban su actividad sin relacion con el oxigeno. En ecosistemas cerrados como la
bahia de Shark en Australia se han encontrado tales seres que producen materia organica,
p.ej. glucosa, a partir de productos inorganicos, CO y energia solar. Progresivamente el
mecanismo fue derivando hacia la fotosintesis actual

12 H,O == 6 COr ae Energia solar => Cg Hi20¢6 + 6 Oz + 6 H,O (5)

De todas formas el ritmo de produccion era bastante pequeno. Va a ser de nuevo la radiacién
ultravioleta mas energética la que va a actuar dando lugar a la liberacion de oxigeno atémico.
Su posterior combinacion con el molecular origino la aparicion del ozono que iba a constituir
una capa similar a la actual cuando la concentracion de oxigeno llego a ser un 10% del actual
(ver Canuto et al. 1982). Podemos datar tal acontecimiento hace 2000 millones de anos.
Ademas de los citados procesos la existencia de una molécula como la clorofila jug6 un papel
decisivo en la transicion a un modo de vida aerobio y la aparicion de los organismos eucariotas.

Quizas no por casualidad dicha transicidn a nuevas formas de vida coincidio con un
cambio en la actividad magnética del Sol, pasando de fuertes flujos de radiacion (p.ej en el
ultravioleta) con variaciones irregulares, a valores menores y con variaciones regulares como
caracterizan la actividad solar en nuestros dias (ver Baliunas et al. 1995).

Volviendo al tema de la estabilidad de temperaturas, si la transicidn de CO2 a O2 no
se hubiera producido en esos momentos lo mas probable es que hoy en dia la Tierra seria un
mundo sin vida como Venus, un planeta atrapado en un efecto invernadero sin retorno. La
razon se encuentra en que los estudios de evolucién estelar nos dicen que el Sol era un 30%
menos luminoso hace 4.000 Ma que en la actualidad. Este déficit fue cubierto por el aumento
de temperatura ocasionado por el efecto invernadero del CO2 (ver Kasting & Grinspoon, 1991)
disminuyendo el contenido de tal gas cuando su accion ya no era necesaria.

Este delicado balance entre la vida, los componentes de la atmosfera y de la corteza
terrestre (litosfera, hidrosfera y criosfera) ha conducido al mantenimiento de la temperatura
terrestre en un intervalo adecuado para la vida logrando que esta se haya recuperado siempre
de las diferentes crisis. Partiendo de este hecho J. Lovelock ha propuesto que es la propia
vida terrestre la que regula la composicion de la atmosfera. El sistema de todos los seres vivos
actuaria como una unidad que ha recibido el nombre de Gaia.

13:5. La Luna

Habiamos mencionado la necesidad de una concentracion de las substancias organicas en
las riberas de los océanos ricas en arcilla. Un claro mecanismo que lo posibilita lo constituyen
las mareas. En la época del origen de la vida, la Luna se encontraba mucho mas cerca

124

de la Tierra y por tanto estas eran mucho mas intensas. Al mismo tiempo el periodo de
rotacion terrestre era mas corto, con lo que tendriamos un campo magnético mas intenso
y un apantallamiento mayor de las particulas solares de alta energia que al igual que la
radiacion ultravioleta eran especialmente intensas. Por otro lado la existencia de la Luna
ha traido como consecuencia una gran estabilidad en los parametros orbitales de la Tierra
(excentricidad, inclinacion del eje de rotacion, etc) lo cual ha permitido que las temperaturas
se hayan mantenido dentro de los limites exigidos por el desarrollo de la vida.

Ahora bien la existencia de la Luna es sin duda un especial privilegio lo cual se confirma
mirando nuestros alrededores. La relacion masa satélite/masa planeta es la mayor de todo
el sistema solar (todavia mas acusada para los planetas interiores). Podemos preguntarnos
por el origen de dicha anomalia. Despues de diversas teorias que han ido surgiendo en la
actualidad parece imponerse la idea de Cameron y Ward (1976) (ver también Cameron, 1988)
segun la cual la Luna se formo como consecuencia del impacto de un gran objeto, con un
tamano similar a Marte, contra la Tierra. De existir una atmosfera primordial en la Tierra
esta hubiera desaparecido en tal colision.

En resumen la formacion de un gran satélite alrededor de un planeta rocoso, con una
masa critica para retener una atmosfera y situado a la distancia adecuada a la estrella para
la necesaria estabilidad de temperaturas, parece un signo de excepcionalidad para la Tierra.

14 TAREAS FUTURAS

Hemos visto que el origen de la vida en la Tierra, e incluso su desarrollo, estuvo dominado
por una serie de acontecimientos catastrdficos, con respecto a los que no es facil predecir su
frecuencia de aparicion en otros sistemas planetarios. En cualquier caso de cara a poder
trabajar con datos en los proximos anos se debe de intensificar el trabajo especialmente en los
siguientes campos nuevos: deteccion de otros planetas y busqueda de vida.

Un dato importante es conocer la fraccion de estrellas que tienen planetas. Durante su
proceso de formacion tenemos ”a-priori” tres posibilidades: a) formacion de un sistema estelar
doble o multiple. Parece ser que son el 54 % del total para estrellas similares al Sol, b) una
estrella central rodeada de un disco de polvo (tal como se ha detectado claramente en el caso
de 8 Pictoris), a partir del cual se podran o no formar planetas (Lagage & Pantin, 1994) y
c) un sistema similar al nuestro. El parametro que parece regular las diferentes opciones es el
momento angular inicial de la nube interestelar.

Diversos métodos se han utilizado para la deteccion de planetas, tales como variaciones
de los movimientos propios estelares, de sus velocidades radiales o mediante imagenes directas.
Para sorpresa general la primera evidencia clara de planetas se ha producido alrededor de un
pulsar, un resto de la explosion de una supernova (ver Phillips et al. 1992). O bien los planetas
han sobrevido de alguna forma a tal cataclismo o bien se han formado como consecuencia de
él. En cualquier caso no parece ser un lugar muy adecuado para la vida.

Un segundo aspecto es la busqueda, y sucesivo contacto, de civilizaciones extraterrestres.
Desde el trabajo pionero de Cocconi & Morrison (1959) tales intentos utilizan como canal las
ondas de radio.

En una reunion informal en 1961, F. Drake formulo una ecuacion que expresaba el numero
de civilizaciones existentes en nuestra Galaxia

N=Rf neff feb (6)

125

siendo R = ritmo de formacion estelar
f,= probabilidad de que una estrella tenga planetas
n-= numero de planetas por estrella con entornos favorables para la vida
fi= probablidad de que se desarrolle la vida
fi= probabilidad de que se desarrolle vida inteligente
f-= probabilidad de que se intente una comunicacion
[= tiempo de vida de una civilizacion tecnoldgica

Las estimas son para todos los gustos. Desde los mas pesimistas que situan claramente
N=1 a los claramente optimistas con valores de 10°-10°. Entre los primeros se encuentran
los que defienden la idea que si los extraterrestres existieran ya nos habrian visitado (Tip-
pler, 1981) dado que la emigracion interestelar seria inevitable en la evolucion de una civi-
lizacion tecnologica. Entre los ultimos se encuentran los participantes en todos los intentos
de busqueda. En los ultimos anos se han concretado en experimentos a largo plazo. Entre
ellos destacariamos el proyecto META que busca senales en 8 millones de canales de banda
muy estrecha. Este proyecto esta financiado por donaciones a la Planetary Society y por el
conocido cineasta Steven Spielberg. Primeros resultados (Horowitz & Sagan, 1993) senalan
la existencia de 55 fuentes sospechosas. Mucho trabajo queda por realizar antes de que se
verifique el caracter artificial de tales senales. Ademas de estos métodos Sagan et al. (1993) y
Leger et al. (1993) han propuesto nuevas ideas para la deteccion de vida a distancia, utilizando
técnicas de espectroscopia en el visible e infrarrojo.

El estudio de procesos bioldgicos en circunstancias diferentes a la terrestre podria ser
decisivo para nuestro conocimiento del tema. El satelite Titan de Saturno posee una atmosfera
que se asemeja bastante a la que utilizo S$. Miller para su famoso experimento. A falta de
evidencias sobre la existencia de agua liquida en alguna zona de su superficie, podemos pensar
en la existencia de reacciones quimicas que hubieran dado lugar a una fuerte concentracion
de substancias bidticas y quizas a la aparicion de algun tipo de vida (Sagan et al. 1992).
Antes de fin de siglo la sonda CASSINI penetrara en su atmosfera proporcionando datos de
primera mano sobre los procesos quimicos que tienen lugar. Otros lugares atractivos para
la investigacion serian cuerpos con superficies cubiertas de hielo como el satélite Europa de
Jupiter y los recientemente descubiertos casquetes de hielo en Mercurio (Harmon et al. 1994).

AGRADECIMIENTOS

El autor agradece al Dr. J.A. Bonet sus comentarios y sugerencias sobre este trabajo.

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131

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Rev.Acad.Canar.Cienc., VI (Nims. 2,3 y 4), 133-156 (1994)

CANARIAN ASTRONOMY BEFORE THE CONQUEST:

THE PRE-HISPANIC CALENDAR

LA ASTRONOMIA EN CANARIAS ANTES DE LA

CONQUISTA: EL CALENDARIO PREHISPANICO

J. A. Belmonte!, C. Esteban!, A. Aparicio', A. Tejera Gaspar? and O. Gonzalez*®

(1) Instituto de Astrofisica de Canarias, Via Lactea S.N. 38200 La Laguna, Tenerife,
Spain.
(2) Departamento de Prehistoria, Antropologva e Historia Antigua, Universidad de

La Laguna, Campus de Guajara, Tenerife, Spain.

(3) Museo de la Ciencia y del Cosmos, Cabildo de Tenerife, Avenida de los Menceyes
S.N., La Laguna, Tenerife, Sparn.

Sumario: En este articulo se persigue un primer acercamiento al estudio de las
practicas astronomicas de los habitantes prehispanicos de las Islas Canarias. Mas
especificamente, vamos a tratar de estudiar el calendario en uso en Tenerife y Gran
Canaria, islas en que la informacion existente es mas abundante. Con este objetivo
en mente, vamos a hacer uso tanto de las fuentes antropologicas como de los registros
puramente arqueoldgicos (las llamadas fuentes etno y arqueoastronomicas). En la
seccion 1 ofrecemos una introduccion, mientras que las secciones 2 y 3 se dedican
al estudio de las fuentes etnograficas y arqueoldgicas, respectivamente. Finalmente,
la seccion 4 se dedica a la discusion y a describir nuestros principales resultados y

conclusiones.

133

Abstract: In this paper, we pursued a first approach to the study of the astronomical
practices of the pre-hispanic inhabitants of the islands. Specifically, we have tried to
study the calendar which was in use at Tenerife and Gran Canaria, the islands where
the available information is most abundant. With this objective in mind, we will
make use of both the anthropological sources and the purely archaeological records
(so-called ethnoastronomical and archaeastronomical evidences). Section 1 offers an
introduction. Sections 2 and 3 are devoted to the study of these ethnographic and
purely archaeological evidences, respectively. In section 4, a discussion of all the

available information is presented, together with our conclusions.

1. INTRODUCTION.

Pre-hispanic Canarian societies do not form a homogeneous cultural con-
text, despite of the fact they appear in the same geographical area. The islanders
came very likely from the northwest of Africa and were possibly related to the 1/2622,
mauri, getuli, maxi or garamanti, ethnonyms used by Greeks and Romans when
referring to the pre-roman inhabitants of this part of the continent. These popula-
tions, linguistically related to the Afroasiatic group, probably settled in the islands
in an epoch not earlier than the Vth Century B.C. .

Their cultural diversity may be explained, amongst other possible reasons,
on the basis of a number of migrations of distinct groups throughout various epochs.
This diversity is expressesd not only by the material remains, social organization and
economic structure, but also —and most importantly— through several aspects of their
religious world. The ecological differences between the islands (almost dessertic -e.g.
Lanzarote- versus almost a paradise -e.g. Tenerife-) were also expressed by means of

adaptive processes to such diverse media.

For instance, Tenerife’s social and political system was characterized by a
division into nine tribal territories (menceyatos). Housing was mainly in caves and
small huts, and the economy was mostly based on small cattle raising and, to a lesser
extent, on agriculture. Islanders employed very simple pottery, generally lacking any

kind of ornaments or decorations..

Conversely, Gran Canaria presents the most evolved culture of the islands.
Its hierarchical social structure resembled quite closely a proto-state. This aspect
is clearly illustrated by the existence of irrigated agricultural land. Products were
stocked in communal granaries, and there were a large number of tumular tombs.
Houses consisted normaly of solid constructions or artificial caves, which were often
painted and decorated —like pottery, much more exquisite than in any other island-.

The presence of a large number of petroglyphic stations, including alphabetic, and of

134

religious images —small idols— has no comparison either. We will see here that these
differences can also be found in the archaeoastronomical context (e.g., we found them

in the different time computing systems inferred for both islands -see sect. 3-).

A slow process of cultural transformation began in the mid XIVth Century,
when the islands were re-discovered by Europe. This process was reinforced by the
settlement of European colonists in Lanzarote in 1402, and came to a halt with the
conquest of Tenerife in 1496. This date epitomizes the final stage of the Ancient
World in the Atlantic frontage of the Old World, somehow kept aside in the Canary

Islands for more than 1000 years.

2. THE ETHNOASTRONOMICAL EVIDENCE.

The ethnoastronomical sources are rather scarce and they consist, mainly, of
short references written by Europeans, or islanders that had become Europeanized,
shortly before, during and after the conquest. Amongst the most notable of these
are the ’chronicles”, written down mostly in the X VIth century, the most important
being those of Sedeno [1], Espinosa [2], Abreu [3] and Torriani [4], dating from 1505,
1590, 1592 and 1594, respectively, or the later one of Marin de Cubas [5], written in
1694 A.D.

The aboriginal magical and religious world was connected with natural phe-
nomena and the vegetative cycle, both intimately related to the calendar, as in other
ancient cultures. The presence of astral divinities and cults was a constant in the
islands. The Sun, called Magec in Tenerife [6], the Moon and perhaps other celestial
bodies were worshiped as the oldest references point out (Ibn Jaldun in 1377 A.D.
[7], Cadamosto in 1450 [8]). This evidence seems to have its material counterpart in
some archaeological records as, for example, petroglyphs stations or the pizntaderas.
On the other hand, and most important for our purpose, studying the chronicles, it
becomes obvious that the Sun and the Moon were in fact commonly used for time
computing.

In Tenerife, Espinosa [9] informs us that the guanches ...hacian entre ano,
el cual contaban ellos por lunaciones, muchas juntas generales... (...during the year,
which they measured with lunations, made a lot of general assemblies...), and that
...Cuando hacian su agosto y recogtan los panes, hactan juntas y fiestas en cada
reino... (...when they made their august and gathered their harvests, they made
councils and feasts in every kingdom...). Besides, Torriani [10] wrote that ...Con-
taban el trempo de la luna con nombres diferentes, y el mes de agosto se llamaba
Begnesmet... (...the time of the Moon was counted with different names, and the

moon of August was called Begnesmet...). At this point, it is important to note that

- 135

the sufix smet has been related to the aboriginal ordinal number smet(ti), with the
meaning of ”second”. Consequently, it has been suggested that Begnesmet might
mean “second (moon)”, however, this interpretation is far from being universally
accepted [11].

As for Gran Canaria, Sedenio, who participated in the conquest of the island,
tells us that the canarians ...contaban el ano por 12 meses, 1 el mes por lunas, i el
dia por soles, 1 la semana por 7 soles. Llamaban al ano Achano. Acababan su ano a
el fin del quarto mes: esto es, su ano comensaba por el equinoccio de la primavera,
1 al quarto mes que era cuando habtan acavado la sementera, que era por fines de
junio, hacian grandes fiestas por nuebe dias continuos, ... (...counted the year by 12
months, the month by moons, and the day by suns, and the week by 7 suns. They
called the year Achano. They finished the year at the end. of the fourth month: i.e.,
their year started at the vernal equinox, and, in the fourth month when they had
finished the sowing season, which was at the end of June, they made great festivals

for nine consecutive days...).

Marin de Cubas [12], almost two centuries later, repeats a similar speech,
but relating the new year to the summer solstice instead of to the spring equinox.
In this sense, he wrote that the canarians ...contaban su ano llamado Acano por
las lunactones de 29 soles desde el dia que aparecta nueva, empesaban por el estio,
quando el Sol entra en Cancro a 21 de junio en adelante, la primera conjunci6n, y por
9 dias continuos hazian grandes vailes y convites, y casamientos haviendo cojido sus
sementeras, hazian raztas en tablas, pared o piedras; llamaban tara, y tarja, aquella
memoria de lo que significaba... (...counted their year by lunations of 29 suns from the
day of the new moon, starting in summer, when the Sun enters Cancer from June 21st
ahead, the first conjuction, and they made great dances and feasts, and marriages,
for nine consecutive days, having gathered their harvests. They made scratches on
tables, walls or stones, calling tara and tarja, the memory of what it meant...). It
might be that the chronicler, who wrote second or even third hand, mixed information
from Gran Canaria, with some scattered references about the importance of the

summer solstice from all the islands like, for instance, Fuerteventura [13].

However, there is one aspect on which most of the ethnographic evidence do
agree, which is the time of harvest festivals. It has been suggested [14], and seems
pausible, that the differences between Gran Canaria (end of June) and Tenerife
(middle of August) might be due to the different principal crops gathered on each

island, barley on Gran Canaria, and wheat on Tenerife.

136

3. The ARCHAEOASTRONOMICAL EVIDENCES.

The archaeological records, both in Tenerife and Gran Canaria, are rather

abundant but not always easy to interpret.

Although no historical references to ceremonial precincts exist in the island
of Tenerife, several small sanctuaries have been identified on the top of several roques
(the hard stone peaks, which remain from the erosion of volcanic cones) and, on some
occasions, on the verge of very narrow high-passes between mountains, closed on each
side by extremely steep cliffs, which are often termed degolladas or bailaderos. We
have investigated several of these sites, but in this work, our discussion will be limited
to those with a highly probable archaeoastronomical significance. Amongst them, we
will concentrate on the largest and most impressive of these centres, located at the
Degollada of Yeje (Masca), in the northwest of the island, and a set of precincts, with
similar contexts, in the Valley of San Lorenzo (Arona), southwest of Tenerife. On
the other hand, on Gran Canaria, ancient chroniclers indeed agreed on the existence
of sacred precincts —often called almogaren(es)— in many settlements, and also on
the summits of the most attractive mountains in the island [15,16]. In this work,
we will deal with two of the most impressive of these sanctuaries: those at Roque
Bentayga (Tejeda) and Cuatro Puertas (Telde).

