A BRIEF HISTORY OF VITAMINS

 

The fundamental components of the human diet —the so-called macronutrients: water, carbohydrates, fats, and proteins— were identified almost two hundred years ago by an Englishman named William Prout, a curious fellow who combined chemistry with theology. Even back then, it was clear that some other elements were needed to produce a fully healthy diet. For a long time, no one knew exactly which elements those were, but it was evident that if they were missing from the diet, people were likely to suffer from deficiency diseases like beriberi or scurvy.

Initially, they were called "complementary factors of foods." We now call them vitamins. Vitamins are simply organic chemical substances that, because we cannot produce them ourselves, we need to obtain from our food.

At the dawn of the 20th century, British biochemist Frederick Gowland Hopkins, a man with a curious resemblance to the 8th Marquis of the Guadalquivir Marshes, was busy feeding his laboratory rats. He treated them well with a diet of proteins, fats, carbohydrates, and minerals. Although it was known that these substances were the main components of food, they were not sufficient to maintain health. Something was missing: the rats were succumbing to malnutrition.

In 1906, after discovering that supplementing the diet with some milk caused his rats to grow wonderfully, Hopkins coined the term "auxiliary food factor," something previously unknown but necessary for normal development.

Hopkins was not the first to make such an observation. Between 1878 and 1883, Kanehiro Takaki, a Japanese military doctor, had studied the high incidence of a terrible disease among sailors, characterized by muscle degeneration, heart irregularities, and emaciation, known as "beriberi," a name derived from a native Sri Lankan expression meaning "I can't, I can't," referring to the progressive loss of mobility experienced by those affected.

Takaki discovered that among the 276 men of a ship’s crew whose diet mainly consisted of polished rice (a type of rice ground to remove the bran, germ, and fiber, leaving a starch-rich grain), 169 cases of beriberi developed, with twenty-five deaths within nine months. On another ship, no deaths occurred, and only fourteen cases of the disease were reported. The difference was that the crew of this second ship was given more meat, milk, and vegetables. Takaki concluded that this had something to do with the protein content of the diet, but he was mistaken.

Fifteen years later, Christiaan Eijkman, a Dutch doctor working in Java, observed that chickens fed polished rice also contracted beriberi but recovered when fed brown rice. He thought the starch in polished rice was toxic to the nerves and that the bran contained an antidote. His conclusion, like Takaki's, was wrong.

Casimir Funk, a Polish biochemist who had emigrated to the United States, read an article by Eijkman describing that people who ate brown rice were less susceptible to beriberi than those who ate only completely milled rice. Funk attempted to isolate the responsible substance, and in 1912 he finally succeeded. The compound turned out to belong to a family of molecules called amines, and Funk, convinced they were vital for life, coined the term "vitamin."

Funk suggested that diseases like rickets, pellagra, and scurvy were also caused by vitamin deficiencies, an idea also proposed by Dutch researcher Gerrit Grijns, who continued Eijkman’s work. Both were correct, but their work was not recognized.

In 1929, Hopkins and Eijkman shared the Nobel Prize in Physiology or Medicine for their work on vitamins, but Grijns and Funk were ignored. Funk rightly protested because the Nobel committee awarded the prize to Hopkins for "his discovery of vitamins that stimulate growth," even though Hopkins himself never claimed to be the discoverer of vitamins. It was true: there was no single discoverer; many scientists contributed to the knowledge we now have about vitamins.

In 1913, Elmer McCollum and Marguerite Davis, biochemists at the University of Wisconsin, discovered that rats fed lard as their only fat source did not grow and developed eye problems. When butterfat or an egg yolk extract was added to their diet, growth resumed, and the eye condition was corrected.

McCollum suggested that whatever was present in the ether extract should be called fat-soluble factor "A," and the aqueous extract that Funk had used to prevent beriberi should be called water-soluble factor "B." When it was discovered that the water-soluble extract was a mixture of compounds, its components were designated with numerical subscripts. The specific factor against beriberi was eventually named vitamin B1 or thiamine.

Effects of scurvy in the Diary of Henry Walsh Mahon aboard the convict ship Barrosa.

 

Vitamin B3, or niacin, was added to the vitamin family in 1914, when American doctor Joseph Goldberger solved the mystery of pellagra, an epidemic in the southern states, particularly in cotton-growing areas. Described as the disease of the four Ds: diarrhea, dermatitis, dementia, and death, it was thought that pellagra was related to cotton, either as a germ or a toxin contained in the plant.

Goldberger, a public health doctor, demonstrated that the disease was actually caused by a diet consisting mostly of corn and could be cured by adding fresh vegetables, milk, and eggs. Twenty years later, in 1937, Norwegian-born American biochemist Conrad Elvejhem identified niacin as the nutrient lacking in corn that was necessary to prevent pellagra.

Although it is known that the Spanish, at least since the early 17th century, regularly used citrus fruits as a method to prevent scurvy, vitamin C, the most famous of all vitamins, was identified in 1932 by Hungarian-American physiologist Albert Szent Gyorgyi, who was awarded the Nobel Prize in Physiology or Medicine in 1937. He extracted the compound from paprika and suggested it be named ascorbic acid, from the Latin "scorbuticus" (scurvy). A year later, British chemist Walter Haworth determined its molecular structure.

