Por qué razón los cables se enmarañan todo el tiempo (según la ciencia)

¿En algún momento te has preguntado, quizás cuando estás ahora desesperado intentando de deshacer un terco nudo, por qué razón las cosas se enmarañan en lugar de actuar como requerimos que lo hagan?

Sin importar lo más mínimo cuán cuidadoso seas, cosas como los audífonos de los teléfonos capaces, la manguera con la que riegas las plantas del jardín, los cables del secador de pelo… hasta el pelo mismo denuncian nuestra atención a veces en momentos en los que es complicado darla.

Quizás para consolarnos podamos recurrir a la ciencia y valernos a la Segunda Ley de la Termodinámica que establece que todos los sistemas cerrados tienden a maximizar la entropía, una medida del desorden.

El Universo, en pocas palabras, tiende al caos.

Pero si eso no te satisface, tal vez los embrollos dejen de ser tan molestos si, cuando los andas desenmarañando, tienes en cabeza que son fundamentales para la vida… verdaderamente: están en el ADN.

El caos natural

Recordemos de antemano que no todos los nudos son iguales. Ciertos tienen la posibilidad de ser increíblemente útiles para salvar vidas.

Si bien hoy día, a la mayor parte de nosotros sólo nos enseñaron a atarnos los cordones de zapatos, en el pasado aprender múltiples nudos era una habilidad indispensable.

Los nudos son de hecho una tecnología que nuestros antepasados descubrieron antes que la rueda. Sin ellos, no se puede hilar lona o atar una cabeza de pedernal en un palo.

Y si bien es cierto que en la vida actualizada no hay mucha necesidad de hacer tus propias lanzas, para ciertos conjuntos, como los pescadores, marineros, cirujanos o sastres, todavía es vital comprender de qué manera enredar sus cuerdas.

No obstante, aun ellos probablemente se combaten de tanto mientras con nudos inoportunos… ¿por qué razón aparecen en el momento en que no los quieres?

Pues hay un científico que procuró respuestas.

¡Por qué razón!

Doug Smith es instructor de física en la Universidad de California, San Diego. Hace unos años, hizo un experimento engañosamente fácil con uno de sus alumnos de pregrado.

El estudio lo logró merecedor de un Ig Nobel, un premio otorgado a la ciencia que te hace reír, y después te hace pensar.

Quería entender por qué se formaban nudos espontáneamente y, siguiendo el procedimiento científico, dejaron caer trozos de cuerdas de diferentes tipos en una caja que era agitada por un motor.

Unas 3.000 ocasiones después, confirmaron que «entre más larga y maleable la cuerda, más probable es que se formen nudos», por eso es que, por mucho que te esfuerces, es casi garantizado que en el momento en que saques los cables de tus auriculares de tu bolso o las luces de Navidad de la caja donde las guardaste el año pasado, van a estar enredados.

Chica con luces de Navidad enredadas
Sin antídoto.

Y algo que empeora la situación es la torsión, según la RAE, «acción y efecto de torcer o torcerse algo en forma helicoidal».

O sea, toma un cable que tengas a mano y sostenlo estirado con tus dedos en 2 puntos. Comienza a torcer un radical; vas a ver que se ondula y hasta forma una rama del costado.

«En el momento en que se introduce la torsión en los cables, de esta manera sea de forma involuntaria, la energía se convierte y hace que se doblen. Y es realmente difícil eludir que eso pase.

«Cuanto mucho más se retuerce, más imposible de desenredar», explica Smith.

Una de las razones por las cuales todo lo mencionado sucede suena como una lección de vida: «hay escasas posibilides de que todo permanezca como debe ser, pero miles de formas de llevar a cabo un desastre«.

Es el orden natural de las cosas. O mucho más bien, el desorden natural de las cosas.

Pero si hablamos de naturaleza, entonces la naturaleza tiene un inconveniente.

De hecho, la vida tal como la conocemos, tiene un problema, ya que toda la información importante que mantiene nuestros cuerpos funcionando en todos y cada célula de nuestro ser está en nuestro ADN… que se semeja a esos cordones de los teléfonos de otrora que en ocasiones eran una pesadilla.

Cable retorcido

Enredo molecular

¿Estamos irremisiblemente enredados a nivel molecular?

El ADN es una cuerda larguísima que reside en un espacio pequeñísimo. Si lo sacaras y lo estiraras mediría 2 metros.

Piensa eso empaquetado en una célula tan pequeña que no se puede ver sin un microscopio, y probablemente lograras imaginar su potencial para enredarse.

Sin embargo, los cuerpos tienen algún truco para eludir que pase y eso fue lo que estudió Mariel Vazquez: de qué forma la cadena como el ADN se enreda y se desenreda, se ata y desanuda a lo largo de su ciclo de vida.