The work has comprised the study of the rising and setting of the Sun at
different epochs, in particular at solstices and equinoxes; the rising and setting of the
Moon, in particular on its major and minor standstills (lunastices); and the more
specific cases of the rising of the full-moon following the solstices. However, for com-
pleteness, other astronomical events, such as the rising and setting of certain stars
and asterisms, have also been investigated. Every possible event has been determined
considering, when necessary, the corrections for refraction, horizon depression, hori-
zon irregularity and, in the case of the Moon, parallax. The secular effects, such as
precession or ecliptic obliqueness (€) variability have also been taken into account
where appropriate. Most of the measurements were performed using high precision
compasses, correcting for the magnetic declination at each site although, in some
cases, a surveyor transit was used (see {17] for a complete description of all this phe-
nomenology). All the measurements can be considered as well-based, since some kind
of independent astronomical verification (such as the rising or setting of a celestial

object) has been generally performed.

137

3.1. The Sanctuary at the’ Degollada de Yeje (Tenerife).

This sacred settlement receives different names in the literature: Roque
Tarucho, Quesera de Masca, Pico Yeje, etc... [18]. However, the term we have chosen
here is geographically, perhaps, the most appropriate. The sanctuary consists of a
burial cave, some shepherd taros (refuges), several rock carved ritual basins, of a
variety of sizes, and various petroglyph stations, extending for nearly 300 m along
the edge of an 800 m high degollada, with more than 200 m high cliffs on both sides.
Figure 1 illustrates the northern nucleus of the sanctuary, where three basins and a
horizontal circular radial petroglyph, amongst other items, are deeply engraved on
the very hard rock-bed. The petroglyph has been interpreted as a representation of
the ancient inhabitants (guanche) god of the Sun, Mageb [19].

However, what is really striking is the extremely impressive and attractive
horizon visible from the site. The east side is dominated by the Cumbres (Heights)
of Masca, more than 1000 m high, and the presence of the highest peak in Tenerife,
the still active Teide volcano, which is first visible from precisely that spot when
walking south along the degollada, coming from the single easy access point. The
west side opens towards the sea, where the lesser islands of Gomera and La Palma
disrupt the otherwise flat horizon, providing two explendid foresights. Finally, the
north and south views are occupied by the nearby mountains connected across the
degollada. Incidently, three radii of the petroglyph point in the general directions of
sunrise at summer solstice (Uo hereafter), sunset at the same epoch (IIo hereafter)
and sunset at winter solstice (7 hereafter), respectively. The accuracy is fine in the
first case and, in the other two cases, the situation is indeed more apealling, since
sunsets take place over conpicuous and very distant foresights, the highest peaks of
La Palma (Roque de los Muchachos) and Gomera (Pico Garajonay), respectively, as

we demonstrate in Figure 2.

On the other hand, when staying at the site, it seems obvious that the vis-
ibility of Teide from the spot must have been an important task. In this sense, it
is curious to note that the August full-moon (i.e. the one of Begnesmet) rises be-
hind Teide (covering roughly 15°) during most of the 19 year node precesion period.
Whether this phenomenum was important or not, to the sanctuary owners, will be
discussed later on. No clear evidence of another phenomenon of strong arcliaeoas-
tronomical significance has been found at Yeje. This is not surprising since, if our
interpretation were correct, the place of the sanctuary would have been chosen on
the basis of three circumstances (and no others are needed, apparently): the first
visibility of Teide, on one side, and 7, over Garajonay, and IIo, over Roque de los

Muchachos, as distant foresights, on the other.

138

Fig. 1. The northern nucleus of the aboriginal sanctuary on the Degollada

of Yeje (Tenerife). A set of three contiguous basins, perhaps for ritual offerings, and

a hypothetical solar symbol are deeply engraved in the rock.

139

LA PALMA

GOMERA

HIERRO

° 20 40 Km

Fig. 2. The western Canary Islands, all them visible, under medium at-
mospheric conditions, from the Degollada of Yeje. If the archaeoastronomical inter-
pretation were correct, the site of the sanctuary (and the Sun petroglyph), near the
village of Masca (marked by a $ sign), would have been chosen as the only place on
the whole island of Tenerife, where the following occur simultaneously: (1) Teide (the
highest peak on Tenerife) is visible; (2) the Sun sets, in the winter solstice (©, ), over
Pico Garajonay (1487 m, highest point of Gomera island); and (3), the Sun sets, in
the summer solstice (©), over the Roque de los Muchachos (2426 m, highest point
of La Palma island). Number 4 illustrates the location of the other sites studied in

Tenerife: the aboriginal centres of the Valley of San Lorenzo.

140

3.2. The Sanctuaries of the Valley of San Lorenzo (Tenerife).

There is one sacred enclosure in this valley which can be considered to belong
to a geographycal and archaeological context similar to the one studied before. This
is sited at 340 m above sea level on the north-east slope of a mountain in the centre
of the valley and it is known as the ceremonial centre of Roque de la(s) Abejera(s)
[20]. The zone contains several sacred places, burial caves, and petroglyph sites
placed on the summits of various rogues. However, La Abejera is distinguished for
three specific qualities, which make it directly comparable to the Yeje precinct: first,
the visibility of the very top of Teide over the otherwise virtually flat mountanous
northern horizon; second the presence of ritual basins and channels; and third, the
presence of another horizontal circular radiate petroglyph, which is shown in Figure
3. This second ”solar” glyph is quite small and, unfortunately, has been broken,
possibly following a breakage in one of the radii, which have been numbered from
1 to 4. Radii 1 and 2 seem to bear no direct astronomical justification. Instead,
they rather point in the general direction of the distant mountain of Teide and
the impressive, 600 m high, Roque de Vento, where another engraving station is
found [21]. However, it was most exciting to find that radii 3 and 4 pointed in
the general directions of sunset for summer solstice (Ilo, over Risco Bisechi where
another excellent petroglyph station had been found) and winter solstice (7, over

La Abejera peak itself), respectively.

This phenomenology may seem irrelevant in itself, since the radii could have
been marking sacred peaks and, in this case, any astronomy would be fortuitous.
However, it is worth noting that an observer facing east would notice at close-up the
presence of the verge of mountains closing the Valley of San Lorenzo, and behind it
the large volcanic crater of Montana Gorda as a distant point (see Figure 4). More
important indeed, at that point of the verge, another sanctuary can be found. This
is at the southern slope of Montana Cambados, again formed by ritual basins and
channels. Additionally, Teide is clearly viewed from the place and, most importantly,
the archaeological context is completed by the only case of libyc alphabet inscriptions
ever found in Tenerife [22]. The visibility of these prominent, distant points might
have provided another reason to establish the sanctuary on the NE slope of La
Abejera, since the summer solstice sunrise, seen from there, occurs exactly over

Montana Gorda and the sanctuary of Cambados, as demonstrated in Fig. 4.

From all these pieces of evidence, it follows that Montana Gorda (as a distant
foresight), and the sanctuaries of Cambados and La Abejera seem to be aligned
following a solstitial line (75 to Uo). This impression is strengthened by the fact

that two extra engraving stations are found, in the same solstitial line, at Roque

141

del Malpaso, three kilometres southwest of La Abejera and at Montana Cabuquero,
between La Abejera and Cambados. We are hence confident about the possibility
that La Abejera might be the centre of a set of sanctuaries and engraving stations

related to sunrise (e.g. Cambados, Cabuquero) and sunset (e.g. Bisechi) at the

summer solstice.

Fig. 3. Another horizontal circular radiate petroglyph can be found in an
aboriginal sanctuary located on the north-eastern slope of Roque de las Abejeras
(Valley of San Lorenzo). It is smaller and less impressive than that at Yeje. Indeed,
it has been broken, having lost its original eastern (up) section. However, both its
location —within a similar archaeological context (caves, channels, basins, etc...)— and
a fairly atracttive and clean horizon make La Abejera a very interesting component
of our study. The petroglyph is located at a point where the summit of Teide volcano
is seen behind the, 2600 m high, mountain range which lies towards the north (this
direction was marked by the radius followed by the fracture of the rock, i.e. radius
1). Another sacred mountain (a ceremonial precinct is found at the top), the Roque
of Vento, is signaled by radius 2. The remaining radii, 3 and 4, point towards
the general direction of sunset in the summer (II) and the winter (7) solstices,

respectively.

142

Fig. 4. Rising of the planet Mars, over the sanctuary of Cambados (marked

by an arrow sign) and the distant foresight of Montana Gorda, on December 5, 1992,
at a declination of 23° 26’. Consequently, the trajectory followed by the planct

mimics that of the summer solstice Sun, as seen from the “solar” glyph at La Abejera.

143

3.3. Almogaren at Roque Bentayga (Gran Canaria).

The impressive Roque Bentayga rises to 1412 m, in the middle of the huge
(up to 9 km in diameter) volcanic caldera of Tejeda, in the heart of the island of Gran
Canaria. The archaeological context of Bentayga is very rich, with the presence of
defensive walls, artificial caves, for both living and burial, written inscriptions, pet-
roglyph sites and, finally, on the south-east face of the peak the almogaren. Figures
5 and 6 present a plan and a snapshot of the precinct, respectively. The almogaren is
surrounded by cliffs on three sides (NE,SE and SW). Consequently. the astronomical
horizon mostly comprises the distant. and fairly attractive rim of the caldera. with
peaks rising above 1500 m (Moriscos -1771 m-, Las Arenas -1609 m-, Las Nieves -the
highest point of the island at 1949 m-, Roque Nublo -1813 m-., etc...)._ There are.
however, some important exceptions towards the NW, hidden by the extremely steep
slope of the Roque Bentayga itself (see Fig. 5), and at several degrees to the SE,

hidden by some components of the almogaren itself (see Fig. 5 and 6).

Once more, a horizontal circular engraved symbol (s) is located at what has
been considered as the centre of the sanctuary [23]. From that point, the eastern
horizon is fairly attractive with several lines of sight which seem to be intimately
related to important astronomical events (see Fig. 5 and 6). For example, we
discovered that an observer located at s facing H, would have been able to appreciate,
through window v, the rising of the morning Sun at the Equinoxes. Considering
that the daily variation of declination of the Sun is fairly large when it crosses
the celestial equator (dé/dt of 23’ per day), this phenomenon would have permited,
under clear atmospheric conditions, to predict and/or to observe the Equinox with
an error no larger than about one day. Moreover, in Figure 7 we show the star
Fomalhaut (a PsA) crossing Roque Nublo on its ascending trajectory, when seen

from any of the main platforms of the almogaren. The important fact is not the

rise of Fomalhaut itself, but rather that this star currently has a declination of -
29°.6, which is precisely the minimum possible declination of the Moon, as seen from
Gran Canaria (-48’ correction for parallax), but for an epoch close to 400 A.D. (the
required -12° extra can be appointed to € variability). It is worth noting that Roque
Nublo is some 3100 m distant, with an apparent diameter of 35’ when observed from
Bentayga. Consequently, for a certain epoch, part of the disk of the post-summer-
solstice full-Moon would have first risen slightly to the bottom left of the monolith;
shortly thereafter it would have been completely obscured by the Roque, and it
would have finally appeared, in its entirety, at the top right-hand corner. Thus, after
each 19th year in the node precesion cycle, aproximately, this appealing phenomenon

may have been observed by ancient Canarian “astronomers” (due to a lower value

144

of €, it is no longer visible today). This possibility is seemingly reinforced by the
fact that, for the same epoch, the moonrise at minor southern lunastice would have
been observable through window w over Las Nieves, as seen from the very centre of
the enclosure s. At this point, we feel obliged to pose the question: have we enough
evidence to justify the use of the almogaren as an astronomical observing precinct,
at the epoch 400 A.D.? We have found that the answer could be in the affirmative,
with a reasonable degree of confidence. Within the sight of the Bentayga there are
two important archaeological settlements, the troglodyte village of Cuevas del Rey
(only two kilometres away), and the fortified rock-carved granary of Acusa. The '4#C
method yields dates of 290+60 A.D. for the former, and 435445 A.D. and 575+60 for
the latter [24], thus seemingly supporting our hypothesis. Not so obvious, however,
is the possibility of the place being used as an eclipse predictor. Discussion of this
point in connection to other sacred enclosures throughout the world are found in the
literature [25], and an eclipse observation, registered by the ancient Canarians, has

been suggested in a recent work [26].

On the other side, Teide Peak (in the neighbouring island of Tenerife) is seen
conspicously from some sectors of Bentayga just behind the mountain of Altavista.
In this sense, it is worth noting that the first New Moon after or simultaneous to
the summer solstice (i.e. the corresponding to the full-moon we were discussing
previously) would have been seen (and still is) setting behind this important peak
throught the 19 year cycle. In fact, the average azimuth along that cycle is exactly
the azimuth of the very summit (288°.5).

Additionally, other astronomical events —-such as winter solstice sunrise and
sunset, moonsets, normal and heliacal stellar risings and settings, etc..._ have been
investigated. However, none of these is strongly suggested by any other astroarchae-
ological evidence. This is not surprising since the hypothetical observing point, of
all those possible throughout the fortress, might have been chosen as the only one
from which it was possible to observe the Moon phenomenon behind Roque Nublo, a
truly paradigmatic combination of an artificial backsight and a natural foresight, as
those found in megalithic “observatories” in the British Isles. The windows —possibly
rock-carved— were probably built later on in order to provide other astronomical ob-

servables such as the Equinox.

145

>NO

LATITUD: 427° 39° 22°"

LONGUITUD: 15° 30° 12 Se
t ESCALA:
a

Fig. 5. Schematic plan of the central part of the almogaren located on the
east slope of the impressive Roque Bentayga, in the very centre of the island of Gran
Canaria. The almogaren basically consists of a major plane platform (A), carved
on the rock-bed, with a circular glyph in its centre (s), a secondary platform (B), a
couple of artificial caves (C and c), a possibly carved window (w), and a natural (?)
rocky peak (H) with another window, perhaps artificial, (v) and a carved pole-host
(h) behind it. Several, non-randomly distributed, ritual basins are found throughout
the place. The sacred enclosure seemed to be designed for observing events occurring
over the Eastern horizon. The very steep slope of the Roque itself (R) hides from
view most of the West horizon, as seen from the almogaren. Directions 1, 2 and
3 mark the principal astronomical alignments: equinox sunrise, moonrises at mayor

and minor lunastices, respectively.

146

Fig. 6. The Eastern horizon as seen from the central platform A of the

Bentayga almogaren. All the dominant features, with probable archaeoastronomical
significance, are captured in the picture: the rocky peak H and window v to the left,
platform B and window w with Las Nieves at the very centre and, finally, Roque
Nublo to the right.

147

Fig. 7. Rising of Fomalhaut (aPsA) behind the outstanding Roque Nublo,
as seen from either the “astral” symbol (s), at platform A, or across window w and
platform B. aPsA presently has a declination of -29°.6. The trajectory followed in
the photograph by the star mimics that followed by the full-moon, in its maximum
southern excursion (major standstill with negative declination), for the years around

400 A.D. (see text for further discussion).

148

3.4. The Sanctuaries at Cuatro Puertas (Gran Canaria).

Cuatro Puertas is the name of an archaeological settlement —one of the richest
in Canary Islands— located on and near the top of a 319 m high hill in the northeast
of Gran Canaria. An impressive troglodyte artificial village, resembling those of
Capadocia, lies on the southern slope of the hill. Figure 8 shows the frontage of an
artificial sanctuary cave [27], with four sculpted entrances (the reason for the name
Cuatro Puertas, Spanish for “four doors”) located on the opposite slope, facing true
north over an artificial terrace crossed by numerous smallpans and basins. The inside
of this sanctuary is carved in the volcanic toba, producing an almost rectangular
dwelling with no significant features but a secondary cave (a granary?) in the SW
corner and a bench (an altar?) in the SE one. Finally, another almogarén is found
on the mountain top. As in Bentayga, this is also deeply sculpted on the volcanic
ground and comprises several ritual basins, smallpans and channels carved on the
floor, the largest one (3 m diametre) having the shape of a very sharp lunar crescent.
The precinct is closed on three sides (west, north and east) by carved walls in which
some artificial windows, knocks and petroglyphs have been sculpted. Figure 9 shows
the most conspicuous of those petroglyphs which has been identified with a set of
lunar crescents, amongst other interpretations. The largest artificial window lies in
the opposite direction, opening to the east, so that the flat sea horizon can be seen

from the petroglyph through that window.

It is not an easy task to explain the presence, within a single settlement,
of so many different and strange components and this has been puzzling archaeol-
ogists since the settlement was firstly described a century ago, without finding a
unique satisfactory response [28]. However, we have discovered that several of the
intriguing components of both the almogaren and the sanctuary cave would have a
sensible reason to exist and an apparent use within an archaeoastronomical context.
With this explanation in mind, the most significant phenomenology is related to the
summer solstice, when three different redundant hierophanies take place, a couple
at sunrise and one at sunset. On the one hand, a very beautiful phenomenon occurs
in the almogaren at summer solstice sunrise (see Fig.9), whilst, simultaneously, a
spectacular hierophany is observable from the inside of the sanctuary cave. An early
observer would see a very thin (a few arcminutes) knife of light penetrating the cave
through the second entrance and illuminating the back wall for a few minutes, the
solstice being the only time of the year when sunlight reaches the interior of the cave
at sunrise. On the other hand, Figure 10 shows the phenomenon produced at the

interior of the sanctuary cave but at sunset instead of sunrise.

Considering the orientation, shape and size of the entrances, these might

149

have been designed with an astronomical scope in mind, i.e. that the solar light went
into the sanctuary only at the time of the summer solstice. This would be the single
reasonable explanation offered so far for the northern orientation and the peculiar
distribution of this charismatic monument. Several other astronomical possibilities
(equinoxes, winter solstice, lunar standstills, etc) were also investigated. Although
there are scarce evidences of a relation with the equinox (both the almogarén and the
sanctuary frontage, including the terrace, are east-west oriented), these are largely

darkened by the solstitial phenomena.

If in the previous sections of this paper we tried to justify the location of the
sanctuaries at Yeje, La Abejera and Bentayga on the basis of their possible nature
as backsights of conspicuous astronomical phenomena taking place in distant and
natural foresights, this is no longer the case in Cuatro Puertas. The archaeoastro-
nomical elements described in Cuatro Puertas are special since they are all artificial,
i.e. all the components involved in the solstitial hierophanies are man made . Conse-
quently, astronomy need not be claimed as the final scope in the selection of the site,

which instead may have been chosen for more prosaic motives (e.g. defense, hours

of sunshine in the main village, etc).

Fig. 8. The Northern slope sanctuary cave at Cuatro Puertas (the one
naming the complex). The almogaren lies at the top of the hill and its verge can be

seen in the top-left corner of the image.