Long before the identification of ascorbic acid, in his Treatise on Scurvy, published in 1753, Scottish doctor James Lind described experiments demonstrating that scurvy could be prevented by consuming citrus fruits. This led to British sailors being supplied with lime juice. The Anglo-French Napoleonic Wars are a good example: the British Admiralty provided about six million liters of lemon juice to sailors during the years of that conflict. Sicily actually became a lemonade factory.

Subsequently, other vitamins were identified and given the designations D and E, following the order of their discovery. Vitamin K was named as such because its discoverer, Danish biochemist Henrik Dam, proposed the term "Koagulations Vitamin" due to its promotion of blood coagulation.

Are there still unknown vitamins? It is unlikely. Many hospitalized patients have survived for many years using intravenous nutrition that incorporates the known vitamins. However, the current trend aims to investigate whether, in addition to preventing diseases caused by nutritional deficiency, vitamins may have some supplementary benefit.

It has been suggested that vitamin C may prevent the common cold, vitamin E may reduce the risk of cardiovascular diseases, and vitamin D is a sort of cure-all. None of these claims are backed by convincing scientific evidence, but that hasn’t stopped vitamin supplements from flourishing into a multimillion-dollar industry.

The main debate around vitamins was sparked by American chemist Linus Pauling, who had won not one, but two Nobel Prizes (the Chemistry Prize in 1954 for his work describing chemical bonds, and the Peace Prize eight years later for his defense of human rights). In a striking example of a cobbler not sticking to his trade, Pauling believed that taking massive doses of vitamin C was effective in fighting colds, flu, and even certain types of cancer.

Pauling himself took up to 40,000 milligrams of vitamin C daily (the recommended daily dose is 60), and claimed that this enormous intake had kept his prostate cancer at bay for twenty years. He had no evidence for any of his claims, and all of them have been largely discredited by subsequent studies. But thanks to Pauling, many people still believe that taking a lot of vitamin C helps them avoid colds. But it doesn’t.

BREVE HISTORIA DE LAS VITAMINAS

 

Los componentes fundamentales de la dieta humana —los denominados macronutrientes: agua, carbohidratos, grasas y proteínas—fueron identificados hace casi doscientos años por un inglés llamado William Prout, un tipo curioso que combinaba la química con la teología, pero ya entonces resultaba evidente que hacían falta algunos otros elementos para producir una dieta completamente saludable. Durante mucho tiempo, nadie supo con certeza cuáles eran esos elementos, pero estaba claro que, si faltaban en la dieta, era probable que las personas sufrieran enfermedades deficitarias como el beriberi o el escorbuto.

En un principio se denominaron “factores complementarios de los alimentos”. Ahora los llamamos vitaminas. Las vitaminas son simplemente sustancias químicas orgánicas, que, como no podemos fabricarlas por nosotros mismos, necesitamos obtenerlas de nuestros alimentos.

Cuando despuntaba el siglo XX, el bioquímico británico Frederick Gowland Hopkins, un hombre con un curioso parecido con el VIII marqués de las Marismas del Guadalquivir, se afanaba en alimentar a sus ratas de laboratorio. Las trataba bien a base de una dieta de proteínas, grasas, carbohidratos y minerales. Aunque se sabía que estas sustancias eran los componentes principales de los alimentos, no eran suficientes para mantener la salud. Algo faltaba: las ratas desfallecían de malnutrición.

En 1906, después de comprobar que si complementaba la dieta con algo de leche sus ratas crecían que era un primor, Hopkins acuñó el término “factor auxiliar alimentario”, algo por entonces desconocido pero que era necesario para el desarrollo normal.

Hopkins no fue el primero en hacer semejante observación. Entre 1878 y 1883, Kanehiro Takaki, un médico militar japonés, había estudiado la alta incidencia entre la marinería de una terrible enfermedad caracterizada por degeneración muscular, irregularidades cardíacas y demacración, a la que se conocía como “beriberi” un nombre derivado de una expresión nativa de Sri Lanka que significaba “no puedo, no puedo”, en referencia a la progresiva falta de movilidad que experimentaban los afectados.

Takaki descubrió que en la tripulación de 276 hombres de un barco cuya dieta consistía principalmente en arroz pulido (un arroz molido para eliminar el salvado, el germen y la fibra, dejando un grano rico en almidón) se desarrollaron 169 casos de beriberi, veinticinco de los cuales murieron durante al cabo de nueve meses. En otro barco no hubo muertes y solo catorce casos de la enfermedad. La diferencia era que a la tripulación de este último se les suministraba más carne, leche y verduras. Takaki concluyó que eso tenía algo que ver con el contenido proteínico de la dieta, pero estaba equivocado.

Quince años después, Christiaan Eijkman, un médico holandés que trabajaba en Java, observó que los pollos alimentados con arroz pulido también contraían beriberi, pero se recuperaban cuando se alimentaban con arroz integral. Pensó que el almidón del arroz pulido era tóxico para los nervios y que el salvado contenía una antitoxina. Su conclusión, como la de Takaki, era errónea.

