Taller de Ciencia para Jóvenes, 21-26 julio, 2014
Centro de Investigación en Matemáticas, Guanajuato, México
Descripción de los cursos de la mañana
Contenido:
Astronomía: "¿En qué universo vivimos?"
Luis A. Aguilar, Inst. de Astronomía de la UNAM, Unidad Ensenada, BC.
aguilar@astrosen.unam.mx
En este curso daremos una perspectiva global de
lo que sabemos sobre cómo esta conformado nuestro
universo, cómo ha sido su evolución y cómo creemos
que se originó. El curso es autocontenido y solo se
requiere de un conocimiento de matemáticas y de fÃsica
a nivel de preparatoria.
El curso esta dividido en:
- La CosmologÃa en el pasado: MitologÃa y leyendas.
- Newton y el nacimiento de la CosmologÃa cientÃfica.
- Einstein: Relatividad Especial
- Einstein: Relatividad General.
- El mal llamado Modelo de la Gran Explosión
- Problemas del Modelo de la Gran Explosión
- Un encuentro insospechado: el Universo inflacionario.
- Inflación sin lÃmites y el concepto del "Multiverso".
- ¿y ahora qué?
Bioinformática: "Explorando la materia oscura de los genomas"
Cei Abreu-Goodger, LANGEBIO
cei@langebio.cinvestav.mx
La secuenciación del genoma humano ha sido uno de los más grandes logros cientÃficos de los últimos tiempos. Además del genoma de nuestra especie, la tecnologÃa actual nos ha permitido secuenciar un número enorme de genomas, incluyendo miles de bacterias de interés médico, industrial o ecológico, asà como cientos de plantas y animales relevantes para nuestra sociedad.
Una de las grandes sorpresas que nos han dado las secuencias de los genomas es la aparente escasez de información en muchos de ellos. Por ejemplo, aunque en algún momento se estimó que nuestro genoma podrÃa contener más de 100,000 genes, el proyecto del genoma concluyó que tiene tan solo unos 20,000. Esto puede sonar extraño si consideramos que es el mismo número que tiene un humilde gusano. ¿Cómo es que el mismo número de genes pueden construir organismos de tan diversa complejidad? Además, estos genes codificantes solamente ocupan el 3% de nuestro genoma. ¿Qué hace entonces el 97% restante? Algunos cientÃficos han aseverado que la mayorÃa del genoma es inútil, acuñando el término de "DNA basura". Otros han buscado ser pioneros explorando esta parte oscura de nuestro material genético.
En este taller explicaremos cómo funcionan algunas de las tecnologÃas más recientes para estudiar a los genomas. Es tal la cantidad de información que generan, que están revolucionando a la biologÃa, convirtiéndola en una ciencia que demanda cada vez más el uso de computadoras. Durante el curso aprenderemos a usar programas bioinformáticos analizando datos genómicos reales, para explorar los mecanismos que regulan la función de los genes.
EcologÃa: "La polinización: patas y polen, arquitectos del destino"
Anne Damon, El Colegio de la Frontera Sur (ECOSUR), Tapachula, Chiapas adamon@ecosur.mx
Las plantas no se pueden mover, no pueden elegir su pareja, pero como todos los seres vivos su meta es reproducirse y mantener la diversidad genética de sus poblaciones, ¿cómo lo hacen? Vamos a adentrarnos en uno de los grandes escenarios de la vida, la polinización, una red en la cual la enorme diversidad de flores compite por la atención de moscas, palomillas, abejas, avispas, pájaros, murciélagos y hasta ratones, mediante estrategias de atracción y engaño. Estos animales llevan el destino de cada especie de planta en sus patas, alas, lenguas o cuerpos en la forma de granos de polen. Hay guerras y derrotas, extinciones y proliferaciones, y la historia de las asociaciones con diferentes polinizadores tras la evolución se traza en las formas, colores y aromas de cada flor que apreciamos en la actualidad. Cada ecosistema con sus animales, plantas, condiciones ambientales y ubicación geográfica es un mundo con ventajas y desventajas y los agroecosistemas desarrolladas por el ser humano presentan retos muy particulares para la producción de los alimentos que depende del proceso de polinización. Se estima que aproximadamente un 30% de los 1,500 especies de plantas cultivadas en el mundo dependen de la polinización por abejas y otros insectos. Como producto de la polinización se producen semillas, frutas y nuevas generaciones de plantas que forman la base de las cadenas alimenticias que sustentan la vida en el planeta.