150

Fig. 9. Summer solstice sunrise hierophany at the almogaren of Cuatro

Puertas. Two artificial elements, a window and a knock, engraved in the NE wall
of the precinct, produce a very distinct shadow on an engraving in the western wall.
The successive images show the evolution of the phenomenon from sunrise till some
15 minutes later when the knock shadow path abandons the northern border of the
engraving. Simultaneously, another hierophany is produced at the sanctuary cave

(see text for further explanation).

151

_

.

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152

4. DISCUSSION AND CONCLUSIONS.

One of the primeval objectives of this study had been to establish which
calendar, if any, was in use in the islands of Tenerife and Gran Canaria, during
pre-hispanic times.

In Tenerife, the chroniclers indicate the celebration of the harvest festivals
during August [29,30]. That period was termed (Begnesmet) having suggested a
meaning of “second lunation” (see sect. 2). This would imply that the first month
of the year might have been around July, and probably that, in fact, the new year
would have been marked by the new-moon which follows the summer solstice, as in
several other cultures on the Mediterranean. From the archaeoastronomical evidence
avaliable, it is quite clear that the importance of the summer solstice was ubiquitous
in Tenerife (not only in pre-hispanic times, but also after the conquest [31,32]) and,
on the other hand, at Yeje, we have a marginal indication of a possible Begnesmet
(August) full-moon hierophany behind the Peak of Teide.

The importance of June 24th, which is currently celebrated (still exists the
pleasant ancient custom of bathing the goats in the sea on that dates), and of August
15th (feast of Candelaria, the patroness Virgin of the island) reinforce the arguments
in favour of the summer solstice and the second subsequent new- or full-moon, as the
major reference points of the guanche calendar. The system would probably have
been somewhat loose, i.e. alternating years of 12 and 13 lunar months in a random
fashion, since no evidence of an arbitrary extra month, or a cyclic system, have been

found either in the ethnographic, or in the archaeological records.

With respect to Gran Canaria, we have chronicler Sedeno’s information
about the vernal Equinox and the fourth moon festivals at the end of June [33] and,
if historian Tomas Marin de Cubas’ [34] unique reference to summer solstice (he does
not refer to the equinox) is taken as a attempt to express in concrete terms previous
confusing information, the agreement between the chroniclers and the archaeoastro-
nomical evidences might be considered adequate. Both agree on the importance of
the (vernal) Equinox as a significant fixed point for the Canarian system of time
keeping, probably serving either as the new year eve itself or as the zero point for
counting the months, starting with the next new-moon. Consequently, the fourth
lunar month, starting at the end of June or the beginning of July, and perfectly

anticipated by the summer solstice, would have marked the harvest festivals.

At Roque Bentayga, the post summer solstice New Moon would have been
seen setting behind Teide Peak whilst, at the same time, the southern minor and

major rising lunastices seem to be marked at the eastern horizon. These would

153

have always encompassed the point of rising of the subsequent full-moon (i.e that
following the summer solstice), belonging to the 4th lunar month, thus supporting
the importance of that epoch, paradigmatically marked by the reiterative solstice
hierophanies visible at Cuatro Puertas and other solstitial phenomena produced at
other sites of the island [35]. Consequently, the vernal Equinox, the summer solstice
and the fourth new- and/or full-moon would have acted as the reference points of
the ancient Canarian time keeping system. This calendar would have been also luni-
solar, as in Tenerife. However, in this case, the Roque Nublo lunar phenomenon
strongly suggests some kind of knowledge of the 19 year luni-solar conjunction cycle.
Whether this knowledge was, in fact, used to produce a more sophisticated calendar
cycle, similar to the Methonic, for example, instead of a looser year system, is difficult

to infer from the evidences available now.

To conclude, it is worth noting that, in the case of the Roque Bentayga, we
have, for the first time in the Canary Islands, a possibly independent archaeoastro-
nomical confirmation of the epoch when a certain aboriginal ceremonial centre was
built and/or in use. The lunar phenomenon would have started to be seen, from the
~ almogaren, well before the beginning of the Christian era; it would have had its maxi-
mum complete lunar ocultation at the beginning of the Vth century A.D., and would
have been observable for the last time shortly after the year 600 A.D. These dates
agree perfectly with the extreme values, yielded by Carbon 14, for the occupation of
neighbouring settlements, i.e. the interval between 230 and 640 A.D. At the time of
the castillian conquest, 8 centuries later, Bentayga was used mainly as a fortress, as
stressed in the chronicles, whilst its possible time keeping (i.e. astronomical) utility

had apparently been forgotten.

Acknowledgements: This work would have not been possible without the enthusiastic cooperation
offered by many people at Tenerife and Gran Canaria. Thanks are due to Fernando Pérez Hernandez,
Luis Cuesta, Chiqui F: !\les and, especially, to Carmen Pinza and Marga Sanz de Lara, for their support
and assistance during the field work. Comments from Prof. Michael Hoskin, Prof. Teodoro Roca Cortés,
Prof. John Beckman, Prof. Anthony Aveni and Dra. Clara Régulo have greatly enriched the work and
the paper. This work has been partially supported by the Instituto de Astroffsica de Canarias under the

project P7/93 Arqueoastronomia.

154

REFERENCES

1.- Morales F. La crénica de Sedeno in Canarias: cronicas de su conquista. Cabildo

de Gran canaria. 1993.
2.- Espinosa F.A. Historia de Nuestra Senora de Cadelaria. Goya Ediciones, 1980.

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Sociedad de Amigos del pais, Las Palmas de Gran Canaria. 1986.

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Leccion Inaugural del Curso 1991-92, Universidad de La Laguna, 1991.

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Cultura y Deportes. 1990.

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12.- Marin de Cubas T.A. Op. Cit. Ab., page 274, 1986.
13.- Perera Betancort M.A., Belmonte J.A., Tejera Gaspar A., Esteban C., Tin-

daya: un acercamiento arqueoastronomico a la sociedad prehispdnica de Fuerteven-
tura. Tabona IX, 1995. En prensa.

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17.- Aparicio A., Belmonte J.A., Esteban C. El Cielo a simple vista. In Arqueoas-
tronomia Hispana, page 19, Grupo Sirius, 1994. |

18.- Tejera Gaspar A. Op. cit. ab., page 14.
19.- Tejera Gaspar A. Op. cit. ab., page 15.
20.- Tejera Gaspar A. Op. cit. ab., page 15.
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155

22.- Balbin R., Tejera Gaspar A. Arte rupestre en Tenerife. In “XIX Congreso

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23.- Jiménez J.J. Op. Cit. Ab, 1990.

24.- Gonzalez Anton R. y Tejera Gaspar A. Los aborigenes canarios: Gran Canaria

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25.- Heggie D.C. Megalithic Astronomy. Thames and Hudson. 1981.

26.- Jiménez J.J. Nuevas pruebas de elementos astrales en la arqueologta prehistorica
de Canarias. In” Tiempo y Astronomia en el Encuentro de Dos Mundos”. Wiercinski

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27.- del Arco Aguilar M.C., Jiménez Gomez M., Navarro Mederos J.F. La arqueologva

en Canarias: del mito a la ciencia, page 47. Ediciones Canarias. 1993.

28.- del Arco Aguilar M.C., Jiménez Gomez M., Navarro Mederos J.F. Op. cit. ab.,
page 74.

29.- Abreu Galindo F.J. Op. cit. ab., page 297.

30.- Torriani L. Op. cit. ab., page 179.

31.- Belmonte J.A., Aparicio A., Esteban C., A Solsticial Marker in Tenerife: the
Majanos of Chacona. Archaeoastronomy Sup. J.H.A. 18, S65, 1993.

32.- Esteban C., Belmonte J.A., Aparicio A. A Solsticial Marker in Tenerife: Ad-
dendum. Archaeoastronomy Sup. J.H.A. 19, S84, 1994.

33.- Morales F. Op. Cit. Ab., page 378.
34.- Marin de Cubas T.A. Op. Cit. Ab., page 274.

35.- Aveni A.F., Cuenca J. Archaeoastronomical fieldwork at the Canary islands.

Museo Canario 49, page 29, 1994.

156

for ehnod Canary Cienc..:) Vi etNoms. 2,3 y 4), 157-189 (1994)

ENIGMAS DE LA EVOLUCION HUMANA’

Julio Pérez Silva
Departamento de Microbiologia, Facultad de Biologia, Universidad de Sevilla
Avda. de la Reina Mercedes, s/n. 41012 SEVILLA.

1. INTRODUCCION

Hace tiempo que tengo la curiosidad de palpar las diferencias epistemoldgicas entre las
ciencias experimentales y las ciencias histdricas. Esto, para mi, como investigador dedicado a
las primeras y que, por tanto, sigo su metodologia especifica, supone cuando menos la
aventura de tratar de razonar y opinar sin posibilidad de recurrir a la comprobacidén
experimental, tal como hacen los investigadores de |a Historia (tanto de la Tierra, como de Ios
seres vivos que la habitan, incluido el hombre) cuando describen e interpretan eventos
pretéritos, valiéndose de métodos de inferencia. Deben reconstruir el camino que lleva desde
lo primitivo (sean palabras, fdsiles o rasgos fisiograficos) hasta lo contempordneo. De ahi la
enorme dificultad de estas ciencias y, por ende, la gran admiraci6n que siempre he sentido
por los gedlogos, paleontdlogos, paleantropdiogos e historiadores, que buscan la verdad (iY
LA ENCUENTRAN) sin apoyarse en la experimentacidn, sino mediante la interpretaci6n correcta
de hechos pasados, irreversibles e irrepetibles.

Por ello, y confesando mi condicidén de intruso, debo comenzar rogando a estos admirados
investigadores que disculpen mi atrevimiento de contemplar la naturaleza desde un baicon
en el que nunca me habia asomado, con la pretensién de hacer algunas reflexiones en torno
a la evolucion del hombre, para lo que cuento Unicamente con algunos conocimientos acerca
de la evoluci6n bioldgica. Este bagaje no es suficiente, ya que, como dice PILBEAM [34], en los

ultimos treinta anos este estudio se ha convertido en un vasto campo multidisciplinar al que

(*) En la presente publicaci6én el autor desarrolla el contenido de la conferencia que con el mismo titulo pronuncié
el 1 de febrero de 1993 en la Sesi6n Inaugural del curso 1992/93, de la Academia Canaria de Ciencias.

157

que estan haciendo valiosas contribuciones no sdlo antropdlogos y paleontdlogos, sino
también gedlogos, bidlogos, ecdlogos, bidlogos moleculares, zZodl|ogos, etdlogos, sociobidlogos,
socidlogos, neurofisidlogos, linguistas, quimicos y fisicos. La consecuencia Idégica es la
extraordinaria diversidad de publicaciones que han aparecido sobre este tema y cuya revisi6n
critica detallada estarfa muy lejos de mi alcance; por tanto, me limitaré Unicamente a cotejar
datos y opiniones, procurando razonar desde la l6gica ingenua del cientifico positivista, esto
es, tratando de llegar lo mds lejos posible en la busqueda de la verdad sin invocar nunca causas
o factores extranaturales, aunque sin descartarlos a priori.

Para comenzar trazaremos a grandes rasgos el origen de nuestra especie, simplificando al
maximo (Fig. 1) el proceso que ha durado unos 12.000 millones de anos y mediante el cual se
ha pasado desde la nada hasta el hombre, que aparecio en la Tierra hace unos 200.000 anos,
como resultado de una lenta progresi6n evolutiva. Como se indica en dicha figura, primero
se paso desde un estado ignoto, en que no habia nada, a otro en el que ya habia algo (una
unidad de densidad infinita y de volumen infinitesimal), y luego, a partir de este algo se
origind el Universo, incluido nuestro planeta, en el que, hace unos 4.000 millones de afios,
aparecio la vida en su forma mas simple, la unidad fundamental de vida; con ella comenzo6
la evolucion biol6gica, mediante la cual han ido surgiendo seres viviente cada vez mas
complejos y diversos, cuyo Conjunto constituye la capa viva, 0 biosfera, del planeta. Una de

las multiples radiaciones de esta evoluciOn bioldgica culmina con la aparicio6n del hombre, cuya

Figura 1. Representacion esquematica del proceso global del origen del Universo y del hombre.

(Explicaci6n y comentarios, en el texto).

158

poblacion global actual (la Humanidad) es de 5.500 millones de individuos extendidos por toda
la superficie de la Tierra y que, aunque cuantitativamente representa una fracci6én muy
pequenia de la biosfera, cualitativamente es de importancia decisiva, ya que la evolucién na
dotado al hombre de una serie de peculiaridades que lo han convertido en la especie
dominante del planeta.

En este largo camino que conduce desde la nada hasta el hombre se han producido hechos
que no por innegables dejan de rayar en lo inconcebible, y que en principio hemos de
considerar como fendémenos naturales a los que no se les ha dado todavia una explicacién
satisfactoria. Me refiero a las siguientes cuestiones, que siguen siendo verdaderos enigmas:
1. Cuando y como se origin6d el Universo a partir de nada?

2. Cuando y c6mo aparecio la vida en nuestro planeta?

3. ~Cudndo y cémo surgi6 la mente humana?

4. Cuando y como surgio el lenguaje simbolico?

5. Cuando y como surgi6 la agresividad intraespecifica cruenta?

A estas interrogantes se podria afadir otras, que no implican la interpretacién del pasado,
sino la prediccion del futuro de la Humanidad, de nuestro Planeta y del Universo.

Debo adelantar que no trataré aqui las dos primeras cuestiones enunciadas, sobre las que
el lector podra encontrar informacion en las publicaciones de BERGH y HESSER [4], ERICKSON
[12], DELBRUCK [8], FREEDMAN [14], ORGEL [32] Y ORO [33]. S6lo diré que actualmente se admite
la teorfa del big-bang y que la Tierra se consolid6 hace unos 4.500 millones de afios. Ahora
bien, mas dificil de concebir y, por tanto, de aceptar para una mente ldgica es esa unidad de
densidad infinita y de volumen infinitesimal que mediante el gran estallido origind el Universo.
Aceptando esto, todo lo demas es concebible para un bidlogo. Asi, es admisible que después
de la consolidacién de nuestro planeta y tras unos 700 millones de afios de evolucién
prebidtica, comenzaron a aparecer las primeras formas vivientes con informacién genética
propia y capaces de crecer y multiplicarse. Ello sucedi6 hace unos 4.000 millones de afios, y al
mismo tiempo comenzo la evolucién bioldgica, por la cual a partir de estos organismos
sencillos se han ido originando sucesivamente otros cada vez mds complejos, pero no
siguiendo una unica linea evolutiva, sino mediante multiples radiaciones y ramificaciones que
han dado por resultado el arbol filogenético de las especies bioldgicas. Centraremos, pues, |a
atencion en los enigmas relativos a la mente, el lenguaje y la agresividad de nuestra especie,
pero antes debemos hacer algunas consideraciones acerca de las causas de la evolucién
bioldgica y de los factores que han condicionado el éxito de algunas de las radiaciones,
destacando la importancia de la preadaptaci6n aleatoria y de los cambios opcionales de
conducta, que, a mi juicio, han tenido una influencia decisiva en la evolucién de los Hominidos.

159

2. CONSIDERACIONES PREVIAS

La evoluci6n bioldgica consiste en una continua sucesi6n de especiaciones, esto es, de
aparicion de nuevas especies derivadas de las preexistentes, a las que sustituyen porque estan
mejor adaptadas'” a las cambiantes condiciones ambientales. En consecuencia, las diversas
especies de seres vivos que integran la biosfera actual son descendientes de otras, ya
extinguidas, que vivieron en épocas geoldgicas pretéritas y que, por tanto, no se conocen
directamente, sino a través de sus restos fdsiles. Se admite, por tanto, que todas las especies,
extinguidas y vivientes, han surgido a partir de la unidad fundamental de vida que apareci6é
durante el Precambrico y que mediante el largo proceso de la evolucién bioldgica ha dado
origen a los cinco Reinos vivientes propuestos por MARGULIS y SCHWARTZ [29]: bacterias,
protistas, hongos, vegetales y animales. Como sefiala LEVINTON [23], los animales
experimentaron durante el Cambrico (hace unos 600 millones de afios) una "gran expansion
horizontal" y a partir de entonces se han originado diversas radiaciones, una de las cuales es
la de los Mamiferos, que, al igual que las aves, derivan de los reptiles y que iniciaron su gran
expansion después del Cretacico, como consecuencia de la extincién de los dinosaurios (nace
unos 65 millones de anos). Los Mamiferos se diversificaron a Su vez (Fig. 2), dando origen, entre
otras muchas, a la radiaciOn de los Primates, en cuya cuspide esta Homo sapiens.

A la par que se encontraban pruebas cada vez mds consistentes de la evoluci6n bioldgica,
se fue centrando el interés en averiguar las causas del proceso de adaptacidn. Surgen asi las
teorias de Lamarck (basada en los principios de "uso y desuso de los Oorganos" y de la
"neredabilidad de los caracteres adquiridos") y de Darwin (basada en la "“variabilidad
hereditaria", la "lucha por la existencia” y en la "selecciOn natural”.

La teorfa de Darwin, aun siendo aceptable en lineas generales, no explicaba las causas de
la variabilidad ni el mecanismo de la trasmision hereditaria, lo cual estaba fuera del alcance de
ciencia de hace un siglo. Pero, con el desarrollo de la genética surge el llamado
neodarwinismo, teoria que integra los conocimientos derivados de la investigaci6n a los
niveles macroscoépico, microscdpico, molecular y poblacional, y explica la especiaci6n como
resultado de la mutaciOn, selecci6n, deriva genética, y aislamiento reproductivo. (El lector
podrd encontrar mas informaci6n sobre las teorias evolucionistas en las obras de JAHN, LOTHER
y SENGLAUB [19] y de TEMPLADO [40].

La evolucion bioldgica es un proceso de extraordinaria lentitud, que, como dice MONOD [30],

depende de un interjuego del azar y la necesidad: de un lado estan las mutaciones, que son

(*) YOUNG [44] define la adaptaci6n como un proceso de cambio para adecuarse a una determinada condicié6n
existente en el medio; |leva una connotacion de futuro, pero siempre que continue existiendo la citada condici6n
particular.

160

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1 uy WS E>, Carnivoros
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Terapsidos

Reptiles actuales]

ANFIBIOS
[Peces actuales|

Peces actuales

eee ES

Figura 2. Diversificacion evolutiva de los Mamiferos.

eventos sumamente raros y totalmente aleatorios; pero de otro lado, los nuevos alelos han

de salvar necesariamente los escollos que impone la operatividad celular, hasta que se puedan
expresar en forma de nuevos caracteres fenotipicos, los cuales podran ser desventajosos
neutros o ventajosos, y solo estos ultimos son los que conducen a un avance evolutivo ante

la presiOn selectiva de las condiciones ambientales. Ello, juntamente con el aisiamiento

161-

geografico puede dar lugar primero a una evoluci6n intraespecifica que conduce ala aparicién
de variedades o razas, y luego, si el aislamiento es reproductivo se pueden originar nuevas
especies.