Casimir Funk, un bioquímico polaco emigrado a Estados Unidos, leyó un artículo de Eijkman en el que describía que las personas que comían arroz integral eran menos vulnerables al beriberi que las que comían solo arroz totalmente molido. Funk intentó aislar la sustancia responsable y en 1912 finalmente lo consiguió. El compuesto resultó pertenecer a una familia de moléculas llamadas aminas, y Funk, convencido de que eran vitales para la vida, acuñó el término "vitamina".

Funk sugirió que enfermedades como el raquitismo, la pelagra y el escorbuto también estaban condicionadas por deficiencia vitamínica, una idea que también se le había ocurrido al investigador holandés Gerrit Grijns, continuador de la investigación de Eijkman. Ambos acertaron, pero su trabajo no fue reconocido.

En 1929, Hopkins y Eijkman compartieron el Premio Nobel de Fisiología y Medicina por su trabajo sobre las vitaminas, pero Grijns y Funk fueron ignorados. Con mucha razón, Funk protestó porque el comité del Nobel había otorgado el premio a Hopkins por “su descubrimiento de las vitaminas que estimulan el crecimiento” y ello a pesar de que el propio Hopkins nunca dijo que él hubiera sido el descubridor de las vitaminas. Era verdad: no hubo un solo descubridor, muchos científicos contribuyeron al conocimiento que ahora tenemos sobre las vitaminas.

En 1913, Elmer McCollum y Marguerite Davis, bioquímicos de la Universidad de Wisconsin, descubrieron que las ratas a las que se les daba manteca de cerdo como única fuente de grasa no crecían y desarrollaban problemas oculares. Cuando se añadía a la dieta grasa de mantequilla o un extracto de yema de huevo, el crecimiento se reanudaba y se corregía la afección ocular.

McCollum sugirió que lo que estuviera presente en el extracto etéreo se llamara factor liposoluble “A” y que el extracto acuoso que Funk había utilizado para prevenir el beriberi se llamara factor hidrosoluble “B”. Cuando se descubrió que el extracto hidrosoluble era una mezcla de compuestos, se designaron sus componentes con subíndices numéricos. El factor específico contra el beriberi se denominó finalmente vitamina B1 o tiamina.

La vitamina B3, o niacina, se incorporó a la nueva cofradía vitamínica en 1914, cuando el doctor estadounidense Joseph Goldberge resolvió el enigma de la pelagra, que era una epidemia en los estados sureños, sobre todo en las zonas de cultivo de algodón. Descrita como la enfermedad de las cuatro D: diarrea, dermatitis, demencia y muerte (death, en inglés), se pensaba que la pelagra estaba relacionada con el algodón, ya fuera en forma de algún germen o de alguna toxina contenida en la planta.

Goldberger, médico del sistema público de salud, demostró que la enfermedad se debía en realidad a una dieta que consistía principalmente en maíz y que podía curarse añadiendo verduras frescas, leche y huevos. Veinte años después, en 1937, el bioquímico estadounidense de origen noruego Conrad Elvejhem identificó la niacina como el nutriente del que carecía el maíz que era necesario para prevenir la pelagra.

Aunque es conocido que los españoles, ya desde al menos principios de siglo XVII, utilizaban de forma habitual los cítricos como método para evitar el escorbuto, la vitamina C, que es la más famosa de todas las vitaminas, fue identificada en 1932 por Albert Szent Gyorgyi, un fisiólogo húngaro nacionalizado estadounidense, galardonado con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1937, como la sustancia necesaria en la dieta para prevenir el escorbuto. Había extraído el compuesto del pimentón y sugirió que se le pusiera el nombre de ácido ascórbico, del latín scorbuticus (escorbuto). Un año después, el químico británico Walter Haworth determinó la estructura molecular del compuesto.

Efectos del escorbuto en el diario de Henry Walsh Mahon a bordo del barco de presidiarios Barrosa. Wikipedia. 

Mucho antes de la identificación del ácido ascórbico, en su Tratado sobre el escorbuto, publicado en 1753, el médico escocés James Lind había descrito experimentos que demostraban que el escorbuto podía prevenirse consumiendo frutas cítricas. Esto llevó a que los marineros de los barcos británicos recibieran jugo de lima. Las guerras napoleónicas anglo-francesas son un buen ejemplo: el Almirantazgo británico suministró unos seis millones de litros de zumo de limón a los marineros durante los años de esa contienda. Sicilia se convirtió, de hecho, en una fábrica de limonada.

Posteriormente se identificaron otras vitaminas y se les dieron las designaciones D y E siguiendo el orden de su descubrimiento. La vitamina K se llamó así porque su descubridor, el bioquímico danés Henrik Dam, propuso el término "Koagulations Vitamin" porque promovía la coagulación sanguínea.

¿Todavía hay vitaminas desconocidas? No es probable. Muchos enfermos hospitalizados han podido sobrevivir durante muchos años mediante la nutrición intravenosa que incorpora las vitaminas conocidas. Sin embargo, la tendencia actual tiene como objetivo investigar si además de prevenir las enfermedades por deficiencia nutricional, las vitaminas pueden tener algún beneficio suplementario.