El curso contempla una salida al campo para evaluar la hipótesis de los “sÃndromes de polinización” que propone que cada insecto tiene preferencias por ciertas formas y colores de flores y que cada especie de planta aprovecha estas preferencias y produce flores con las formas y colores necesarias para atraer su polinizador preferido.
Matemáticas: "Modelos estadÃsticos y computación usando el pograma R"
Martin Jones, Depto. de Matemáticas, College of Charleston, SC, EU
jonesm@cofc.edu
¿Podemos predecir el peso de un oso usando la circunferencia de su
pecho?
Hoy en dÃa no hay una falta de datos. CompañÃas, gobiernos,
hospitales, biólogos, y universidades coleccionan datos para entender su
significado. En este curso vamos a estudiar una colección variada de
modelos estadÃsticos como ANOVA, regresión multiple, regresión logÃstica
y otros. Gracias a avances en el poder de computación y el diseño de
programas estadÃsticos como R, hay maneras de abordar la investigación,
analisis y el desarollo de modelos para entender el significado de los
datos. Las cuestiones que vamos a investigar incluyen un estudio para
predecir el tamaño del cerebro de un mamÃfero, el efecto de la
restricción de calorÃas en la longitud de vida de ratones, cómo predecir
los resultados de partidos de futbol y averiguar si la vitamina C puede
prevenir catarros. Al final del curso los estudiantes van a tener una
introducción al programa R y una colección de herramientas para analizar
datos usando este poderoso programa.
Química: "Una ventanilla a la quÃmica contemporánea"
Mariano Sánchez Castellanos, Inst. de QuÃmica de la UNAM, DF. msanchezcastellanos@gmail.com
¿Cuántas veces hemos escuchado que un quÃmico debe aprender de memoria la tabla periódica de los elementos? La enseñanza de la quÃmica a nivel bachillerato pocas veces nos muestra el lado más interesante de la quÃmica: el intuir, razonar y comprender los procesos quÃmicos que están presentes en nuestra vida cotidiana y que son fundamentales en el desarrollo tecnológico que estamos viviendo.
En este curso exploraremos dos aspectos fundamentales de la quÃmica moderna. El primero es el análisis cuantitativo de los procesos quÃmicos; esto es, no nos conformaremos con la observación cualitativa de cambios de color, estado o temperatura, sino que estaremos calculando y midiendo cantidades de las sustancias involucradas en nuestros experimentos. Algunos experimentos que realizaremos son:
- Construcción de celdas electroquÃmicas para comprobar el caracter óxido-reductor de distintos compuestos quÃmicos.
- El análisis de muestras comerciales utilizando reacciones ácido-base.
- Cuantificación de la concentración de ácido ascórbico en pastillas de vitamina C.
La segunda área de la quÃmica que exploraremos es la quÃmica cuántica, que consiste en la aplicación de la mecánica cuántica en sistemas de interés quÃmico. Algunos conceptos que exploraremos son:
- ¿Cómo se mueve una molécula? ¿Siguen valiendo las leyes macroscópicas (o "clásicas") para predecir el movimiento de los núcleos y electrones en ella?
- ¿Qué tan diferentes son los modelos cuánticos de las moléculas de los modelos clásicos (ligas y resortes)?
- ¿Qué sistemas quÃmicos podemos modelar in silico ?
En esta segunda parte del curso haremos quÃmica molecular empleando una computadora personal. Y si necesitamos la tabla periódica la tendremos a la mano...
Organizadoción: Gil Bor (gil@cimat.mx).