Ahora bien, conviene destacar el hecho de que entre las distintas radiaciones evolutivas hay
notables diferencias en cuanto a su "ritmo" y, sobre todo, en cuanto a su "éxito"; parece como
si unas fuesen mas acertadas que otras, pues hay unas que prosperan y se diversifican
Superando los sucesivos cambios ambientales, mientras que otras terminan en una via muerta,
como si hubiese tomado una direcci6n equivocada. Si con esta idea consideramos la radiaci6n
de los Primates, encontramos que en la rama de los hominidos ha habido una sucesi6n de
"aciertos" que propiciaron el "despegue" de éstos con respecto a los pdngidos y finalmente
la aparicion del hombre con sus singularidades. Estos aciertos fueron tan "oportunos" que la
evolucidn humana, en algunos de sus aspectos, sugiere la existencia de una direccionalidad
preconcebida, como si su proceso evolutivo obedeciese a un plan general preestablecido.
Aunque no existe ninguna base cientifica para descartar, nitampoco para admitir, la existencia
de un plan previo no sujeto al azar, los estudiosos de la evolucién tratan de explicar el "salto
de los hominidos" introduciendo conceptos, como, por ejemplo, teleonomia y preadaptaci6n,
que entrafian una concatenacion aleatoria de eventos naturales que actuan como "factores
condicionantes” del éxito de una determinada radiaci6n evolutiva.

Comentaremos brevemente los factores condicionantes que se invocan con mayor
frecuencia y que podriamos agrupar en tres categorias: "preadaptaciones aleatorias”,
"fenomenos cruciales" y "cambios opcionales de conducta”.

La preadaptacion, a diferencia de la adaptacion, se refiere a la aparicion anticipada de
ciertos caracteres o estados biologicos que resultaran de importancia vital ante eventuales
condiciones atin no existentes. En otras palabras, el concepto de preadaptacion implica un
cambio anatomico o fisioldgico, de escasa oO nula utilidad en el momento de su aparicion, pero
que posibilita el desarrollo de rasgos de gran valor adaptativo ante futuros cambios
ambientales. Para explicar el mecanismo de la preadaptaci6n podriamos partir del hecho ya
mencionado de que las mutaciones pueden ser favorables, desfavorables o neutras, segun la
idoneidad de su expresion fenotipica en lo que respecta su adaptaciOn a las condiciones
ambientales reinantes; en consecuencia, los alelos favorables prosperardan en la poblacion, los
desfavorables tenderdn a desaparecer, mientras que la frecuencia de los alelos neutros no
varia, ano ser que estén ligados a genes favorables o desfavorables, y en tal caso correran la
suerte de éstos. Cabe suponer, pues, que en el acervo génetico de una determinada especie
se hayan ido acumulando a lo largo de Su historia evolutiva un caudal de mutaciones neutras
que pueden resultar favorables en futuras condiciones. Cada especie tendria lo que podriamos

denominar el "baul de los alelos neutros", al que acudiria ante eventuales cambios del medio

162

ambiente, y cudnto mds rico y variado sea este acervo, tanto mejor sera su preadaptacion.

Dentro del concepto de fendmenos cruciales podemos incluir todos aquellos cambios
ambientales profundos y generalizados que influyen decisivamente en el ritmo y direccidn de!
proceso evolutivo. A esta categoria de fenémenos pertenecen, por ejemplo, las extinciones
masivas, |os cambios climdaticos profundos (glaciaciones e interglaciaciones), las epidemias, |a
deriva de los continentes, etc.

Como hemos dicho, la evoluci6n es un proceso de suma lentitud, en el que una especiacién
suele durar de dos a tres millones de anos; sin embargo, en algunas lineas evolutivas, como ha
ocurrido en la de los hominidos, la tasa de especiaci6n es mucho més elevada, hasta el punto
de que una especiacion tarda por término medio ciento cincuenta mil afios. Se admite que |a
"rapidez” del proceso evolutivo es debida a que en momentos cruciales de !a evolucién, una
determinada especie adopta una nueva conducta entre varias posibles, y este cambio opciona!
de conducta puede condicionar para siempre el curso del proceso, ya que la presidn selectiva
forzara el perfeccionamiento progresivo de las estructuras orgdanicas que sirven de soporte
a la nueva conducta elegida.

En los apartados siguientes tendremos ocasi6n de comentar la influencia de la
preadaptacion y de los cambios opcionales de conducta en el caso concreto de la evolucién

de la especie humana.

_

3. LA EVOLUCION HUMANA

Hasta bien entrado el siglo XVIII nadie ponia en duda la creencia general de que el hombre
era un ser privilegiado en la Naturaleza, netamente separado de los animales. Fue Linneo el
primero que, en su afan ingenuo de hacer una Clasificacidn natural de los seres vivos,
reconocio que el hombre, desde el punto de vista anat6mico, es un miembro mas de un grupo
de mamiferos al que dio el nombre de Primates en reconocimiento de que ocupan el puesto
primero o mas elevado en su sistema de Clasificacidn. Lo incluy6 en el género Homo y en la
especie sapiens, aludiendo a su inteligencia.

Desde entonces la idea de Linneo ha prosperado hasta el punto de que hoy dia ningun
bidlogo duda de que el hombre es un producto dé la evolucién bioldgica; y por tanto, una
especie mas de la biosfera, que ha surgido a partir de antecesores que se han extinguido.
Ahora bien, en el caso de la evolucidn humana hemos de considerar dos aspectos. De una
parte, el examen de la anatomia y fisiologia nhumanas indica que apenas existen diferencias con
los demas mamiferos; no cabe duda, pues, de que el hombre se ha originado a partir de
especies no humanas mediante un proceso evolutivo impulsado por las mismas fuerzas

163

(mutacion, presi6n selectiva y aislamiento reproductivo) que han dirigido la evoluci6n de los
demas organismos desde que apareci6 la vida en la Tierra. Pero, de otra parte, el hombre, a
diferencia de los demas seres de la biosfera, ha experimentado también una evolucién
cultural, no impulsada por mecanismos genéticos, sino que entrafia un constante reciclaje y
potenciacion de la experiencia del pasado por un proceso de autocatdalisis o realimentacién
que ha conferido a la especie humana caracteristicas Unicas, como son la capacidad de
pensamiento conceptual y el lenguaje simbdlico, que le permiten expresar conceptos y
sentimientos derivados de la observaci6n y de la reflexi6n, asi Como una constante superaci6n
de su ejecutoria, mediante la invenci6n de utensilios e ingenios cada vez mds especificos y
sofisticados, Con los que, a Su vez, pueden influir decisivamente en su propio proceso
evolutivo. Consideremos brevemente ambas facetas de la evoluci6n humana.

Por su evolucion organica, el hombre actual es la culminaci6n de una de las ramas de la
radiacion evolutiva de los Primates (Fig. 3), que se inicid hace unos setenta millones de afios
(al final del Cretacico o en los comienzos del Paleoceno) y de la que surgieron los Prosimios,
los Simios y los Antropoides. Los Prosimios estan representados en la actualidad por los
lémures, los tarseros, los tupayas, etc. Los simios comprenden los Cercopitécidos 0 monos del
Viejo Mundo (representados por el macaco, el mandril, el babuino, etc.) y los Ceboideos o
monos del Nuevo Mundo, representados por el mono arafia, el mono aullador, el titi, etc. Los
Antropoides, U Hominoideos, agrupan a los Pongidos (cuyos representantes actuales son el
chimpancé, el gorila, el gibd6n y el orangutan) y a los Hominidos, cuya unica especie viviente
es Homo sapiens.

Aun no se ha establecido con seguridad cuando se origin6 la radiaci6n evolutiva de los
Homimidos a partir del tronco comun de los antropoides, aunque se admite que este tronco
se inicid a partir del género Proconsul (también llamado Dryopithecus), que vivi6 en el Mioceno
inferior, hace unos veinte millones de aos. En esta linea se situa también el Ramapithecus,
ampliamente extendido por el Viejo Mundo durante el Mioceno y que se considera como
antepasado comun de los péngidos y de los hominidos; su antiguedad se estima en algo mas
de los siete millones de afios. La linea evolutiva de los hominidos !leva consigo un progresivo
cambio morfoldgico que consiste la adquisicidn de la postura erguida y en un considerable
aumento del volumen del encéfalo. Por ello, la mayoria de los autores coinciden en que los
primeros seres inconfundiblemente prehumanos son los diversos fdsiles adscritos al género
Australopithecus, en los que se reunian ambas caracteristicas. El ejemplar mas antiguo, al que
se le dio el sobrenombre de "Lucy", es un esqueleto casi completo, de unos cuatro millones
de anos de antigtedad, hallado en 1974 cerca de Hadra, Etiopia. Se le denomin6 A. afarensis,
y la opinidn mds generalizada es que esta especie de australopiteco dio origen a dos lineas
evolutivas: una que se habria de extinguir hace aproximadamente un mill6n de afios y que dio

164

Periodos

ACTUAL

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pithecus eoithecus e pithecus habilis erectus ee
CRETACICO
100 60 40 20 10 4 2,2 .1,5 0,25

Antiguedad (millones de anos)

Figura 3. Radiacion evolutiva de los Primates.

origen aA. africanus, A. robustus y A. boisei, y |a otra que se ha continuado hasta la actualidad

y que es en la que se produjo la transicion desde los australopitecos hasta el hombre moderno

(Homo sapiens), a través de Homo habilis y Homo erectus. Esta progresi6n curs6 con inusitada
"rapidez", pues en poco mas de cuatro millones de afos los Hominidos destacaron del resto

de los Antropoides, los cuales siguieron evolucionando lentamente hasta culminar en los

monos antropomorfos actuales (gorila, gib6n, chimpancé, orangutan).

165

éA que se debe la rapidez de la evoluci6n humana? No cabe duda de que su mecanismo es
el mismo que subyace en la de los demas seres de la biosfera: mutaci6n presiOn selectiva y
aislamiento reproductivo; pero, como ya hemos sefnalado, en muchos casos Ja direcci6n y el
ritmo de la evoluci6n pueden quedar condicionados por un cambio opcional de conducta
adoptado por una especie en un determinado momento. Trataremos, pues, de relacionar las
principales opciones conductuales de los precursores del hombre, con el desarrollo de las dos
caracteristicas propias de los hominidos: el bipedismo y el incremento del volumen del
encéfalo. ES curioso que esta ultima caracteristica ha sido consecuencia de dos cambios
conductuales opuestos: la adopcion de la vida arboricola por los Primates inferiores, hace
unos ochenta millones de anos (al final del Cretacico), y el abandono de la vida arborea y
salida a la pradera por los australopitécidos, hace unos cuatro millones de afios, a finales del
Mioceno. ; |

En efecto, la vida arborea, asi como el subsiguiente cambio de los habitos nocturnos hacia
los diurnos, adoptado por los simios y los antropoides, favorecieron toda una serie logros
etologicos y morfofisioldgicos que entranan un notable desarrollo de la corteza cerebral, y que
pueden ser considerados como verdaderas preadaptaciones para la ulterior evoluci6n de la
linea de los hominidos. Entre estos logros estan la destreza manual, relacionada con la
formacion de dedos y de ufas planas, la vision estereoscdpica (neredada de los prosimios) y
en color (que surgio Cuando los primeros simios optaron por la vida diurna), que aument6 en
gran manera la capacidad para apreciar la distancia, el reconocimiento de los depredadores,
la localizaci6n del alimento, la comunicaci6n gestual y sobre todo la braquiaci6n propia del
desplazamiento en los arboles, que con frecuencia obliga a adoptar posturas erguidas aunque
sin llegar al verdadero bipedismo. La vida arboricola se asocia, pues, a mMovimientos agiles y
rdpidos, a una percepcién sensorial exacta y, sobre todo, a una fina coordinacié6n
sensorimotora, que implica la existencia de una buena corteza cerebral. Todos estos logros
fueron de gran trascendencia, ya que constituyeron la base preadaptativa tanto para la
ulterior adopci6n de la locomocidn bipeda como para la construcci6n y manipulaci6n de
herramientas, la observacion y la capacidad de abstracci6n, que conducen finalmente al
razonamiento y al lenguaje simbdlico.

Segun YOUNG [44], otro efecto de la adopcion de la vida arborea es que la madre puede
transportar sdlo un pequeno numero de descendientes y debe cuidar de ellos, lo cual,
juntamente con la fetalizacién, nizo posible la aparicion de la condici6n tipicamente humana
de una ninez y aprendizaje prolongados, que, a mi juicio, constituye la base preadaptativa de
la autodomesticacion y, por ende, de la evolucion cultural.

Si la adopcion de la vida arboricola fue de gran importancia preadaptativa para la evoluci6n
de los antropoides, mucho mds decisivo fue el cambio contrario: el abandono de este habitat,

166

ya que esta opcidn conductual fue el preludio de la asombrosa evoluci6én de los Hominidos.
El abandono del bosque condujo a dos cambios rapidos y esenciales para el despegue de !|os
hominidos: el bipedismo (adoptado por los australopitecos) y el aumento espectacular de !a
Capacidad craneana, que en solo tres millones de afos pasé de los 450 c.c. de los
australopitécidos, a los 1400 c.c. del hombre actual (Fig. 4).

La transicion a la postura erguida fue ciertamente un paso de gran trascendencia evolutiva,
ya que requiri6 una extensa y profunda reestructuraci6n del esqueleto y de las inserciones
musculares, incluidos algunos cambios en la morfologia de la pelvis femenina, que aumentaron
considerablemente la dificultad del parto, con las importantes consecuencias evolutivas que
comentaremos mas adelante.

Otro cambio anatomico derivado de la postura erguida es el desplazamiento del foramen
magnum hacia la parte inferior del craneo, quedando el rostro dirigido hacia delante. Como
veremos, este cambio es de gran importancia preadaptativa en relaci6n con el desarrollo de!
lenguaje hablado, ya que es fundamental para la articulaci6n de los fonemas.

Asimismo, la locomoci6n bipeda fue muy ventajosa para la vida en la pradera, porque
dejaba las manos libres para diversas actividades, como recoger y transportar los alimentos
y sobre todo para utilizar piedras y palos. Esto Ultimo propicié un nuevo y, muy importante,
cambio conductual: ante la presencia de grandes animales optaron por no huir sino por
enfrentarse a ellos, al principio disputando el alimento a los carroneros y mas tarde
convirtiéndose en depredadores, capturando presas cada vez mayores, que usaban como

alimento.
1500 :
Homo sapiens sapiens
| Neandertales y Cromafiones=

==. 4300
e l
Bos
ow 1100+
=
oO L Homo erectus
2 900
(4°)
=
oO
zB 700- Homo habilis /
Ao)
oO 500Fr
= ‘ = Australophitecus
= ryopithecus
O 300 7 Ramapithecus

100

16 8 4 5-4, 0
Antigledad (millones de afios)

Figura 4. Incr emento de la capacidad craneana en la evolucion de los Hominidos.

167

Vemos, pues, que con el abandono del bosque y salida al campo abierto se produjeron dos
importantes cambios en la dieta: la utilizacié6n de alimentos duros (frutos secos y semillas),
lo que les obligaba a valerse de herramientas para hacerlos mas faciles de preparar y de
comer, y el consumo de carne, que al principio era de pequenos animales que cazaban a la
par que recolectaban los alimentos vegetales, pero luego, como se acaba de decir, fueron
incorporando animales cada vez mayores, |o cual les obligaba a construir armas cada vez mas
eficaces.

Evolucion cultural.- La faceta cultural de la evoluci6n humana se inicid hace unos dos
millones y medio de anos con la aparicidn de Homo habilis y no se ha interrumpido hasta la
fecha; pero, como veremos mds adelante, hace unos diez mil afos dio paso a la llamada
civilizaciOn, la cual, a Su vez, ha provocado profundos cambios tanto en el ritmo como en la
direccion de la propia evolucion cultural.

Se admite que el principal promotor de la evoluci6n cultural fue precisamente el cambio
de dieta subsiguiente al abandono del bosque, pues es razonable pensar que este cambio, y
especialmente la inclusi6n de proteinas animales, diera ventaja selectiva al crecimiento de Ia
corteza cerebral, ya que tanto la "invencidn" de nuevos utensilios y armas, como la
planificacion de las partidas de caza, exigen una actividad mental de premeditacion y prevision
de contingencias, asi como un intercambio de ideas, con los subsiguientes avances culturales
entre los que cabe destacar el uso del fuego, la utilizacion de pieles para hacer indumentarias
y la OcupaciOn de las cavernas. Es obvio que para desarrollar esta actividad mental era
suficiente el encéfalo de 650 - 700 c.c. que poseia H. habilis. Cabe suponer, asimismo, que con
este hominido comienza la comunicacion oral que, aunque rudimentaria, fue el motor de una
espiral de realimentacion entre el desarrollo de la inteligencia y el avance cultural. El ulterior
perfeccionamiento del lenguaje simbolico fue el catalizador definitivo del progreso de la
cultura y de la civilizaci6n, desde H. erectus (capacidad craneana, 1.000 c.c.) hasta el hombre
actual. El maximo de capacidad craneana (1.400 c.c.) se alcanz6 hace unos 200.000 anos con el
hombre de neandertal, H. sapiens neanderthalensis, que convivid con el hombre de cromanon,
H. sapiens, y a partir de ambos fueron surgiendo las diversas razas del hombre moderno, H.
sapiens sapiens, Cuya Capacidad craneana es igual o ligeramente menor que la de sus

antecesores' .

(*) El origen de los neandertales y de los cromafones no esta bien conocido, aunque sobre ello hay distintas
opiniones mas 0 menos fundamentadas. Algunos autores creen que Homo erectus, el gran emigrante, dio origen tanto
a los aborigenes actuales de Australia como a los neandertales, en Europa occidental, y cromafiones, en Oriente Medio.
Estos, de cultura mas avanzada que los neandertales, se extendieron hacia Europa y los desplazaron; incluso, segun
algunos autores, los exterminaron, cometiendo el primer genocidio de la historia dé la Humanidad. Sin embargo, los
recientes hallazgos de BAR-YOSEF [2], demuestran que no hubo tal exterminio, sino que ambos se mezclaron y que
mediante sus largas emigraciones con la consiguiente evoluci6n y diversificacié6n cultural fueron dando origen a las

distintas razas del hombre moderno.