Se ha sugerido que la vitamina C puede prevenir el resfriado común, la vitamina E puede reducir el riesgo de enfermedades cardiovasculares y la vitamina D es una especie de curalotodo. Ninguna de esas afirmaciones está respaldada por evidencia científica convincente, pero eso no ha impedido que los suplementos vitamínicos florezcan hasta convertirse en una industria multimillonaria.

El debate principal en torno a las vitaminas la provocó el químico estadounidense Linus Pauling, que había ganado, no uno, sino dos Premios Nobel (el de Química en 1954, por su trabajo en el que describía los enlaces químicos, y el de la Paz ocho años después por su defensa de los derechos humanos). En un rotundo ejemplo de zapatero que no se dedica a sus zapatos, Pauling creía que tomar dosis masivas de vitamina C resultaba eficaz para combatir los resfriados, la gripe e incluso algunos tipos de cáncer.

Él mismo Pauling a tomar hasta 40.000 miligramos diarios de vitamina C (la dosis diaria recomendada es de 60), y sostenía que aquella enorme ingesta vitamínica había mantenido a raya su cáncer de próstata durante veinte años. No tenía evidencias de ninguna de sus afirmaciones, y todas ellas han sido bastante desacreditadas por posteriores estudios. Pero gracias a Pauling, todavía hoy mucha gente cree que tomar un montón de vitamina C le ayuda a librarse de los resfriados. Pero no es así.

ADAM'S RIB AND EVE'S PELVIS

 

Escultura de Fernando Botero

It should come as no surprise the importance that one bone, just one bone, holds in human genealogy from the perspective of the three Abrahamic religions. According to Genesis (2:23), Eve emerged from Adam's rib: 

Then the Lord God caused a deep sleep to fall upon the man, and he slept. And He took one of his ribs, [...] and from the rib that the Lord God had taken from the man, He made a woman. 

In addition to creating woman, this account gave rise to an absurd dogma imposed for centuries: since Eve was created from a rib taken from Adam, all men had 23 ribs, one less than women. 

Throughout history, the ecclesiastical hierarchy has made all scientific advancements clandestine. From the movement of the Earth around the Sun to in vitro fertilization, passing through the smallpox vaccine, anesthesia, lightning rods, tomatoes, blood transfusions, painless childbirth, condoms, and stem cell research, those in charge of the sacred fire have almost always prohibited or condemned any attempt at progress arising from human intellect. However, despite these efforts to keep us in darkness, no anathema, excommunication, or bonfire has managed to stop the human drive that forges a path through the darkness. 

This drive to explain the nature of things scientifically was what led anatomist Vesalius to challenge the Inquisition. Since the time of the Greek Galen, anatomical dissections had been performed on animals, but the Catholic Church allowed Vesalius to dissect the bodies of the executed because, according to theologians, there was no possibility that their souls would return from hell. Vesalius counted the ribs and debunked the myth in his Fabrica (1543), organizing a huge debate before inevitably falling, of course, into the clutches of the Inquisition. 

Although some ribs are relatively unimportant anatomically for human architecture, the same cannot be said for another bone, the pelvis, and the hip joint, which connects the femur to the pelvis. The particular configuration of the female hip is the cause of labor pains, although, in the Old Testament, the origin is attributed to another divine curse. Indeed, after "knowing" each other in the biblical sense, Adam and Eve realize their nakedness, and Yahweh condemns the woman: "I will greatly increase your pains in childbearing; with pain you will give birth to children" (Genesis 3:16), a prophetic curse that, like many other prophecies, is made a posteriori, once the prophesied event is known, to solemnize the obvious and without any chance of failure. 

For religion, the rib is fundamental in the history of humankind, while for the science of evolution, the hip is the key piece. All the remarkable anatomical and physiological changes that developed, over millions of years of evolution, the large brain that characterizes Homo sapiens would have been of no use if, in parallel, a hip capable of supporting the enormous skull had not evolved. 

Unlike other primates, in humans, the bones of the hip are different in both sexes, which is easily visible in the anatomical curves and the female way of walking. This structural difference has led all human cultures to view the hips as a symbol of fertility and a general expression of sexuality: from the sculptures of classical antiquity to the full-figured women of Rubens, artistic creations of all kinds have emphasized the volume of the hips as the most attractive manifestation of femininity. 

Women’s hips are wider and deeper than men’s, with femurs more widely spaced to allow for greater separation during childbirth. The iliac bone and its associated musculature are shaped in such a way as to keep the buttocks apart, ensuring that the contraction of the gluteal muscles does not interfere during delivery. 

Despite this, childbirth in humans is extraordinarily complicated. During childbirth, the full-term fetus must pass through the lower part of the pelvis through a bony passage known as the "birth canal." While in large anthropoid apes, delivery is easy, quick, and painless because the birth canal is large relative to the size of the fetal head, human newborns are about the same size as the birth canal, making the passage during delivery incredibly difficult. 