Volvamos a ese cable que habíamos retorcido. La primera cosa que se formó fue algo que se ve como la famosa doble hélice de la llamada molécula de la vida.

ADN

Con mucho más torsión, se enrolla sobre sí mismo.

«El ADN hace precisamente lo mismo», afirma la profesora de la Universidad de California Davis, experta en matemáticas combinadas con microbiología y biología molecular.

«Lo llamamos el superenrollado».

Eso que no tenemos ganas que eso ocurra con nuestros cables, es vital para la forma en que las células empaquetan el ADN.

Pero para lograr cuadrar de manera perfecta dentro de la célula, el ADN tiene que hacer mucho más. Tiene que enrollarse en torno a «unas proteínas llamadas histonas, que forman como un collar de perlas».

«El ADN se enrolla unos cuantos ocasiones alrededor de cada histona y pasa a la otra».

No obstante, no es suficiente, conque ese collar de perlas se enrosca en sí mismo múltiples veces hasta el momento en que, ocasionalmente, «el ADN queda muy, muy bien empaquetado y condensado».

El problema es que, así como en ocasiones precisas sacar y emplear las cosas que con tanto cuidado ordenaste y guardaste, cada vez que tu cuerpo genera una exclusiva célula, lo cual hace todo el tiempo, tu ADN necesita ser copiado y eso supone que hay que desacomodarlo.

Enredo y desenredo

No solo eso: ámbas hélices tienen que ser separadas.

«Aquí es donde la biología tiene un truco muy inteligente: tijeras moleculares. Lo que sostiene unidas las dos hebras de ADN son enlaces de hidrógeno. Las tijeras son verdaderamente enzimas, tipos especiales de proteína que cortan mediante la hélice de una forma muy controlada», enseña Vazquez.

«Una vez separadas, la maquinaria de la célula empieza a crear las dos nuevas hebras de ADN».

Pero es entonces en el momento en que nos encontramos con el inconveniente familiar. Las dos hebras de ADN están inútilmente enmarañadas juntas.

Es mucho más simple comprender lo que pasa pensando en las bacterias, que tienen un fácil bucle de ADN.

Estructura del ADN

«Cuando el ADN acaba de copiarse, quedan 2 círculos interconectados pero deben estar separados. La célula emplea otra vez las tijeras moleculares para cortar muy cuidadosamente y delicadamente uno de los círculos, deja que el otro pase y vuelva a sellar la ruptura».

Eso pasa billones y billones de veces, y comprenderlo permitió hacer medicinas.

«Hay antibióticos que cuando entran en tu cuerpo, desactivan esa máquina molecular de las bacteria, de modo que su ADN se enmaraña totalmente y las bacterias mueren».

Alén del área de la medicina, científicos de varios campos han estado tratando de aprovechar las propiedades de los nudos y enredos.

Tejidos nanométricos

Uno de ellos es David Lee, profesor de química en la Facultad de Manchester, quien con su equipo se dedica a estudiar la miniaturización suprema y el anudado y tejido molecular.

Nudo
El nudo es 200.000 veces mucho más angosto que un cabello humano.

Hace nudos «muy, pequeñísimos y tienen ocho cruces, por lo que son muy complicados. Es la composición física más apretada que jamás haya sido atada en este mundo«.

Una que le dio uno de sus dos récords mundiales: el del nudo mucho más apretado del mundo y el de la tela mucho más finamente tejida.

Quizás sea un reto divertido pero ¿por qué llevarlo a cabo?

«Los nudos son omnipresentes en el mundo molecular, y la naturaleza los emplea por el hecho de que ha encontrando formas de explotar su funciones útiles, algo que tenemos la posibilidad de estudiar», para realizar cosas como mejorar materiales que se emplean en la tecnología.

Y esos nudos de tamaño nanométrico se tienen la posibilidad de convertir en redes o mallas con características excelentes.

«Enredar hebras controlando el patrón de cruce»-es decir, tejer- «puede llevar a cabo no solo que sea la tela sea mucho más fuerte, sino que sus huecos logren omitir lo beneficioso y atrapar lo indeseado».

Como sus hebras son moleculares, esas mallas podrían impedirle el paso a «moléculas grandes, o bacterias o quizás incluso virus».

nudo

Para resumir, sin la opción de hacer y desatar nudos, no existiríamos. E incluso si dejas a un lado ese detalle, nuestras vidas serían mucho más incómodas: piensa un mundo sin almohadas, ropa o mantas.

Afortunadamente los nudos son inevitables y, como demostró el galardonado con un Ig Nobel, se producen naturalmente doquiera que haya algo largo y angosto, así sea una molécula de ADN extendida, los cables de tus dispositivos o el pelo que te halas en el momento en que no los puedes deshacer.

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