168

Los neandertales fueron habiles usando utensilios y construyendo sus propios refugios y
campamentos, |o que les liev6 al desarrollo de una organizaci6n social, que hacia mediados de
la Edad de Piedra alcanz6 una mayor sofisticaci6n, proyectandose incluso hacia el "mds alla”,
lo cual dio origen a ritos como el enterramiento de los muertos. Los cromafones
perfeccionaron con habilidad y rapidez las herramientas, y con ellos la cultura numana
adquirid cada vez mas importancia en aspectos estéticos y artisticos, y el lenguaje se nizo
mucho mds rico. AmMbos antecesores del hombre moderno realizaron largas emigraciones,
acabando por colonizar todos los continentes, con !o que se produce el! aislamiento
geografico que propici6 la aparicidn de las numerosas razas humanas y la consiguiente
diversificaci6n de las culturas y de las lenguas. Este sistema de vida, que era
fundamentalmente nomada, fue haciéndose cada vez mas sedentario en muchas de las
comunidades euroasiaticas, hasta que hace unos quince mil aos se produce un cambio crucial
en la evoluci6n cultural: el hombre, cuya conducta habia estado encaminada casi
exclusivamente a sobrevivir (procurdandose el! alimento necesario, defendiéndose de! frio y
de las fieras, y poco mas), a partir de entonces pone sus miras en vivir cada vez mejor, y fue
este cambio el que, a mi juicio, marco el comienzo de la civilizacion. En este contexto es
interesante hacer notar una significativa coincidencia: la civilizacién comienza en el
momento en que el hombre inicia la manipulacion interesada de la biosfera. En efecto,
hace unos doce mil afios, hacia finales del Neolitico, se inicia la domesticaci6n deliberada de
especies silvestres de plantas y animales. Esta incipiente actividad agricola y ganadera supuso
un profundo cambio en la relacion del hombre con la Naturaleza, pues con ella comienza la
explotacion la biosfera. Luego, en la Edad de los Metales, continuaria con la explotacion de
la litosfera. Y esta manipulaci6n interesada del Planeta (extracci6n de combustibles fosiles,
tala de extensas dreas de bosques tropicales, etc.) ha proseguido al ritmo progresivo del
continuo avance de Ia civilizaci6n, hasta el punto de que en la segunda mitad de nuestro siglo
la explotaci6n de los recursos naturales ha adquirido tales proporciones que se ha convertido
en un motivo de seria preocupaci6n, como se refleja en las publicaciones de BOOTH [5],
ERICKSON [12], LEWIN [24,25], REPETTO [37], WILSON [43].

4. SINGULARIDADES DE LA ESPECIE HUMANA

La evolucion cultural, que se inicid hace unos dos millones y medio de anos con el paso de
Australopithecus a Homo habilis, na conferido a la especie humana una serie de caracteristicas
singulares que establecen una neta separacion cualitativa del hombre con respecto a los
demas primates. Autores muy diversos (como, por ejemplo, BAER [1], BEALS [3], DELBRUCK [8],

169

DOBZHANSKY [10], HICKMAN [17], KOENIGSWALD [22], MONOD [30], PINES [35], STEBBINS [39],
TEMPLADO [40], WILSON [43] y YOUNG [45]) destacan unas u otras de tales caracteristicas, segun
la importancia que cada uno de ellos les atribuye como exponentes de la peculiaridad de la
especie humana. Las mas citadas son la autoconsciencia, la construcciOn de herramientas, la
hipertrofia mental, la comunicaci6n mediante el lenguaje simbdlico, la capacidad de intuicién
y de generalizacion, la fetalizacion, la autodomesticacion, el altruismo, la distinci6n entre el
bien y el mal, la capacidad de abstracci6n y de apreciaci6n de la belleza, las inquietudes por
la magia y lareligion,la agresividad intraespecifica y la casi ilimitada capacidad de aprendizaje.
Muchas de estas singularidades son interdependientes en el sentido de que guardan cierta
relacion de causalidad o estan de algun modo correlacionadas, y algunas son, incluso,
obviamente contradictorias, como ocurre con el altruismo y la agresividad. Pero, creo que en
lineas generales se podrian reducir a tres: la mente, el lenguaje simbolico y la agresividad
intraespecifica.

éComo y cuando surgieron estas tres particularidades de la especie humana? Dado que
es muy probable que las tres hayan surgido y evolucionado simultaneamente en estrecha
interdependencia con la evoluci6n cultural, pareceria l6gico considerar conjuntamente bajo
un mismo epigrafe las cuestiones relativas a su origen; no obstante, creo que se facilitaria el
analisis tratandolas separadamente en epigrafes yuxtapuestos, si bien sera inevitable hacer

algunas alusiones cruzadas entre éstos.

4.1. Corteza cerebral, mente y actividades mentales.

El crecimiento evolutivo del cerebro no es privativo de los Primates, sino que se ha
producido también en los demas mamiferos y en las aves, que, Como hemos dicho, surgieron
a partir de los reptiles. Anora bien, a lo largo de la evoluci6n de estos dos grupos de
vertebrados se ha conservado el primitivo encéfalo reptiliano, de forma que, como dice
MACLEAN [28], su encéfalo esta integrado por tres componentes bien definidos: el cerebro
visceral reptiliano, el paleocortex o sistema limbico, y el neocortex o corteza cerebral
propiamente dicha, que rodea al paleocortex y que alcanza su maximo desarrollo en el
hombre. En este contexto JACOB [18] interpreta el cerebro humano como el resultado de un
proceso al que da el nombre de tinkering y que define como la construcci6n de algo util
ensamblando cosas nuevas con cosas viejas, pero sin saber exactamente lo que se va a hacer.
Segun él, a lo largo de la evoluci6n se produciria una sucesiva adicion de corteza cerebral
nueva sobre viejo encéfalo reptiliano; pero, debido a la excesiva rapidez de este proceso, en
el cerebro humano no se ha logrado una perfecta jerarquizacion y coordinaci6én de las
funciones correspondientes a las estructuras nuevas y viejas. Asi, el encéfalo reptiliano, que

controla las actividades viscerales y emocionales, no parece poseer ningun poder de

170

discriminacion ni capacidad de simbolizacidn ni esta totalmente bajo el control de! neocortex,
sino que, como dice DELGADO GARCIA [9], su funci6n esta coordinada mas directamente por
el paleocortex, de modo que, tanto en las aves como en los mamiferos los impulsos viscerales
y apetitivos del viejo cerebro reptiliano quedan condicionados y modulados por el! sistema
limbico, que sé encarga de procesar y escrutar la informaci6n procedente de extero e
interorreceptores. El paleocortex actua, por tanto, como un poderoso inhibidor selectivo de
apetitos e impulsos impuestos por las necesidades basicas inmediatamente relacionadas con
la supervivencia y que surgen en funci6n de las condiciones del medio interno y del medio
externo. En cambio, el neocortex, que controla la actividad cognitiva intelectual, no parece
actuar directamente sobre el encéfalo reptiliano, sino que, como sefiala GOULD [15], "“crecié tan
deprisa que perdio el control de los centros emotivos".

En el encéfalo humano se ha producido, pues, un cierto desajuste debido a que, como dice
el mismo Jacob, su desarrollo evolutivo mediante el proceso de tinkering, ha sido algo asi
como colocar un reactor en un coche de caballos y que, por tanto, no es de extrafar que en
ambos casos haya accidentes, se tropiece con dificultades o se originen conflictos.

La corteza cerebral humana contiene unos cien mil millones de cuerpos neuronales con sus
correspondientes axones y dendritas formando una complejisima red de mas de un billdn de
interconexiones sinapticas. Este conjunto, que constituye mas del 80% de la masa del encéfalo,
es una lamina de un par de milimetros de espesor y de 1,5 metros cuadrados de superficie,
que se extiende sobre ambos lados del encéfalo formando los hemisferios cerebrales, cuyos
surcos y circunvoluciones son en realidad numerosos repliegues que reducen esta superficie
a su tercera parte. En cada hemisferio se distinguen cuatro ldbulos: frontal, temporal, parietal
y occipital, que, aunque delimitados por surcos o pliegues profundos, estan profusamente
conectados entre si mediante las neuritas de sus neuronas. Es todo este conjunto el que
constituye la base estructural de las actividades mentales, de forma que todos los fendmenos
de pensamiento y percepci6n se traducen en potenciales de acci6dn que se mueven a través
de la corteza. Hay autores, como PINES [35] y CRICK y KOCH [6], que Opinan que gran parte del
pensamiento, planificaci6n, lenguaje, imaginacion, creatividad y capacidad de abstraccidon
humanos proceden de esta lamina convoluta. Otros, como Eccles [11], afirman que el cerebro
es la sede de la mente a la que consideran como una propiedad emergente, que surge de la
actividad colectiva y finamente coordinada de todas las regiones cerebrales. En cambio, otros,
como FISCHBACH [13] no son tan rotundos, pues aun admitiendo que la compleja estructura
cerebral es suficiente para coordinar todas las actividades tanto motoras como sensoriales y
emocionales de los animales, no estan convencidos de que el cerebro humano, a pesar de ser
la estructura mas compleja del Universo, sea la base anatomica de la autoconciencia, de la
reflexion, de la abstraccion, de la imaginaciOn y de los estados de animo. Hay, pues, un

171

reconocimiento tacito de que aun se ignora qué es la mente y de que a lo Unico que se puede
aspirar actualmente es a hacer un estudio analitico de las actividades mentales. En una
situacion similar nos encontramos también los bidlogos cuando tratamos de establecer el
objeto fundamental de la Biologia, ciencia que, a pesar de sus indudables avances cada vez més
rapidos y espectaculares, aun no ha establecido qué es Ia vida, limitandose actualmente a
investigar como es la vida, mediante el andlisis de los fendmenos bioldgicos. Tanto en un caso
como en otro se sustituyen los sustantivos, "mente" o "vida", por los adjetivos "mental" o
"biol6gico"; en otras palabras, la investigacidn de la mente humana no ha rebasado la etapa
analitica, y, por tanto, todavia esta lejos de establecer qué es y COmo surgi6 la mente humana.

Precisamente una de las mentes mds brillantes de la Humanidad, Max DELBRUCK, en su
ensayo "Mente y materia" [8], deja sin contestacion la interrogante multiple que él mismo se
formula: "gCOmoO es pasible que en un mundo que inicialmente no contenia vida --ni, por
tanto, mente alguna-- apareciera la inteligencia? gC6mo pueden aparecer el entendimiento
y la capacidad de discernir la verdad, a partir de ia materia inerte?" Y, aun admitiendo que la
mente se haya originado por un proceso de seleccion natural, Delbruck se plantea otra
cuestiOn: "£cOmo es posible que dicho proceso haya dado lugar a una mente capaz de ahondar
en las mas complejas abstracciones matematicas, en la estructura de la materia o en la
naturaleza de la misma vida, todo lo cual era de dudosa o nula utilidad para el hombre de las
cavernas?" Al término de este interesante ensayo, en el que se refleja su profundo
conocimiento tanto de la fisica como de la astronomia, antropologia, biologia y genética,
Delbruck concluye que, en el caso del origen de !a mente, la naturaleza fue sumamente
prddiga, pues dio bastante mas de Ilo necesario.

Reflexionemos sobre estas interrogantes partiendo de la base de que el mecanismo de la
evoluci6n humana es el mismo que subyace en la de los demds seres de la biosfera. Por tanto,
siaceptamos que Ramapithecus y Australopithecus son precursores de Homo, no hay ninguna
razon para dudar de que el desarrollo de la inteligencia, de la creatividad, de la memoria, de
la capacidad de reflexion y de abstraccion y demas atributos de la mente humana, haya estado
condicionado por las fuerzas evolutivas, aunque, como veremos, hay que tener en cuenta el
efecto potenciador de la propia evolucion cultural. |

Por otra parte, si, como afirma ECCLES [11], el cerebro es la sede de la mente, hemos de
buscar las respuestas a las interrogantes de Delbruick en la evoluci6n del cerebro de los
Primates. Ello nos plantea otra: gCOmo pudo desarrollarse evolutivamente el cerebro de los
hominidos hasta llegar aser el substrato de todas las actividades mentales? Aunque no es facil
abordar ordenadamente esta cuestiOn, creo se podria empezar tratando de esclarecer el que
probablemente fue el primer paso de este proceso evolutivo y que, como queda dicho, se

produjo con relativa rapidez hace mas de dos millones de anos, esto es, la transici6n desde

172

Australopithecus afarensis, cuyo encéfalo era aproximadamente del mismo volumen (entre 450
y 500 c.c.) que el de un chimpancé, hasta Homo habilis, cuyo encéfalo (de unos 700 c.c.) Io
Capacitaba para desarrollar algunas actividades mentales, como la invencién de utensilios, |a
prevision de contingencias en la planificaci6n de las cacerias y posiblemente el intercambio
de ideas. Cabe pensar, pues, que esta transici6n entrafid no sdélo un considerable incremento
del numero de neuronas, sino también la consiguiente multiplicacién de las interconexiones
sinapticas.

éQué factores determinaron este primer incremento del volumen y de la complejidad
estructural del encéfalo? Dada la imposibilidad de comparar directamente los cerebros de
estos dos hominidos fdsiles, hemos de hacer algunas conjeturas basadas en datos
paleontoldgicos y en resultados de recientes estudios en los que se compara el hombre actual
con el chimpancé y otros antropoides en cuanto a determinados aspectos bioquimicos,
genéticos y neurofisioldgicos. Estos datos y resultados apoyan la idea de que el rapido
desarrollo cerebral de los hominidos ha estado motivado e impulsado principalmente por la
macromutacion y por |a plasticidad cerebral, potenciada a su vez por !a fetalizacion.
Vveamos:

Teniendo en cuenta que, como han demostrado KING y WILSON [21], muchas de las
proteinas humanas (citocromo c y las cadenas a, B y Ff de la hemoglobina) son idénticas a las
del chimpancé tanto en su secuencia de aminodacidos como inmunolégicamente y que, por
consiguiente, los genes estructurales que codifican Ja estructura primaria de estas proteinas
en ambas especies han de ser idénticos, es razonable pensar que esta similitud genética era
mucho mayor entre Australopithecus y Homo habilis. En otras palabras las diferencias entre
estos hominidos no eran debidas a mutaciones en genes estructurales, sino a
macromutaciones, que, al afectar a genes reguladores, influyen profundamente en el
desarrollo embrionario y conducen a cambios fenotipicos importantes, ya que alteran el
tiempo y el modo de expresion de varios genes simultaneamente. Parece, pues, verosimil que
el rapido aumento de volumen del cerebro de los hominidos haya sido impulsado en principio
por este tipo de mutaciones, que determinarian una o mas duplicaciones extra de las
neuronas.

Pero, mas importante que este aumento del numero de neuronas es la subsiguiente
formacion de la compleja red de conexiones sinapticas que caracteriza al cerebro humano.
Segun recientes investigaciones de FISCHBACH [13] y de SHATZ [38], esta red de interconexiones
es el resultado del crecimiento orientado de los axones, en el que se distinguen dos fases: en
la primera, que se realiza antes del nacimiento, el crecimiento de los axones esta determinado
genéticamente hasta que éstos alcanzan la zona apropiada; como ha demostrado SHATZ [38],
los axones crecen en la direcci6n adecuada debido a la existencia de ciertos productos génicos

173

que actuan como sensores moleculares especificos. En la segunda fase, que ocurre después
del nacimiento, es cuando se produce la verdadera maduraci6n cerebral, al terminar de
establecerse con suma precisi6n las conexiones sinapticas. Se caracteriza esta segunda fase
porque el crecimiento de los axones, en lugar de estar determinado genéticamente, esta
estrechamente condicionado por una de las propiedades més trascendentes del sistema
nervioso: su plasticidad, esto es, su casi ilimitada capacidad de remodelacién de las
conexiones sindpticas, dependiendo de la mayor o menor actividad neuronal, hasta el punto
de que esta actividad puede alterar el numero y localizaci6n de las sinapsis. Son los propios
potenciales de accidn los que modifican los circuitos a través de los cuales se trasmiten; como
dirfa Machado, "se hace camino al andar". Ello es particularmente cierto y ostensible durante
la vida perinatal, cuando el recién nacido entra en contacto con el mundo exterior, ya que las
ulteriores conexiones sinapticas dependen de impulsos nerviosos procedentes no s6élo del
cerebro, sino también de los receptores de estimulos del entorno. Asi, aunque el cerebro del
nino recién nacido contiene ya la totalidad de las neuronas, su peso es de unos 300 gramos
(apenas el 25% del adulto), y por tanto su crecimiento se debe a un incremento de tamajio
de los cuerpos neuronales y al aumento del numero de dendritas y de axones, asi como a la
prolongacion de éstos siguiendo trayectorias precisas hasta conectar con la siguiente neurona.
De este modo se van estableciendo las interconexiones entre las distitas Zonas y capas de la
corteza cerebral del adulto, y, como afirma FISCHBACH [13], es precisamente la intrincada
complejidad de la red de interconexiones neuronales la que distingue a Homo sapiens de los
demas animales.

La plasticidad cerebral también la presentan otros primates, como se desprende de los
experimentos de KANDEL y HAWKINS [20], quienes han comprobado que si a un macaco se le
hace ejercitar los dedos indice y anular de una mano (haciendo girar un disco impulsdandolo
continuamente con esos dos dedos), al cabo de poco tiempo ha aumentado no s6lo la destreza
manual del animal sino también el volumen de las correspondientes zonas motoras de la
corteza cerebral. Pero esta propiedad es mucho mas acentuada en el hombre, hasta el punto
de ser la base de la extraordinaria capacidad de aprendizaje caracteristica de la especie
humana, asi como de la adquisici6n de la increible destreza de los pianistas, violinistas,
mecandgrafos, malabaristas, prestidigitadores, etc., y de toda persona que consigue superarse
dia a dia mediante el continuo entrenamiento.

Esta enorme plasticidad del cerebro humano ha estado propiciada por algunos rasgos
preadaptativos que surgieron con la aparici6n de las dos singularidades bdsicas de los
hominidos: el bipedismo y el rapido crecimiento del encéfalo. Veamos. Uno de los escollos mas
importante con que tropezo la evolucion de los hominidos fue sin duda la incompatibilidad
de estas dos singularidades, debida a que el bipedismo, al hacer mas angosto el canal del

174

parto, limita el crecimiento del encéfalo y del crdneo que lo contiene. Cabe pensar, pues, que
esta incompatibilidad condicionéd la evolucién de los australopitécidos, en el sentido de que
la mayorfa de estos primeros hominidos hubieron de "renunciar" al desarrollo cerebral, y
quizds ésta fuera la causa de su extinci6n. Ahora bien, los datos paleontoldgicos indican que
una de las especies, Australopithecus afarensis (volumen cerebral 450 c.c.), "encontr6” el modo
de compatibilizar el bipedismo con el aumento de la masa encefalica, y ello posibilité Ia
aparici6n de Homo habilis (volumen cerebral 650 c.c.). Esta "soluci6n" evolutiva pudo consistir
en que la mutaci6n determinante de la duplicaci6n extra de las neuronas fuese acompanhada
de otra que determinara un acortamiento de Ia vida intrauterina del feto, que naceria antes
de que su crdneo fuese demasiado grande. En los subsiguientes pasos hasta llegar a H. sapiens
cada incremento de la masa cerebral tuvo que ser compensado por la correspondiente
disminucidn de la vida intrauterina, que ha quedado reducida a nueve meses en lugar de Ios
quince que debieran ser atendiendo a la masa corporal y a la vida media.