The birth canal in human females has an average maximum diameter of 13 centimeters and a minimum diameter of 10. Through this space must pass a baby whose head has an anteroposterior diameter of 10 centimeters and whose shoulders are typically 12 centimeters apart. 

To make things even more complicated, the evolution towards bipedalism (the technical term for walking on two feet, which characterizes hominids) led to a series of anatomical changes that turned the already narrow birth canal into a tortuous passage. As in all terrestrial quadruped mammals, in anthropoid apes, the birth canal is straight, the uterus is aligned with the vagina, and the fetus is born without flexing, facing its mother. 

In women, due to bipedalism, the bones of the hip have undergone modifications that have led to the birth canal becoming angulated, and the vagina forming a right angle with the uterus. As a result, the mechanism of birth (the series of rotations and twists in the spinal column that the fetus must perform to emerge through the mother’s tortuous birth canal) is a peculiarity of humans, absent in vertebrate animals. This peculiarity is traumatic for the baby and painful for the woman, and it is the price that seven million years of evolution have forced Homo sapiens to pay as compensation for its two great evolutionary advantages: upright walking and the development of a large brain mass. 

Since the appearance of the first life forms nearly 3.5 billion years ago, the common mode of movement among living beings has been swimming, crawling, or moving on a fixed number of legs, usually four in terrestrial mammals, among which humans are included. Hominids—bipedal primates—emerged just about seven million years ago. 

In issue 106 of the American scientific journal Proceedings of the National Academy of Sciences, anthropologists Weaver and Hublin delve into one of the most accepted paradigms in the complex process of human evolution: the adoption of bipedalism as a vital strategy in the hominid lineage, a key evolutionary step that is responsible, not any biblical curse, for the painful childbirth characteristic of female Homo sapiens, which—as Weaver and Hublin show—was also suffered by Neanderthal females more than 200,000 years ago. 

EXPLOSIVES, PERFUMES, AND MUSK DEERS

 

The modern fragrances made with synthetic musk were born from experiments with explosives. Thanks to this, the rare male musk deer was saved from extinction.

Musk is a substance with a strong and distinctive odor that is widely used in the manufacturing of perfumes and cosmetics. Originally, it was extracted from a gland located near the anus of some mammals, especially the Siberian musk deer (Moschus moschiferus), a small musk deer (not a cervid) with long tusks and nocturnal habits, which inhabits the mountainous forests of northeastern Asia. 

Male musk deer are known for their ability to produce musk, which they use to attract females during the mating season. In addition to the musk deer, other species such as the musk ox, muskrat, African civet cat, musk duck (Biziura lobata), musk beetle (Calichroma moschata), and other animals, as well as some plants, produce substances with musk-like odors.

Arab perfumers in the 6th century were the first to discover that diluting the unpleasant, dry contents of the small capsule found near the anus of the musk deer not only produced a pleasant aroma but, when added to perfumes, allowed the scent to last longer. Musk was even incorporated into the mortar of important buildings to add a pleasant odor to the environment. There was even a belief that the aroma had aphrodisiac qualities and, therefore, increased the pleasure of erotic activities.

Europeans learned about perfumery from the Arabs and recognized the value of adding musk to their products. The problem was the scarcity of supply. Some musk-like fragrances were found in the glandular secretions of other animals, but they were not the same as the real thing.

In 1888, Albert Baur was working hard to make things explode. Thirty years had passed since the creation of trinitrotoluene (TNT), and scientists wanted a chemical substance with a greater explosive effect. Baur thought that by adding four carbon atoms to the molecule, a "butyl" group would increase its internal inflammability. Not only did it not work, but what was worse: it stank!

As the saying goes, every cloud has a silver lining: the idea turned out to be a failure, but Baur realized that the smell of TNT resembled that of musk, showing that the aroma could be produced easily and cheaply on a large scale. His chemical creation had a warm, sensual fragrance that he named "Baur's musk." It would become the base for many popular perfumes and mark the beginning of the multimillion-dollar synthetic fragrance industry.

However, not everything smelled like roses. When exposed to light, "nitromusks" caused skin rashes. Hope for better synthetic musk was rekindled in the 1920s when Croatian chemist Leopold Ružička identified the main component in the musk deer’s secretion, which turned out to be a molecule with a basic structure of fifteen carbon atoms joined in a ring. The discovery of "muscone" helped him win the 1939 Nobel Prize in Chemistry, but the ring structure proved too difficult to synthesize in the laboratory.

As is often the case in scientific research, in 1935, thanks to serendipity, the solution came from an unexpected source. Wallace Carothers, from the chemical company DuPont, had just invented nylon and, in the process, had become an expert in joining small molecules to form chains (polymers).

Studying the structure of muscone, Carothers wondered if he could use a similar reaction to join the ends of a carbon atom chain to form a ring. It wasn’t long before "Astrotone" was born, the first "macrocyclic" (big ring) musk. Its structure wasn’t exactly the same as muscone, but it was close enough to be a commercial success. It is still produced today under the patented name Musk T, which comes from "musk," the English word for musk, and has nothing to do with whom you might be thinking, no matter how repulsive it may seem.

The search for improved synthetic musk did not end with Astrotone. By the end of World War II, synthetic chemistry had advanced by leaps and bounds, and chemists refocused on the nitromusks to see if they could be altered to reduce their photosensitizing property.

It turned out that the nitro groups in the molecule were responsible for inducing photosensitivity in people. By eliminating them, and making some adjustments to the basic structure, a new class of synthetic musks called "polycyclics" (with several rings) was created, which could be produced economically and incorporated into a wide range of products. Today, a wide variety of synthetic musks are available for perfumers to work with.

The musk deer must have breathed a sigh of relief, I suppose.

EXPLOSIVOS, PERFUMES Y ANIMALES ALMIZCLEROS

 

Las caras fragancias actuales elaboradas con almizcle sintético nacieron de los experimentos con explosivos. Gracias a ello, el raro ciervo almizclero siberiano se salvó de la extinción.

El almizcle es una sustancia con un olor fuerte y característico que se utiliza mucho en la fabricación de perfumes y cosméticos. Originalmente, se extraía de una glándula situada cerca del ano de algunos mamíferos, especialmente el ciervo almizclero siberiano (Moschus moschiferus), un pequeño mósquido (que no un cérvido) de largos colmillos y costumbres nocturnas que habita en que habita los bosques montañosos del noreste de Asia.

Los ciervos almizcleros machos son conocidos por su capacidad para producir almizcle, que utilizan para atraer a las hembras durante la temporada de apareamiento. Además del ciervo almizclero, otras especies como el bisonte almizclero, la rata almizclera, el gato civet africano, el pato almizclero (Biziura lobata), el escarabajo almizclero (Calichroma moschata) y otros animales y algunas plantas producen sustancias olorosas similares al almizcle.

Los perfumistas árabes del siglo VI fueron los primeros en descubrir que diluir el contenido maloliente y seco de la pequeña cápsula encontrada cerca del ano del ciervo almizclero no solo producía un aroma agradable, sino que, al agregarse a los perfumes, permitía que el aroma perdurara más tiempo. El almizcle incluso se incorporaba al mortero de los edificios importantes para que incorporara un olor agradable al ambiente. Incluso existía la creencia de que el aroma tenía cualidades afrodisíacas y, por lo tanto, aumentaba el placer de las actividades eróticas. 

Los europeos aprendieron sobre la perfumería de los árabes y reconocieron el valor de agregar almizcle a sus productos. El problema era la escasez de suministro. Se encontraron algunas fragancias similares al almizcle en las secreciones glandulares de otros animales, pero no eran iguales al auténtico.

En 1888, Albert Baur estaba trabajando arduamente para intentar hacer explotar cosas. Habían pasado 30 años desde que se creó el trinitrotolueno (TNT) y los científicos querían una sustancia química que tuviera un efecto explosivo mayor. Baur pensó que, agregando cuatro átomos de carbono a la molécula, un grupo "butilo" aumentaría la capacidad interna de inflamarse. No solo no funcionó, sino que lo que era peor: ¡apestaba! 

No hay mal que por bien no venga: la idea resultó ser un fracaso, pero Baur se dio cuenta de la semejanza del olor del TNT con el del almizcle lo que demostraba que el aroma podía producirse fácilmente y barata a gran escala. Su creación química tenía una fragancia cálida y sensual que él bautizó como “almizcle de Baur”. Se convertiría en la base de muchos perfumes populares y daría inicio al mundo multimillonario de los aromas sintéticos.

Sin embargo, no todo olía a rosas. Cuando se exponían a la luz, los “nitroalmizcles” causaban erupciones en la piel. La esperanza de obtener mejores almizcles sintéticos se reavivó en la década de 1920 cuando el químico croata Leopold Ružička logró identificar el componente principal en la secreción del ciervo almizclero, que resultó ser una molécula con una estructura básica de quince átomos de carbono unidos en un anillo. El descubrimiento de la "muscona" le ayudó a ganar el Premio Nobel de Química de 1939, pero la estructura en anillo resultó ser demasiado difícil de sintetizar en el laboratorio. 

Como tantas veces ocurre en las investigaciones científicas, en 1935, gracias a una serendipia, la solución llegó de una fuente inesperada. Wallace Carothers, de la empresa química DuPont, acababa de inventar el nailon y, en el proceso, se había convertido en un experto en unir pequeñas moléculas para formar cadenas (polímeros).

Al estudiar la estructura de la muscona, Carothers se preguntó si podría usar una reacción similar para unir los extremos de una cadena de átomos de carbono para formar un anillo. No pasó mucho tiempo hasta que nació "Astrotona", el primer almizcle "macrocíclico" (que significa gran anillo). Su estructura no era exactamente igual a la muscona, pero estaba lo suficientemente cerca como para ser un éxito comercial. Todavía se produce hoy con el nombre patentado de Musk T, que, dicho sea de paso, viene de “musk”, el nombre en inglés del almizcle, y nada tiene que ver con quien está usted pensando por repugnante que le parezca.