Esta reducci6n del periodo de gestaci6n fue fundamental no sdélo porque permitio el
aumento de! volumen encefalico sino también porque dio lugar a la fetalizacién, esto es, al
nacimiento en estado fetal. Esta otra consecuencia tuvo gran importancia preadaptativa,
porque ha sido el factor potenciador de la plasticidad cerebral en tanto en cuanto acorta e!
periodo en que el crecimiento de los axones esta determinado genéticamente mediante
sensores moleculares y adelanta el comienzo de la fase en que las conexiones interneurales
especificas estan condicionada por la propia actividad neuronal. En otras palabras, con el
adelantamiento del parto, se desencadena mucho antes la maduraci6n cerebral progresiva
impulsada por los estimulos del mundo exterior.

Quizas podamos ya intentar explicar la prodigalidad de la evolucion del cerebro
basdndonos en los comentarios que acabamos de hacer. Para ello, postulemdos que el
desarrollo evolutivo del encéfalo de los hominidos ha progresado a un ritmo creciente debido
a que ha estado sujeto a una espiral de realimentaci6n impulsada por la plasticidad cerebral,
en dos niveles diferentes.

El primero de estos niveles de realimentacion afecta a la segunda fase de la maduracion
cerebral, en el sentido de que cuanto mayor sea la actividad neural tanto mayor sera la
rapidez y la precisi6n de las interconexiones sindapticas que se forman, lo que se traduce en
un aumento de la complejidad estructural, con el consiguiente incremento de Ila actividad
neural, que, a su vez, estimula el establecimiento de nuevas interconexiones, y asi
sucesivamente. Es concebible, pues, que en algun momento el cerebro de Homo habilis
alcanzase un umbral critico de complejidad estructural suficiente para la prevision de
contingencias y, por ende, para la fabricacidn del primer utensilio. Con esto se pone en

marcha la evolucion cultural, que, a través del segundo nivel de realimentacion postulado,

175

quedo para siempre estrechamente vinculada al desarrollo evolutivo del cerebro, en elsentido
de que la aparicion progresiva de las actividades mentales y los avances culturales se vienen
impulsando mutuamente a través de una espiral ascendente, que no se ha interrumpido hasta
la actualidad.

Cabe pensar, por tanto, que la prodigalidad de la naturaleza con respecto a la mente
humana consisti6, todo lo mas, en dar al hombre de Neanderthal un encéfalo de 1.400 gramos
dotado, eso si, de una plasticidad potencialmente ilimitada, que sirvié de motor de la espiral
de retroalimentacion inherente a la evoluci6n cultural, de forma que aquella mente que en
principio servia, como dice Delbruck, Unicamente para construir y usar utensilios de piedra,
establecer un minimo de organizaci6on social para la caza y contar cuentos sobre cacerias
alrededor de la hoguera, le permite ahora, sdlo doscientos mil afios después, "llegar a las
abstrusas lejanias de la teoria numérica, la mecanica cuantica, la relatividad, las particulas
elementales y la genética molecular".

Pero, dado que la evoluci6n cultural no ha terminado, se puede afirmar que aquel encéfalo
de los neandertales, cuyo volumen no ha aumentado en los ultimos doscientos mil afos,
seguira siendo el soporte de una mente cada vez mas capaz de ahondar en teorias aun mas
abstrusas. Ello es concebible si se tienen en cuenta las dos formas de potenciacién de la
capacidad mental: por acumulaci6n de conocimientos a través de las generaciones (conexion
en serie de los cerebros) y, lO que es mas importante, porque un grupo de intelectuales,
actuando coordinadamente en equipo, esto es, conectando en paralelo sus cerebros, puede
realizar labores que sobrepasan con mucho la eficacia de cada uno de ellos por separado.

4.2. Lenguaje simbolico
Hoy se acepta sin reservas la opinion de BEALS y HOIJER [3] de que "el lenguaje es
probablemente la mds valiosa de las singularidades del hombre, ya que le permite comunicarse
directamente con sus semejantes posibilitando no sdlo el quehacer operativo y coordinado,
sino también la confrontaci6n de ideas y experiencias, asi como la transmisi6n acumulativa de
los conocimientos a través de las generaciones, ya sea mediante la palabra hablada como por
la escritura o la grabaci6n de la palabra por medios cada vez més sofisticados. Por
consiguiente, tanto el avance de la evoluci6n cultural como el progreso de las civilizaciones,
basados ambos en la convivencia y en la cooperaci6n, habrian sido imposibles sin el lenguaje".
Conviene aclarar, no obstante, que la comunicaci6n entre individuos de una misma especie
es un rasgo general de todos los animales, y en muchas especies gregarias o sociales esta
comunicaci6n interindividual es una necesidad fundamental. A veces, como ocurre én algunos
insectos sociales como las abejas, el codigo de sefnales es tan sofisticado y complejo, que no
es facil establecer una separaci6n neta con el lenguaje humano. Lo mismo ocurre con los

176

gestos y sonidos de muchas aves gregarias.

También el enigma referente al origen y evoluci6n del lenguaje numano ha sido abordado
por especialistas muy diversos (antropdlogos, etdlogos, neurofisidlogos, lingUistas, socidiogos,
etc), y en consecuencia, existe una gran cantidad de informacién, que concierne
principalmente a dos cuestiones: la comparacion entre el lenguaje humano y el de los animales
y la busqueda de respuestas a la interrogante "écudndo y c6mo surgi6 el lenguaje simbdlico?”

En lo que respecta a la primera de estas cuestiones, cabe resumir aqui algunos resultados
de estudios etoldgicos, linguisticos y neurofisioldgicos. Destaquemos en primer lugar los
estudios del etdlogo austriaco Konrad LORENZ quien, gracias a sus extraordinarias dotes de
observacion, ha establecido una neta separacion entre el lenguaje de los animales y el habia
humana. Segun este autor [26,27], los animales, particularmente las especies sociales o
gregarias, expresan sus "sentimientos” mediante un cierto numero de movimientos y sonidos
innatos; también tienen modos innatos de reaccionar ante estas senales siempre que las vean
0 las Oigan en un miembro de su especie. Por ejemplo, las especies de aves altamente sociales,
como el grajo o el ganso, tienen un complejo codigo de estas senales que son emitidas y
comprendidas por todos los individuos sin ninguna experiencia previa. Este codigo de sefiales
puramente innato de una especie animal difiere fundamentalmente del lenguaje humano,
Cuyas palabras tienen que ser aprendidas laboriosamente por el niNo una por una. Ademas,
los "lenguajes” animales, al ser un caracter especifico fijado y trasmitido genéticamente -
exactamente igual que cualquier otro caracter fenotipico- son ubicuos para cada una de las
especies, esto es, el lenguaje es el mismo para todas los individuos de una misma especie aun
Cuando pertenezcan a poblaciones aisladas geograficamente. En cambio, en el hombre,
aunque su capacidad lingUistica esta condicionada genéticamente, los distintos lenguajes no
son hereditarios, sino que, como parte integrante de la cultura, han de ser totalmente
adquiridos por aprendizaje. Mas adelante comentaremos la importancia de esta diferencia.

Sobre los aspectos linguisticos y neurofisiol6gicos existe una abundante informacion, que
resumimos aqui, apoyandonos principalmente en los capitulos que DELBRUCK [8], DOBZHANSKY
[10], WILSON [43] y YOUNG [44] dedican a estos aspectos, asi como en recientes publicaciones
de DAMASIO y DAMASIO [7], de GREENBERG y RUHLEN [16] y de RENFREW [36).

El rasgo mas llamativo, aunque no el mas importante, del lenguaje Numano es su
diversidad, pues se estima que en la actualidad se hablan mas de 5.000 idiomas ininteigibles
entre si, aunque derivados de una misma lengua original que ha ido diversificandose a la par
que la evolucion cultural. En todos ellos es posible expresar ideas, conceptos, emociones,
sentimientos y estados de animo, mediante la emisi6n de fonemas que se combinan entre si
para formar las palabras (simbolos) que, para que tengan significado, se han de pronunciar en
un determinado orden, de acuerdo con las reglas gramaticales de cada lengua. El numero de

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fonemas varia entre diez y setenta, segun las distintas lenguas, aunque la comunicaci6n es
posible con menor numero de fonemas, como ocurre con el lenguaje silbado de los gomeros,
en el que hay solo seis “’. Ahora bien, el habla no consiste Unicamente en una emisién de
sonidos controlada por determinadas areas motoras de la corteza cerebral, sino que la indole
simbolica de cualquier lenguaje humano entrafia complejos procesos mentales, como son la
transformacion del significado en sonido por parte de quien habla y transformaci6n del
sonido en significado por parte de quien escucha; ademas, para que la comunicaci6n sea
eficaz, es esencial que estos procesos mentales sean perfectamente reversibles en ambos
interlocucutores.

Por otra parte, la plasticidad cerebral confiere al lenguaje Nhumano la capacidad
practicamente ilimitada de componer nuevas expresiones comprensibles, de modo que con
un numero finito de palabras se puede expresar un numero infinito de ideas. Otro rasgo
indicativo de la mediacion de actividades mentales especificas en el lenguaje simbdlico es su
caracter representativo, que consiste en la posibilidad de referirse a objetos, hechos y
situaciones no necesariamente presentes en el entorno inmediato, sino sea cual fuere su
distancia en el espacio y en el tiempo; tampoco es necesario que sean reales, sino que pueden
ser puramente imaginarias.

Desde hace tiempo muchos neurocirujanos y neurofisidlogos se han interesado por localizar
en el cerebro humano la base organica de las actividades mentales implicadas en el lenguaje
simbélico. Al principio basaban sus estudios en relacionar ciertos trastornos del lenguaje con
lesiones cerebrales fortuitas y recientemente se investiga mediante el empleo de sofisticados
métodos para provocar o detectar impulsos nerviosos en distintas zonas muy concretas de la
corteza cerebral. De este modo se han identificado el area de Broca, en la que se coordinan
todos los movimientos musculares (labios, lengua, Cuerdas vocales, etc) implicados en la
articulacion de las palabras, y el area de Wernicke, receptor primario de los estimulos
auditivos. Ambas areas, que por regla general estan situadas en el hemisferio izquierdo, estan
interconectadas por un grueso haz nervioso, denominado fasciculo arqueado. Ninguna de
estas dreas existen en la corteza cerebral de los demas primates, ni siguiera en los péngidos
mas evolucionados.

También se ha profundizado en el estudio de los mecanismos de procesamiento del
lenguaje y se ha demostrado la existencia de grupos de estructuras neurales que actuan
influyendose reciprocamente. Asi, DAMASIO y DAMASIO [7] distinguen tres de estos grupos
estructurales: uno de ellos es muy extenso y comprende muchas de estas estructuras situadas

en ambos hemisferios y que sirven para representar los conceptos; otro, menos extenso y por

(*) Acerca del origen y peculiaridades del lenguaje silbado de los gomeros el lector podra encontrar mds fuentes de
informacio6n en una reciente publicaci6n de NAVARRO MEDEROS [31].

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lo comun situado en el hemisferio izquierdo, que procesa la formaci6n de las palabras y las
frases, y el tercero es un estrato crucial de mediacidn, en gran parte localizado también en e|
hemisferio izquierdo, y que sirve de intermediario entre los dos primeros, es decir, a partir
de conceptos estimula la emisi6n palabras, o bien hace que el cerebro evoque los conceptos
correspondientes a las palabras recibidas.

Antes de considerar la cuesti6n del origen del lenguaje simbdlico conviene comentar
brevemente dos singularidades de la especie humana indicativas de que su capacidad
linguistica esta determinada genéticamente. Me refiero al hecho de que cualquier nifio recién
nacido normalmente constituido posee, sea cual fuere su raza Oo condici6n social, dos rasgos
innatos: propension a la emisi6n de sonidos y capacidad de aprender a expresarse
correctamente en uno o mas dé los diversos idiomas actuales. Con respecto a! primero
de estos rasgos STEBBINS [39] sefala que entre los bebés y las crias de péngidos existe una
notable diferencia en cuanto a la emisi6n de sonidos: los primeros estan constantemente
emitiendo balbuceos, hasta que logran articular palabras reconocibles, los segundos, en
cambio, jamdas balbucean, sino que permanecen completamente silenciosos hasta que pueden
imitar los gritos que emiten los adultos. Por otra parte, es cierto que los macacos, babuinos
y chimpancés tienen un rico repertorio de gritos y una tendencia genética a emitirlos con el
fin de comunicar estados emocionales, pero este repertorio es insignificante comparado con
el del hombre, pues, como veremos, la adopcién de la postura erguida permitio a los
hominidos enriquecer el repertorio de sonidos hastael punto de que el hombre actual puede
emitir los fonemas necesarios para cOmunicarse en todos los idiomas. Es mas, como dice
WILSON [43], incluso sin palabras, la comunicaci6n humana seria la mds rica conocida, pues e!
numero de las senales no vocales, incluidas las expresiones faciales, posturas corporales y
movimientos, y toques, posiblemente supere el centenar. En este contexto cabe citar que !os
sordomudos pueden comunicarse mediante signos visio-motores (cinemas) con la misma
eficacia del lenguaje hablado.

Aun mayor significado evolutivo tiene el segundo de los rasgos enunciados, la capacidad
potencial innata de aprender cualquier idioma, puesto que indica que el cerebro del recién
nacido esta dotado de la plasticidad suficiente para convertirse en el soporte estructural de
todas las actividades motoras y mentales especificas del idioma en cuestidn. Este rasgo
distintivo de los humanos sugiere dos hechos evolutivamente importantes: en primer lugar
concuerda con la idea generalmente admitida de que el lenguaje simbdlico, como la vida,
surgi6 una sola vez, y en segundo lugar, al tratarse de un rasgo determinado genéticamente,
plantea la cuestion de cOmo y cuando se establecieron estos genes en las poblaciones
humanas 0 prehumanas, cuya contestaciOn seria de gran utilidad para la elucidaci6n del origen

del lenguaje simbolico.

179

5. 2.3. Cuando y como surgio el lenguaje simb6lico?

Algunos autores, como WILSON [43], opinan que el desarrollo del lenguaje simbdlico,
representa un salto cuantico en la evoluci6n, comparable al ensamble de la célula eucariética.
Como ya hemos dicho, también se acostumbra a atribuir el origen de la mente a otro salto
Cudantico en la evoluci6n de los hominidos; suele decirse, asimismo, que la mente es una
propiedad emergente. En este contexto debo confesar que desconozco si las expresiones
"salto cuantico" o "propiedad emergente" tienen algun significado filosdéfico o metafisico, pues
ami, como bidlogo, me sugieren la idea de un "destello" inesperado y, por tanto, me parecen
conceptos vacios, a los que se le podria dar contenido si se explicase c6mo y cuando se
produjo tal destello, y ello es lo que pretendo hacer aqui aun a sabiendas de que mis
razonamientos pueden resultar demasiado simplistas.

Comencemos con el "c6mo", que se presta a mas variadas suposiciones. Es posible que la
comunicacion entre los primitivos hominidos fuese una combinacidén de gestos significativos
y de exclamaciones vocales expresivas. La voz pudo haber sido mds importante en las partidas
de caza, mientras que los gestos manuales y faciales se usarfan para la ensefianza y el
aprendizaje en los campamentos. Esta suposici6n implica que el lenguaje evolucion6é durante
centenares de milenios, principalmente cuando H. erectus era el hominido dominante, aunque
es muy probable que el "destello" del lenguaje se produjera en un individuo de H. habilis, que,
seguramente formando parte de un grupo que vagaba por la sabana, haciendo uso de su rico
repertorio de gestos y vocalizaciones, articuld uno.o mas fonemas (tal vez para hacer notar
alguna circunstancia, como la presencia de un depredador o de algun alimento), y esta palabra
pudo ser correctamente interpretada por otro individuo, siendo ésta la primera vez que un
fonema 0 conjunto de fonemas:provocan la "misma" representaci6n mental tanto en el que
"nabla" como en el que "escucha”. Y si este ultimo fue también capaz de memorizar dicha
palabra y de repetirla ante la misma circunstancia, podemos decir que surgié el primer
simbolo, y ademas suponer que, dada su indudable ventaja adaptativa, seria seguido de otros
que sirvieron para denominar los demas elementos del entorno, con lo que se inicia un largo
proceso de aprendizaje que ya no se interrumpe hasta el momento actual, siguiendo una
trayectoria paralela a la evoluci6n cultural, y que, como ésta, se produce a un ritmo creciente
concomitante con el desarrollo de la mente, sujeto a un feed-back positivo con los avances
sociales, religiosos, politicos, etc.

Pero, aceptando que el lenguaje simbdlico surgi6 asi, ~cuando surgi6? Esta interrogante ha
sido abordada desde muchos angulos y, en consecuencia, se han propuesto hipdtesis muy
diversas que, quizas haciendo una excesiva simplificaci6n, podriamos agrupar atendiendo a
los criterios en que se basan: lingUisticos, culturales y paleontoldgicos.

DELBRUCK [8], apoyandose en criterios lingUisticos, situa el origen del lenguaje simbdlico

180

antes de la separaci6n de los indios americanos de sus parientes asidticos. Esto ha sido
corroborado por GREENBERG y RUHLEN [16], quienes demuestran, ademas, que los pobladores
del Nuevo Mundo llegaron desde Asia en tres oleadas migratorias, que dieron lugar,
respectivamente, a las tres familias linguisticas actuales: amerindia, na-dene y eskimo-aleutiana.
Por otra parte, cada vez son mas los autores que, como STEBBINS [39] y DELBRUCK [8],
basdndose en criterios culturales remontan el origen del lenguaje hasta Homo habilis,
relaciondandolo con la fabricaci6n de herramientas, armas arrojadizas y con la planificaci6n de
las partidas de caza.