La búsqueda de almizcles sintéticos mejorados no terminó con la Astrotona. Al final de la Segunda Guerra Mundial, la química sintética había avanzado a pasos agigantados y los químicos volvieron a centrarse en los nitroalmizcles para ver si podían modificarlos para reducir su propiedad fotosensibilizante.

Resultó que los grupos nitro en la molécula eran los responsables de la fotosensibilidad inducida a las personas. Eliminándolos, y haciendo algunos ajustes en la estructura básica, dio como resultado una nueva clase de almizcles sintéticos llamados "policíclicos" (con varios anillos), que podían producirse económicamente y se podían incorporar en una amplia gama de productos. Hoy en día, hay una amplia variedad de almizcles sintéticos disponibles para que los perfumistas trabajen con ellos. Eso, imagino, es un gran alivio para el ciervo almizclero macho. 

LAS ABEJAS APRENDEN, MEMORIZAN, PIENSAN, DECIDEN…. Y PADECEN

 

Cuando los árboles y las flores florecen en primavera, las abejas salen de sus nidos y escondites invernales. Para muchas especies, es el momento de aparearse. Y algunas construyen nuevos nidos solitarios o colonias. 

Las abejas y otros polinizadores son esenciales para la sociedad. Proporcionan aproximadamente un tercio de la comida que consumimos, un servicio cuyo valor mundial en 2023 se estimó en unos 577 mil millones de euros al año. 

Karl von Frisch recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1973 por su trabajo pionero en el campo de la comunicación animal, específicamente en las abejas. Su descubrimiento más significativo fue el "lenguaje de las abejas", que reveló cómo las abejas domésticas (Apis mellifera) se comunican entre sí mediante movimientos específicos, conocidos como la "danza de las abejas".

El trabajo de von Frisch fue crucial porque demostró que las abejas tenían capacidades cognitivas avanzadas, lo que contradecía la noción de que los insectos no tenían habilidades mentales complejas. Junto con otros investigadores, como Nikolaas Tinbergen y Konrad Lorenz, von Frisch ayudó a sentar las bases de la etología, el estudio del comportamiento animal.

Pero las abejas también son interesantes por muchas otras razones. En un libro recién publicado, What a Bee Knows: Exploring the Thoughts, Memories, and Personalities of Bees, Stephen Buchmann, profesor de Entomología en la Universidad de Arizona, que ha dedicado 50 años de su vida a la investigación sobre las abejas, expone magistralmente la forma en que estas criaturas perciben el mundo y sus sorprendentes habilidades de navegación, aprendizaje, comunicación y memorización.

En este artículo resumiré un poco de lo que he aprendido leyendo ese maravilloso libro.

Más allá de las colmenas y la miel 

La idea de que todas las abejas son sociales y viven en colmenas o colonias con una reina, como hacen las abejas melíferas, está muy extendida. Sin embargo, solo el 10% de las 20.000 especies de abejas conocidas son sociales. No todas la abejas son melíferas: la inmensa mayoría de especies de abejas no producen miel. 

La mayoría de las abejas llevan una vida solitaria y viven en nidos que excavan en el suelo (como hacen las abejas de la hiedra) o utilizando las madrigueras abandonadas por los escarabajos en la madera muerta. Algunas abejas son cleptoparásitas, es decir, se cuelan en nidos desocupados para poner sus huevos como hace la abeja Neolarra vigilans.

La abeja cleptoparásita Neolarra vigilans es más pequeña que un grano de arroz. Foto de Our Native Bees.

Esta pequeña abeja del tamaño de medio grano de arroz, revolotea de un lado a otro, justo por encima del suelo. Cubierta por un pelaje canoso, apenas se la ve: es una abeja fantasma, ladrona y asesina. Cuando una abeja hembra observa lo que busca, deja de revolotear y se introduce en el agujero de otra abeja minúscula del género Perdita. El objetivo de la abeja fantasma es el robo y, en última instancia, la muerte.

Su plan es esconder su huevo en la celda de la abeja hospedante. Sus crías eclosionarán, matarán a las crías de la abeja hospedante y consumirán todas las provisiones establecidas por la trabajadora madre Perdita. Este comportamiento también se observa en algunas aves, como los cucos, que ponen sus huevos en los nidos de otras aves y dejan que los padres adoptivos, que no sospechan nada, alimenten a sus crías. 

Otras abejas tropicales, conocidas como abejas buitres (o abejas carroñeras), viven alimentándose de cadáveres. Sus intestinos contienen bacterias acidófilas que les permiten digerir la carne en descomposición. 

Cerebros bien amueblados 

Las abejas perciben el mundo de manera muy diferente a los humanos, pero igualmente compleja. Las abejas son animales inteligentes que probablemente sienten dolor, recuerdan patrones y olores, e incluso reconocen rostros humanos. Pueden aprender a volar a través de laberintos complejos y usar herramientas simples. 

Algunas investigaciones nos enseñan que las abejas son conscientes de su existencia y podrían incluso tener una forma primitiva de conciencia. Durante las seis a diez horas que pasan durmiendo diariamente, los recuerdos se asientan en su cerebro, un órgano asombrosamente eficiente del tamaño de una semilla de amapola que contiene un millón de células nerviosas. Parece que las abejas incluso pueden soñar.