Quizds el criterio mas objetivo para datar el origen del lenguaje humano es el que se apoya
en la evoluci6n organica de los primates, especialmente en lo que se refiere a la aparici6n y
Subsiguiente perfeccionamiento de Organos relacionados con la base orgdnica del lenguaje.
Como ya hemos sefialado, en la corteza cerebral humana existen una serie de centros (dreas
de Broca y de Wernicke, fasciculo arqueado) que no se encuentran en los demas primates
vivientes. La investigaci6n en este sentido seria muy esclarecedora si fuese posible hacer un
estudio comparativo de los cerebros de Australopithecus, Homo habilis y H. erectus, y, dada
la imposibilidad de una comparacién directa, en recientes estudios se estan haciendo
reconstrucciones de craneos fosiles, principalmente de australopitécidos, con la idea de
relacionar el relieve de sus superficies internas con posibles circunvoluciones; pero aun no se
han obtenido resultados significativos, y en todo caso habria que ser muy cCautelosos en su
interpretacion. -

También se ha abordado este estudio investigando en los restos fdésiles de los Hominidos
rasgos anatomicos qué pudieran estar relacionados con la modulaci6n de las vocalizaciones,
especialmente con la configuraci6n de la laringe y con la movilidad de la lengua.
Comentaremos dos tentativas en este sentido:

Segun MARLER (tomado de WILSON [43)]), la competencia vocal de los humanos se hizo
posible gracias a los cambios anatomicos que se produjeron como consecuencia de la postura
erguida y que afectan a la cavidad bucal y al tracto respiratorio superior. En efecto, con el
rostro dirigido por completo hacia delante, la cavidad bucal forma un angulo de unos 90
grados con el espacio faringeo superior. Esta configuraciOn permite retrasar la base lingual
hasta formar parte de la pared anterior del tracto faringeo superior. Asimismo, se han
alargado considerablemente el espacio faringeo y la epiglotis. Estos dos cambios principales
son los responsables de la versatilidad en la producci6n de sonidos. Cabe suponer, pues, que
esta competencia vocal existia ya en los australopitécidos.

La otra tentativa, impulsada por KOENIGSWALD [22], se basa en un estudio comparado de
la anatomia de la mandibula, cuyos resultados son bastante sugestivos. En los monos, el lado
interno de la sutura intermaxilar, esto es, la parte que queda detrdas del ment6én, aparece

181

totalmente lisa y muestra solo orificios vasculares. En el hombre, en cambio, encontramos en
este lugar una pequena osificacidn conocida con el nombre de spina mentalis y en la que se
insertan los musculos hioideos y genioglosos, que son indispensables para el movimiento de
la lengua. Se admite que la presencia de estas osificaciones es una de las pruebas anatémicas
mas seguras en favor de un lenguaje articulado. Segun Koenigswald, esta espina se aprecia
claramente también en el Hombre de Pekin, en el Hombre de Heidelberg y en todas las formas
humanas primitivas y, por tanto, opina que todos los hominidos conocidos hasta hoy fueron
al menos habladores en potencia. Cabe suponer, pues, que aunque la riqueza de vocalizaciones
se puede relacionar con la adopcion de la postura erguida, hace unos cuatro millones de anos,
el origen del lenguaje fue muy posterior, coincidiendo con el empleo del primer simbolo, hace
unos dos millones de anos, pues es l6gico pensar que la simbolizaci6n (que implica abstraccién
y representaciones mentales) no fue posible hasta que el cerebro alcanz6 un determinado
volumen, coincidiendo con la aparici6n de H. habilis. Ello nos lleva a relacionar estrechamente
el comienzo de la evoluci6n cultural con la aparici6n del lenguaje simbdlico, hasta el punto de
que esta singularidad humana ha quedado individuamente vinculada a la espiral de progresiva
potenciacion reciproca entre el desarrollo de la mente y el avance cultural. Tan es asi, que,
como queda dicho, el lenguaje se ha convertido en la palanca mas potente de la
autodomesticaci6n de la Humanidad, ya que es el Unico medio de comunicar ideas tanto
sociales como filosdficas, politicas y religiosas. Por consiguiente, aquellos grupos que
dispongan de medios eficaces para difundir sus prapias ideas, terminardn por inculcarlas en
el resto de la Humanidad. Esperemos que tales ideas no sean de agresiOn y dominio, sino de

solidaridad humanitaria.

4.3. La agresividad intraespecifica

Hemos visto que el desarrollo de la mente y del lenguaje simbdlico ha conferido a H.
sapiens una enorme ventaja selectiva que, al impulsar su evoluci6n cultural, lo ha convertido
en la especie dominante de la biosfera. En cambio, otra de las singularidades del hombre, su
peculiar agresividad intraespecifica, se nos presenta como un rasgo contraproducente que,
potenciado por la propia evolucion cultural, lejos de ser ventajoso para la especie, puede
conducir a su extincion. Por tanto, en el caso de la agresividad humana, hemos de considerar,
ademas de su origen, las posibles causas su incongruencia evolutiva.

No trataremos aqui la agresividad interespecifica humana, solo recordaremos que el
hombre se ha convertido en el gran depredador de la biosfera, debido a que su’ evolucion
cultural le ha llevado a sofisticar su agresividad interespecifica valiéndose de armas mortiferas
que le permiten practicar una depredacio6n masiva, hasta el punto de que ha causado la
extincidn de muchas especies animales. Como veremos a continuacion, también en el caso de

182

la agresividad intraespecifica, el hombre sobrepasa en violencia y crueldad a todas las demas
especies de la biosfera.

La agresion intraespecifica es un fendmeno generalizado en el mundo animal, consustancia!
con la selecciOn natural en sus dos aspectos: lucha por el alimento y lucha entre machos por
la prioridad de apareamiento. El primer aspecto se suele dar en especies relativamente
sedentarias que tienen un sentido de la territorialidad. Los machos acotan "su" territorio en
el que buscan el alimento tanto ellos como todos los miembros de su grupo. En este caso la
agresividad suele consistir en una actitud hostil frente a otros machos intrusos; esta actitud
puede conducir a enfrentamientos y a luchas que nunca son cruentas, pues acaban cuando
uno de los contendientes huye o hace gestos de sumisi6n.

El segundo aspecto de la agresividad intraespecifica, que ya fue descrito por Darwin,
consiste en las luchas. entre los machos de algunas especies para dirimir la prioridad de
apareamiento sexual. Esta forma de agresividad es propia de especies gregarias némadas y no
de las que defienden su territorio. Favorece la supervivencia de la especie porque guarda
correlaci6n con el cuidado paterno de las crias, tanto en su alimentaci6n como en la defensa
frente a otras familias o clanes, y es posible que sea el origen evolucionario de Ia rivalidad
entre clanes de una misma especie. Este tipo de agresividad existe en los primates gregarios,
como babuinos, gorilas y chimpancés, y es muy probable que la tuvieran también los
prehominidos como los australopitécidos. En todas estas especies hay un control de la
hostilidad intraespecifica de forma que la agresi6n nunca llega a ser cruenta, porque, como
hemos dicho, uno de los contendientes huye o hace gestos de sumisi6n que apaciguan al
vencedor.

Cabe preguntarse, pues, c6émo y cuando surgi6 la agresividad intraespecifica cruenta que
caracteriza a Homo sapiens y que no sé limita a la actitud hostil de defensa que presentan la
mayoria de los primates, sino que entrafa acometividad y violencia. Yo haria coincidir el
comienzo de la agresividad humana con el de la evolucién cultural, hace aproximadamente
unos dos millones de anos, cuando Homo habilis fabric6é sus primeros utensilios, en principio
"con vistas" (ya habia premeditaci6n) a la obtenci6n y preparacién del alimento, pero que
luego se fueron convirtiendo en armas para la agresiOn interespecifica (caza de animales cada
vez mayores). A medida que aumentaba la eficacia de tales armas, y por tanto se disponia de
mayor cantidad de alimento, se va produciendo un incremento en la densidad de poblacién,
con lo que se fue acentuando la violencia de la agresividad intraespecifica. Tal vez ésta haya
sido la causa de la expansi6n de Homo erectus por todo el Viejo Continente siguiendo una
conducta gregaria nomada. Pero llega una 6poca en que el hombre tiende al sedentarismo,
se produce la ocupacién de las cavernas y se establecen campamentos, lo que conduce a una
organizacion social con las consiguientes normas de convivencia y distribucién de las tareas

183

de la comunidad. Con ello nace en el hombre, hasta entonces némada, el sentido de
territorialidad y, sobre todo, el sentido de identidad de cada individuo como integrante de
"su" Comunidad. No es extrafno, pues, que surjan fricciones y conflictos entre poblaciones o
tribus colindantes, que al principio consistirian s6lo en una actitud hostil puramente defensiva,
pero que luego fue dando paso (tal vez coincidiendo con periodos de escasez) a una agresi6n
premeditada en forma de luchas fronterizas, con el saqueo de los poblados y con la muerte
de los vencidos, que a veces eran objeto de canibalismo, mas que para satisfacer el hambre,
como parte de ritos simbolicos, como sucedi6 con los neandertales (STEBBINS [39]). Lo cierto
es que a medida que progresa la evoluci6n cultural, impulsada por el creciente desarrollo de
las actividades mentales y facilitada por el enriquecimiento del lenguaje simbdlico, la
acometividad intertribal inicial se ha ido "perfecionando" hasta convertirse en la agresividad
intraespecifica actual, que Cuando es premeditada, planificada y considerada "“justa y
necesaria" recibe el nombre de guerra, y que ha conducido a la invencion de armas mortiferas
cada vez mas sofisticadas, estableciéndose |o que se ha denominado la carrera armamentistica
en una especie de espiral ascendente y sin fin, sobre todo en el caso de que dos estados o
comunidades tengan aspiraciones coincidentes de hegemonia y dominio. En tales
circunstancias se da prioridad a la industria bélica, en menoscabo de todas las demas
actividades.

éCOmo ha llegado el hombre a este grado de violencia grupal y a la guerra organizada, a
pesar de la evidente amenaza de extinciOn que supone para la propia especie?

A mi juicio, una de las respuestas mds ldgicas se debe a THORPE [41] quien, después de
reconocerse incapaz de encontrar una respuesta plausible, descarta como causas de la
agresividad intraespecifica la superpoblacion, la falta de espacio, la escasez de alimento,
basandose en ejemplos historicos en los que no existe correlaci6n alguna causa-efecto.
Tampoco la atribuye a los habitos cazadores, pues los esquimales, siendo cazadores son muy
pacificos. Este autor hace una distincidn entre la violencia individual y la violencia organizada
de la guerra moderna, dice que "las gentes que hacen la guerra no suelen ser violentas, ni
tampoco proceden de grupos violentos (p.e. Corea, Vietnam y el Medio Oriente) pero optan
por someterse a las privaciones, terrores y horrores que la guerra entrafa, triste y
obligadamente porque han sido persuadidos de que si no Io hacen los males seran peores. De
ahi que los persuasores, los Fuhrers, los Iideres y los demagogos influyan no solo sobre la gente
llana sino, a veces, también sobre los intelectuales, convenciéndoles de que existe cierto tipo
de gloria en la guerra. Puede ser que estos lideres si sean personalmente agresivos. Pero
écCOMO pueden persuadir a personas no violentas, no agresivas, pacificas, de que la guerra es
algo glorioso? Lo malo de la violencia de grupo y la guerra en las sociedades humanas es que

no hay ninguna restriccion inherente y efectiva”.

184

Ante el razonamiento de Thorpe, la interrogante que queda en el aire es éPor qué la
violencia intraespecifica del nombre no responde a los gestos de sumisi6n de los vencidos?
Se han propuesto varias interpretaciones. STEBBINS [39], por ejemplo, distingue entre violencia
individual y guerra, atribuyendo la primera (propia de francotiradores, destripadores,
estranguladores, etc.) a psicopatias o a lesiones cerebrales, pues €n muchos casos se ha
demostrado que estos agresores violentos padecen tumores cerebrales; en cambio, en el caso
de la guerra, especialmente cuando se emplean armas de largo alcance (artilleria, bombardeos,
etc.), el agresor no responde a los gestos de sumisi6n porque no ve el rostro de la victima.
Pero, esta explicaci6n no es aplicable a los combates cuerpo a Cuerpo ni tampoco a las luchas
a muerte entre gladiadores.

En mi opinion, la respuesta mas acertada es la de LORENZ [26], quien basdndose en sus
extensos y minuciosos estudios sobre el comportamiento agresivo de diversas aves y
mamiferos, tanto en su habitat natural como en cautividad, y tras hacer una comparacién
entre herbivoros y fieras y entre palomas y rapaces, encuentra una explicacién plausible tanto
por su lodgica como por su sencillez. Su tesis es la siguiente: los animales herbivoros, al no
poseer Organos especializados para la depredaci6dn, sostienen luchas que no son lesivas y que
acaban con la huida del perdedor, pero si éste no puede huir (por estar en cautividad),
entonces el vencedor actua sin ningun freno, a picotazos o mordiscos, hasta acabar con Ila vida
del vencido; en cambio, los mamiferos carniceros y las aves rapaces, que estan dotados de
“armas” mortiferas para su actividad depredadora (agresividad interespecifica) presentan una
agresividad intraespecifica que por lo general es totalmente incruenta, aun cuando los
contendientes estén en cautividad y, por tanto, el vencido no pueda huir, pues en este caso
el perdedor hace un gesto de sumisiOn que bloquea automaticamente la posible violencia de!
vencedor; por ejemplo, en una lucha entre perros o entre lobos la actitud de sumisi6n consiste
en que el vencido presenta su garganta indefensa al vencedor; pero éste, que momentos
antes le habria hincado sus muelas carniceras, es ahora, ante este gesto de sumisi6n, incapaz
de matar a su adversario. Como senala DELGADO [9], esta inhibici6n de la cruelidad esta
gobernada por el sistema limbico, que alcanza un extraordinario desarrollo tanto en aves
como en mamiferos y que al estar, por otra parte, muy ligado, al Cuidado de /a prole,
desencadena mecanismos inhibidores de la agresi6n no sdlo ante los gestos de sumisiOn, sino
también los rasgos infantiles y juveniles.

Esta conducta es perfectamente congruente, pues si estas inhibiciones no operasen, las
luchas intraespecificas acabarian siempre con la muerte de uno de los contendientes, con el
consiguiente riesgo para la pervivencia de la especie. Este comportamiento es el resultado de
un largo proceso evolutivo perfectamente compensado, de forma que a la par qué las
especies depredadoras van desarrollando Organos para su agresio6n interespecifica, su

185

conducta se va haciendo dependiente de una serie de inhibiciones innatas e instintivas que
evitan que un animal use indiscriminadamente sus armas contra individuos de su propia
especie en las luchas que sostienen defendiendo un territorio o dirimiendo la posesién de las
hembras. En estas luchas incruentas no es tan sorprendente Ia inhibici6n del vencedor (que
es incapaz de morder la garganta del vencido), como la confianza del vencido en la eficacia
de su gesto de sumision.

Paradojicamente, Homo sapiens, a pesar de que dispone de armas incomparablemente mas
mortiferas que las de las fieras, y que ademas es consciente de las consecuencias de una
agresividad intraespecifica cruenta, rara vez atiende a la solicitud de misericordia del vencido.
Su agresividad intraespecifica no esta sujeta a la inhibici6n por el gesto sumiso y suplicante del
vencido. Lejos de ello, se ha dedicado a la fabricaci6n de armas cada vez més eficaces
destinadas no solo a Ja depredacién sino también a la aniquilaci6n de sus congéneres,
convirtiéndose asi en la Unica especie potencialmente capaz de ocasionar su propia extincidn.

éA qué se debe esta singularidad de la especie humana? Segun LORENZ [26], es consecuencia
de un desajuste entre la evolucién orgdnica y la evolucién cultural, que él razona
magistralmente diciendo que "sdlo existe un Unico ser que posee armas que no han crecido
en su cuerpo, y de cuyo funcionamiento los instintos no saben nada y que, por tanto, no estan
sujetas a la adecuada inhibici6n. Este ser es el hombre, cuyas armas son cada vez mas
monstruosas, hasta el punto de que en unas pocas décadas ha preparado un arsenal, capaz de
destruir el planeta". E insiste: "nos diferenciamos de.los animales en que no hemos recibido
nuestras armas de la naturaleza sino que las construimos nosotros mismos por nuestra libre
voluntad. Si estas armas nos hubiesen salido en nuestro cuerpo como resultado de un proceso
evolutivo, los correspondientes impulsos e inhibiciones necesitarian para su desarrollo un
tiempo que los gedlogos y los paleontdlogos estan acostubrados a manejar, pero no los
historiadores."

Ante este alarmante desequilibrio entre la evoluci6n organica y la cultural, esperemos que
la mente responda acertadamente y que valiéndose del lenguaje dirija la evoluci6n cultural
hacia la instauracion en la especie humana de los mecanismos de inhibiciO6n de su agresion,
que no le han sido dados por la Naturaleza, pero que son imprescindibles para evitar su

autodestruccion.

186

AGRADECIMIENTOS

En primer lugar, deseo expresar aqui mi profunda gratitud a la Academia Canaria de
Ciencias y en especial a su digno Presidente, el Prof. Nacere Hayek Calil, y a su Vicesecretario,
el Prof. Angel Gutiérrez Navarro, quienes han intervenido de forma muy importante en dos
decisiones de la Academia que me llenan de satisfacci6n y de orgullo: la invitacién a dar la
Conferencia inaugural del curso 1992/93 y el nombramiento de Académico Correspondiente.

Asimismo deseo hacer constar mi sincero agradecimiento a los siguientes compafieros de
la Facultad de Biologia de Sevilla, que, desde sus respectivas especialidades me han prestado
una ayuda muy valiosa y absolutamente imprescindible dado el cardcter multidisciplinar del
tema tratado: a Josep Casadesus Pursals y Antonio Marin Rodriguez, de! Departamento de
Genética, por sus acertadas criticas y orientaciones en aspectos genéticos y antropoldgicos,
respectivamente; a Rosario Pasaro Dionisio, del Departamento de Biologia y Fisiologia Animal,
por sus consejos sobre fuentes bibliogrdficas y sobre terminologia relacionadas con
Neurofisiologia; a José M? Delgado Garcia, del mismo departamento, por sus orientaciones
sobre la estructura y funci6n del sistema limbico; a Francisco Gil Martinez, del Departamento
de Fisiologia Vegetal, y a su hijo, Francisco Gil Iriarte, estudiante de la Facultad de
Informatica, por la inestimable colaboraci6n que ambos me han prestado en el procesado de
este texto y en general en el allanamiento de los escollos informaticos con los que tropiezo
con gran frecuencia; a Concepcion Fedriani Iriso y Javier Ollero Marquez, de mi mismo
Departamento de Microbiologia, por su critica constructiva y por haberme facilitado libros de
Sus respectivas bibliotecas privadas; al personal de la Biblioteca de la Facultad,especialmente

_a Maria Roldan Munoz y Rafael Solis Avila, por la paciencia y amabilidad con que me han
dispensado su eficaz colaboracion en la utilizacidn de los fondos de Ia biblioteca.

Y por ultimo, pero no por ello es menor mi gratitud, a mi hija, M? del Carmen Pérez
Hurtado de Mendoza, estudiante de la Facultad de Bellas Artes, por su colaboraci6n en la

preparacion de las ilustraciones.