Un mundo sensorial extraño

La experiencia sensorial de las abejas es muy diferente a la nuestra. Por ejemplo, los humanos ven el mundo a través de los colores primarios rojo, verde y azul. Para las abejas, los colores primarios son verde, azul y ultravioleta. 

La visión de las abejas es sesenta veces menos precisa que la de los humanos: una abeja que vuela no puede ver los detalles de una flor hasta que se encuentra a una distancia de aproximadamente veinticinco centímetros. Sin embargo, las abejas pueden ver patrones florales ocultos en el ultravioleta que son invisibles para nosotros; son esos patrones las guían al néctar de las flores. 

Las abejas también pueden detectar flores percibiendo cambios de color a distancia. Cuando los humanos miran una película proyectada a veinticuatro fotogramas por segundo, las imágenes individuales parecen fusionarse con el movimiento. Este fenómeno, conocido como el umbral de fusión de parpadeo, indica la capacidad de nuestro sistema visual para resolver imágenes en movimiento. Las abejas tienen una frecuencia de fusión de parpadeo mucho más alta; habría que reproducir la película diez veces más rápido para que les pareciera borrosa, por lo que pueden sobrevolar un prado florido y ver puntos brillantes coloreados que no son perceptibles para los humanos. 

Además, las abejas detectan las flores por su olor. El sentido del olfato de la abeja es cien veces más sensible que el nuestro. Los científicos han utilizado abejas para detectar componentes químicos asociados con el cáncer y la diabetes en el aliento de los pacientes, y para detectar la presencia de explosivos. 

El sentido del tacto de las abejas también está muy desarrollado: pueden sentir pequeñas crestas semejantes a huellas dactilares en los pétalos de ciertas flores. Las abejas son casi sordas a la mayoría de los sonidos salvo que estén muy cerca de la fuente. Pero son sensibles a las vibraciones. 

Resolver problemas 

Las abejas pueden navegar a través de laberintos tan bien como lo hacen los ratones de laboratorio, y los estudios muestran que son conscientes de las dimensiones de su cuerpo. Por ejemplo, cuando abejorros de gran tamaño fueron entrenados para volar y luego pasar a través de una rendija en una tabla para alcanzar la comida del otro lado, giraban su cuerpo para ponerlo de costado y plegaban las patas. 

Algunos experimentos han demostrado que las abejas tienen una capacidad de aprendizaje notable. Los abejorros fueron entrenados para tirar de un cordón, es decir, para usar una herramienta, conectado a un disco de plástico que contenía cavidades ocultas llenas de agua azucarada. Podían ver los pozos de azúcar, pero no podían obtener la recompensa a menos que tiraran del cordón. 

Otras abejas obreras se colocaron en una jaula donde podían ver lo que hacían otro grupo de abejas entrenadas para tirar de ese cordón. Una vez liberadas las nuevas alumnas, también tiraron del cordón para obtener las dulces recompensas. Ese estudio demostró lo que los científicos llaman aprendizaje social: actuar de manera que se imite el comportamiento de los demás. 

La polinización por vibración 

Polinización por vibración de una tomatera

Incluso la polinización, uno de los comportamientos más conocidos de las abejas, puede ser mucho más compleja de lo que parece. 

El proceso básico es similar para todos los tipos de abejas: las hembras transportan en su cuerpo granos de polen de una flor a otra, que utilizan, junto con el néctar que también toman de las flores, para alimentarse y alimentar a sus larvas.

Uno de los métodos más llamativos utilizados por las abejas es la polinización por vibración, un método utilizado aproximadamente por el 10% de las 250,000 especies de plantas con flores del mundo que poseen anteras (las estructuras florales donde se forma y se almacena el polen) vibradoras especiales. 

No hay que buscar flores exóticas: las cinco anteras de una flor de tomate están situadas juntas, como los dedos de una mano cerrada. El polen se libera a través de uno o dos pequeños poros situados en el extremo de cada antera. Cuando una hembra de abejorro se posa sobre una flor de tomate, muerde una antera y contrae sus músculos de vuelo de 100 a 400 veces por segundo.

Estas potentes vibraciones expulsan el polen de los poros de la antera en forma de una nube que envuelve a la abeja. Toda la maniobra vibradora se ejecuta en décimas de segundo. La abeja, suspendida de la flora por una pata, raspa el polen en los "cestillos", unas estructuras situadas en sus patas traseras. Luego repite la vibración sobre las anteras restantes antes de pasar a otras flores. 

Plantar para las abejas 

Muchas especies de abejas están en declive en todo el mundo debido a factores de estrés como parásitos, pesticidas y pérdida de hábitat. Si tienes una jardinera en una vivienda, un jardín o varios hectáreas de terreno, puedes adoptar algunas medidas sencillas para ayudar a las abejas. 

Primero, planta flores silvestres autóctonas para que estén disponibles en cada temporada. Segundo, trata de evitar el uso de insecticidas o herbicidas. Tercero, crea un espacio despejado donde las abejas excavadoras puedan hacer su nido. 

Con un poco de suerte, pronto tendrás nuevas vecinas zumbadoras.