187

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Las. actividades. de la Academia Canaria de Ciencias comenzaron
con la ceremonia de apertura del curso académico que tuvo lugar el
dia 4 de Febrero de 1994 en el Sal6n de Actos de la Real Sociedad
Econ6émica de Amigos del Pais de Tenerife, amablemente cedido por
su Director al que, una vez m&as, dejamos constancia de nuestro a-

gradecimiento por su colaboracion.

Presidi6 el acto el Excmo. Sr. Presidente Dr. D. N&cere Hayek,
acompanado de diversas autoridades universitarias, Directores de
Colegios Profesionales y Presidentes de otras Corporaciones. Tras
la lectura por el Ilmo,. Sr. Secretario Dr. D. José Bretén Funes de
un avance de la Memoria correspondiente al afio 1993, el Excmo. Sr.
D. Amable Linan Martinez, Catedr&tico de la Universidad Politécni-
ca de Madrid y Premio Principe de Asturias de Investigaciin, pro-
nunci6 la conferencia inaugural titulada "' Modelizacién y an4lisis
de los procesos de combustién "', la cual fué seguida de un intenso

e interesante coloquio.

Aparte de la leccién resefiada, los Ilmos. Sres. D. Agustin A-
révalo Medina, Miembro Numerario de esta Academia, y D. Luis Angel
Cordero Rego, Catedratico de la Universidad de Santiago de Compos-
tela y Miembro de la Academia Galega de Ciencias, impartieron sen-
das conferencias tituladas " La sintesis del diamante, desarrollo
hist6rico desde el punto de vista de la Quimica-Fisica "" y " Algu-
nos aspectos de la geometria de foliaciones " en los dias 30 de

Junio y 10 de Octubre de 1994, respectivamente.

La Academia también intervino durante el periodo que se comen-

193

ta, en un Seminario sobre '' Ecosistemas marinoes tropicales

y subtropicales. Conservaci6én y recursos '', organizado por

el Departamento de Biologia Vegetal ( Botanica ) de la Facul-
tad de Biologia de la Universidad de La Laguna, constituido
por siete conferencias que fueron dictadas por profesores de

las Universidades de La Habana, La Laguna, Madrid y México.

En este mismo concepto, la Academia colaboré en un Curso
sobre "' Aplicaciones industriales de los microorganismos ",
Organizado por el Departamento de Microbiologia y Biologia
Celular de la Universidad de La Laguna, cuya conferencia i-
naugural fué pronunciada por el Profesor Dr. D. Oleg Milstein
de la Universidad de Gottingen ( Alemania Federal ). Intervi-
nieron también en el referido curso otros Profesores de la U-

niversidad de La Laguna.

Asimismo, la Academia particip6 en la organizaci6én de un
Curso de especializaci6n sobre ™" Perspectivas en €1 estudio de
helechos ", cuyo desarrollo tendra lugar en los primeros meses
del afio préximo y que estara a cargo de profesores de Univer-
Sidad de distintos paises, de varias Universidades espanolas

y de la Universidad de La Laguna.

La Junta de Gobierno de la Academia se reuni6é dos veces
en este afio; entre otros acuerdos, se tom6éd la decisidén de pro-
poner ( 15 de Diciembre de 1994 ) a la General, el nombramiento
de Académicos Correspondientes, en atencidn a los relevantes
méritos que en ellos concurren y previo los tramites estatuta-
rios pertinentes, a los Ilmos. Sres. Dres. D. Amable Lifian Mar-

tinez y D. Luis Angel Cordero Rego.

194

La Junta General Ordinaria se reuni6é una séla vez en este
ano, conforme a lo preceptuado. De lo alli tratado-conviene re-
senar la constante preocupacién, pese a las gestiones que se si-
guen realizando, por la falta de un lugar propio digno como sede
de la Academia. Asimismo, se pusieron de manifiesto otras gestio-
nes realizadas ( via el Instituto de Espafia en el Ministerio de
Justicia ) para que nos sea facilitada alguna persona que coadyu-
ve a las labores burocraticas de la Academia y que hasta el momen-

to no han dado el resultado apetecido.

Ha aparecido el volumen V de la Revista de la Academia Cana-
ria de Ciencias, que sigue manteniendo su alta calidad. Consta de
tres fasciculos correspondientes a las disciplinas de Matematicas,
Biologia y un tercero a las de Fisica y Quimica. Ya se haya par-

cialmente repartido.

El Premio de la Academia correspondiente al afo 1993 ( Matema-
ticas ) fué concedido, por decisién unanime del Jurado nombrado al
efecto, al Profesor Dr. D. Luis Angel Cordero Rego de la Universi-
dad de Santiago de Compostela, que ya hemos citado con anteriori-
dad. Fué asimismo oportunamente convocado el Premio correspondien-

te al ano 1994, relativo a la disciplina de Biologia.

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NORMAS PARA LA REDACCION Y ENVIO DE ORIGINALES

1. GENERALES

ll. La Revista de la Academia Canaria de Ciencias publica artfculos de
investigaci6n que sean inéditos, sobre temas de Matematicas, Fisica, Quimica y
Biologia. La Revista acepta también trabajos sobre " Historia y Filosoffa de
la Ciencia ", especialmente referidos a las materias citadas, si bien en esta
Seccién sélo aparecerd un maximo de dos trabajos en cada uno de los nuimeros
que se publiquen.

1.2. Dado que la Revista utiliza el sistema offset de edici6n, empleando como
original el que facilitan los autores, se aconseja a éstos el maximo cuidado
en su confecci6én, usando una maquina eléctrica con cinta plastica negra o
cualquier sistema de tratamiento de texto con impresora laser, sobre papel
blanco de buena calidad tamafio DIN A-4.

1.3. El texto de cada trabajo, redactado en espafiol o en inglés (o bien en
cualquier otro idioma a juicio del Comité Editorial), no deberad exceder de 16
paginas, aunque se recomienda una extensién de 6 a 10 paginas como promedio.
El limite maximo para los destinados a la Seccién de Historia y Filosoffa de
la Ciencia es el de 25 paginas. Se entienden, tanto en un caso como en el
otro, inclufdas Notas, Bibliografia y Tablas.

1.4. El envio de cualquier original (cuyas hojas deberan ser numeradas con
l4piz en el margen superior izquierdo), ha de ir acompafiado de una copia, y se
dirigira a:

Director-Editor Profesor N. Hayek

Revista de la Academia Canaria de Ciencias
Facultad de Matematicas

Universidad de La Laguna

Tenerife, Islas Canarias (Espafia)

2. PRESENTACION DEL TRABAJO

2.1. La caja o espacio ocupado por el texto en cada pagina, ha de tener unas
dimensiones de 17 cm de ancho por 25 cm de largo, dejando margenes de 2 cm a
cada lado y a 2 cm del borde superior de la pagina.

2.2. Se escribira a doble espacio entre lineas.

2.3. La pagina de introduccién debe comenzarse a 5 cm del borde superior de la
misma y ha de incluir los siguientes datos: Titulo del trabajo (en letras
mayusculas centrado); Autor (inicial del mombre y apellido del autor, y lo
mismo caso de ser varios los autores); Centro donde se ha realizado, con
direccion postal; Abstract en inglés (con una extensidn maxima de _ 150
palabras) y Resumen en espafiol (con tope de igual extensién); Key words o
Palabras clave.

2.4. El comienzo de los parrafos tendra una sangria de cinco espacios.

2.5. Los encabezamientos de cada seccién (INTRODUCCION, PARTE EXPERIMENTAL,
RESULTADOS, DISCUSION, etc ...) numerados correlativamente, seran escritos con
letras MAYUSCULAS sin subrayado y centrado en el texto. Los encabezamientos de
subapartados o subsecciones, numerados en la forma 1.1, 1.2, ..., 2.1, 2.2,
.., se escribiran con letras minusculas subrayadas al margen izquierdo.

197

2.6. Las notas o llamadas, escritas con letra mas pequefia(*) y con un espacio
entre lineas, figuraran a pié de pagina, precedidas de un indicativo, por
ejemplo, (*),. 6"); ete...

2.7. Las referencias bibliograficas, intercaladas en el texto, contendran los
nombres de sus autores seguidos de un corchete de la forma [ ], en el que
figurara el numero correspondiente de la Bibliograffa; por ejemplo, G. CANTERO
[23] 6 sdélo apellido, CANTERO [23]. A veces (y esto se deja a criterio del
autor), el texto quizds requiera poner simplemente sdlo el numero de la
bibliografia, o sea [23], sin citar autor.

2.8. Las Tablas han de numerarse con nimeros romanos. Las figuras y dibujos
(en tinta china) o fotografias (en blanco y negro y papel brillante) deberdn
ser numeradas consecutivamente y con nuimeros arabigos. Los Apéndices (si los
hay), se incluiran al final del texto, antes de la Bibliografia.

2.9. BIBLIOGRAFIA: Toda la bibliografia debe ser escrita por orden alfabético
de apellidos (por ejemplo, DAVIS, E.G.; GONZALEZ, E. Y PEREZ, J.; MANRIQUE,
S.; ...). Las referencias bibliograficas de articulos deberadn contener: autor
(en mayusculas), afio de publicacién, revista, volumen y paginas; por ejemplo,
WATSON, G.N. (1948), J. Diff. Geom., 3, 141-149. En caso de libros ha de
incluirse: autor (en mayitsculas), afio de publicacién, tiftulo (a ser posible,
en cursivas o italicas), editorial y lugar de publicacién; por ejemplo, ELLIS,
A.J. and MAHON, W.A.J. (1977), Chemistry and Geothermal Systems, Academic
Press, London.

2.10. AGRADECIMIENTOS: centrado y texto a un espacio.

2.11. Se recomienda a los autores que tengan en cuenta los Reglamentos
Internacionales de Nomenclatura para cada materia de las citadas en el
apartado 1.1, asi como los usos_ internacionales referentes a _ simbolos,
unidades y abreviaturas.

3. NOTAS FINALES

3.1. Los articulos seran sometidos a estudio por el Comité Editorial el cual,
asesorado por expertos, decidird si procede o n6d a su publicacién, o bien
propondra a los autores que hagan las modificaciones convenientes.

3.2. Por cada trabajo publicado, se entregaran al autor o autores, un total de
30 separatas.

3.3. El texto, incluidas figuras, tablas, diagramas, etc ..., de un trabajo
publicado en la Revista de la Academia Canaria de Ciencias no podra ser
reproducido sin permiso de la Academia Canaria de Ciencias.

Nacere Hayek

Director-Editor

(*) Por ejemplo, Courier de paso 12.

198

INSTRUCTIONS TO AUTHORS

1. GENERALS

ll. The Revista de la Academia Canaria de Ciencias publishes unedited
research works in Mathematics, Physics, Chemistry and Biology themes. The
Journal also accepts papers about "History and Philosophy of the Science",
specially referred to the aforementioned subjects, though this Section will
not publish more than two works in each number. .

1.2. The Journal makes use of offset edition system, employing like original
the one sent by the author; it is advised to write up the articles with too
much care, using electric typewriter with black plastic ribbon or whatever
text processing system with laser printing on good quality white paper at DIN
A-4 size.

1.3. The text of each paper, written either in Spanish or English language or
whatever one, allowed by Editor Committee, will have no more than sixteen
pages, though it is recommended not to exceed six to ten pages. The limit of
pages for the History and Philosophy of the Sciences Section is twenty-five
ones.In both cases this includes Notes, Bibliography and Tables.

’ 1.4. The sending of all originals (which pages have to be numbered with pencil
on the left upper corner), should be enclosed with a copy and be sent to:

Director-Editor Profesor N. Hayek

Revista de la Academia Canaria de Ciencias
Facultad de Matematicas

Universidad de La Laguna

Tenerife, Canary Islands (Spain)

2. PRESENTATION OF THE WORK

2.1. The text layout in each page, has to have the following dimensions: 17 cm
in width, 25 cm in length, 2 cm in each margin and 2 cm from the upper edge.

2.2. It will be written in double-spaced.

2.3. The introduction page has to begin-5 cm from the upper edge with the
following information: Tittle (centered capital letters); Author (first name
initials and surname, the same in the case of several authors); Institution
where it was maked with postal address; Abstract written in English (at most
150 words) and a Spanish Summary (with the same extension); Key words.

2.4. Each paragraph will have a 5 spaces indentation.

2.5. The correctly numbered headlines of each Section (INTRODUCTION,
EXPERIMENTAL PART, RESULTS, DISCUSSION, etc, ...) should be written in
CAPITALS not underlined and centered. The subheadings and_ subsections
headlines, numbered like 1.1, 1.2, ..., 2.1, 2.2, ..., will be written in
underlined lower-case letters at the left margin.

2.6. The annotates, written in smaller letters(*) and one space between
lines, will appear at foot of the page, preceded by an indicative, for

(*) For example, Courier 12.

199.

example, (*), (**), etc.

2.7. The bibliography cross-references in the text, will contain the authors
names and surnames followed by brackets like this [ ], with its respective
number; for example G. CANTERO [23] or only the surname CANTERO [23]. It is
possible, if the text requires it and the author desires it, to write only the
number without the author name like [23].

2.8. The Tables have to be numbered in Roman numbers. The figures and drawings
(in black ink) or photographs (in shining black and white paper) have to be
consecutive numbered in Arabic. The Appendixes (if they were) will be included
at the end of the text, before Bibliography.

2.9. BIBLIOGRAPHY: Bibliography has to be written in surname alphabetic order
(for example, DAVIS, E. G.; GONZALEZ, E. and MANRIQUE, S.; ...). The articles
bibliographic references have to contain: author (in capitals), publication
year, Journal, volume and pages; for example, WATSON, G. N. (1948), J. Diff.
Geom., 3, 141-149. When it is in books, it has to contain: Author (in
capitals), publication year, Tittle (in Italics if it is possible),publishing
house and publication place; for example, ELLIS, A. J. and MAHON, W. A. J.
(1977), Chemistry and Geothermal Systems, Academic Press, London.

2.10. ACKNOWLEDGEMENTS: centered and one-spaced.

2.11. It is recommended the authors followed Nomenclature International Rules
for each aforementioned subject in 1.1, as well as the international uses
relative to symbols, units and abbreviations.

3. FINAL NOTES

3.1. The articles will be submitted for consideration by Editor Committee
that, advised by referees, will decide if the publication proceeds or not, or
it will be proposed the author for making appropriate modifications.

3.2. The author (or authors) receive a total of 30 free reprints.

3.3. Working texts, included figures, tables, diagrams, etc., published in
Revista de la Academia Canaria de Ciencias must not be reproduced without
Academia Canaria de Ciencias license.

Nacere Hayek

Director-Editor

200

REVISTA DE LA ACADEMIA CANARIA DE CIENCIAS

Folia Canariensis Academiae Scientiarum

Volumen VI - Nums. 2-3-4 (1994)

INDICE

PRESENTACION

SECCION FISICA

M. GONZALEZ-DIAZ y P. RODRIGUEZ-HERNANDEZ. Propiedades
electr6énicas y estructurales del GaAs y el ZnSe. ‘

SECCION QUIMICA

H. KRUSE, M. BURKE. Research on working fluids for refri-
geration, air-conditioning, and heat pump systems. :

SECCION BIOLOGIA

M.P. AREVALO, A. ARIAS, C. RODRIGUEZ, A. SIERRA. Estudio
higiénico-sanitario de aguas de playa del sur de Tenerife

M. SANTAMARIA, J. CORZO, M.A. LEON-BARRIOS y A.M. GUTIE-
RREZ—-NAVARRO.Efecto de la conservaci6én de las muestras
sobre el comportamiento serolégico de diferentes estirpes
de Bradyrhizobtum (Chamecyttsus) . ..... .

M. BARONE, F. SIVERIO y D. TRUJILLO. Sobre la distribu-
cién y el habitat del Btiho Chico Asto otus canartenstis
(Madarasz, 1901) en la isla de La Palma, Canarias (Aves:
EEA) wc ck Spe le el lw ee

F. LA ROCHE y J.C. RODRIGUEZ-—PINERO. Aproximacién al ni-
mero de taxones de la flora vascular silvestre de los
archipiélagos macaronésicos. ....... .

SECCION HISTORIA Y FILOSOFIA DE LA CIENCIA

M. VAZQUEZ. La idea de la vida extraterrestre a lo largo
8 ES PO: a ;

J.A. BELMONTE, C. ESTEBAN, A. APARICIO, A. TEJERA GASPAR
and O. GONZALEZ. Canarian Astronomy before the conquest:
Muerte Shanic Calendar. - ... .« « + s« 8 +s «© © es es

JULIO PEREZ SILVA. Enigmas de la evoluci6én humana. . .

VIDA ACADEMICA

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NORMAS PARA LA REDACCION Y ENVIO DE ORIGINALES ....

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INDICE
Pags.

PRESENTACION . . Se gE oe ee ee a ee, ee 5
SECCION FISICA
M. GONZALEZ-DIAZ y P. RODRIGUEZ-HERNANDEZ. Propiedades
electr6énicas y estructurales del GaAs y el ZnSe. .... 9
SECCION QUIMICA
H. KRUSE, M. BURKE. Research on working fluids for refri-
geration, air-conditioning, and heat pump systems. ... 25

SECCION BIOLOGIA

M.P. AREVALO, A. ARIAS, C. RODRIGUEZ, A. SIERRA. Estudio
higiénico-sanitario de aguas de playa del sur de Tenerife 49

M. SANTAMARIA, J. CORZO, M.A. LEON-BARRIOS y A.M. GUTIE-
RREZ-NAVARRO.Efecto de la conservacién de las muestras

sobre el comportamiento seroldégico de diferentes estirpes

de Bradyrhizobium (Chameeyttewe) . « 2 2 » * « = 6 & @ 55

M. BARONE, F. SIVERIO y D. TRUJILLO. Sobre la distribu-

cién y el habitat del Btho Chico Asto otus canariensts
(Madarasz, 1901) en la isla de La Palma, Canarias (Aves:
Strigidae) « «:« . » «8 «© «sl a& & GPE 6) &@ Glia eee 65

F. LA ROCHE y J.C. RODRIGUEZ-—PINERO. Aproximacidén al na-
mero de taxones de la flora vascular silvestre de los
archipiélagos mataronésiceos., . .« « 5 «‘s © =k = & 2 ee 77
SECCION HISTORIA Y FILOSOFIA DE LA CFENCIA

M. VAZQUEZ. La idea de la vida extraterrestre a lo largo
de la histeria . « . ss # « « + 6 Soe @. eee eee

J.A. BELMONTE, C. ESTEBAN, A. APARICIO, A. TEJERA GASPAR
and O. GONZALEZ. Canarian Astronomy before the conquest:
the prée-hispanic calendar. -.°s s & « aot, oe ew ee eee ee

JULIO PEREZ SILVA. Enigmas de la evoluci6én humana. ... 157

VIDA ACADEMICA

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NORMAS PARA LA REDACCION Y ENVIO DE ORIGINALES ...... 197

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