On the origin of the mitochondrial genetic code: Towards a unified mathematical framework for the management of genetic information

The origin of the genetic code represents one of the most challenging problems in molecular evolution. The genetic code is an important universal feature of extant organisms and indicates a common ancestry of different forms of life on earth. Known variants of the genetic code can be mainly divided in mitochondrial and nuclear classes. Here we provide a new insight on the origin of the mitochondrial genetic code: we found that its degeneracy distribution can be explained by using a mathematical approach recently developed for the description of the Euplotes nuclear variant of the genetic code. The results point to a primeval mitochondrial genetic code composed of four base codons, which we call tesserae, that, among other features, exhibit outstanding error detection capabilities. The theoretical description suggests also a formulation of a plausible biological theory about the origin of protein coding. Such theory is based on the symmetry properties of hypothetical primeval chemical adaptors between nucleic acids and amino acids (ancient tRNA’s). Our paper provides a unified mathematical framework for different hypotheses on the origin of genetic coding. Also, it contributes to revisit our present view about the evolutionary steps that led to extant genetic codes by giving a new first-principles perspective on the difficult problem of the origin of the genetic code, and consequently, on the origin of life on earth

An alternative singularity-free cosmological scenario from cusp geometries

We study an alternative geometrical approach on the problem of classical cosmological singularity. It is based on a generalized function $f (x, y) = x^{2} + y^{2} = (1 - z)z^{n}$ which consists of a cusped coupled isosurface. Such a geometry is computed and discussed into the context of Friedmann singularity-free cosmology where a pre-big bang scenario is considered. Assuming that the mechanism of cusp formation is described by non-linear oscillations of a pre-big bang extended very high energy density field ($> 3 \times 10^{94} kg/m^{3}$), we show that the action under the gravitational field follows a tautochrone of revolution, understood here as the primary projected geometry that alternatively replaces the Friedmann singularity in the standard big bang theory. As shown here this new approach allows us to interpret the nature of both matter and dark energy from first geometric principles.Comment: Proceedings of Sixth International School on Field Theory and Gravitation-2012 - by American Institute of Physic

Numerical methods for computing Casimir interactions

We review several different approaches for computing Casimir forces and related fluctuation-induced interactions between bodies of arbitrary shapes and materials. The relationships between this problem and well known computational techniques from classical electromagnetism are emphasized. We also review the basic principles of standard computational methods, categorizing them according to three criteria---choice of problem, basis, and solution technique---that can be used to classify proposals for the Casimir problem as well. In this way, mature classical methods can be exploited to model Casimir physics, with a few important modifications.Comment: 46 pages, 142 references, 5 figures. To appear in upcoming Lecture Notes in Physics book on Casimir Physic

Sobre el héroe decadente.

Sin resume

París en el siglo XX según Julio Verne

L'objet de cet article est l'analyse du roman de Jules Verne "Paris au XX siècle", écrit en 1863 et inédit jusqu'a 1994. Il s'agit d'un roman d'imagination scientifique parce qu'il décrit et anticipe, avec une exactitude surprenante, comment sera Paris pendant la deuxieme moitié du XX siècle, sous un point de vue urbanistique, technologique, économique et social. Jules Verne apparait également comme un écrivain philosophe, avec une vision péssimiste du progrès de la civilisation et de la solitude de l'homme moderne. Avec ce roman l'écrivain révèle surtout sa dimension de romancier car il nous invite à voyager à travers la littérature. Jules Verne arrive ainsi a une harmonie entre Science et Imaginaire.The aim of this article has been to analyse the book by Jules Verne "Paris au XX siècle", which was written in 1863 and edited in 1994. It is based on a surpridingly accurate scientific prediction of the technological, economical and social events to occur in Paris during the second half of the twentieth century. Jules Verne appears itself as a philosophical writer with a pessimistic point of view with regards to the scientific progress, the civilization and the human loneliness. In this book, Jules Verne invites us to travel through literature so as to achieve the harmony between Science and Imagination.Publicad

El tercer sexo

Resumen Dos sexos y dos géneros reunidos, la síntesis ideal de los todas sus características morfológicas y psicológicas propias

Una agricultura a la medida de cada suelo: desde el conocimiento científico y la experiencia práctica a los sistemas de ayuda a la decisión

56 páginas, 8 figuras, 1 tabla, 54 referencias.-- Discurso pronunciado en el acto de su recepción como Académico Numerario.-- Contestación del Académico Numerario Paneque Guerrero, Guillermo.-- Paraninfo de la Universidad de Sevilla.Comencemos por resaltar la importancia del recurso natural suelo. El suelo es la piel que cubre el planeta Tierra, teniendo una influencia extraordinaria en todo lo que acontece sobre ella. Lo que a primera vista parece un simple material mineral relativamente homogéneo, contiene un increíble número de organismos vivos, además de cantidades variables de materia orgánica, aire y agua. La vida terrestre tiene lugar a través del desarrollo radicular de las plantas, mediante la retención y flujo del agua y los nutrientes; de legiones de animales microscópicos, tales como lombrices, hormigas, termitas, etc.; y de miles de millones de microorganismos, especialmente hongos y bacterias, responsables de innumerables transformaciones biogeoquímicas que abarcan desde la fijación del nitrógeno atmosférico hasta la descomposición de la materia orgánica. La gran mayoría de estos microbios en el suelo permanece aún sin descubrir, ya que no han sido nunca examinados, clasificados ni reconocido su significado ecológico. Dentro de esa compleja epidermis viva, y no fuera de ella, se encuentra pues la mayor parte de la biodiversidad terrestre. Se estima que una cuarta parte de todas las especies vivas de la Tierra tienen su hábitat en el suelo, llegando a alcanzar para una hectárea de pastizal un peso equivalente a 5 toneladas.Peer reviewe

MicroLEIS 2000: Marco conceptual. Evaluación agro-ecológica de tierras

32 páginas, 9 figuras, 1 tabla, 24 referencias.-- MicroLEIS.com. Software y Documentación. Versión bilingüe: Inglés/Español. 1990-2004. El sistema MicroLEIS.com se compone de un software interactivo y documentación explicativa que puede ser de utilidad a investigadores, educadores y técnicos interesados en el uso y manejo sostenibles de los suelos, con especial referencia a la región Mediterránea. Dicho sistema proporciona un conjunto de herramientas informatizadas para el almacenamiento y gestión de datos básicos, así como para su interpretación práctica desde un punto de vista agro-ecológico. Sus principales características son: ingeniería de datos y conocimientos mediante el uso de un conjunto de técnicas en bases de datos, modelos de evaluación de tierras, aplicación automática y visualización; extrapolación de conocimientos desde una escala local a otra escala regional, nacional o continental; evaluación agro-ecológica de tierras a través de las siguientes unidades de estudio: lugar (clima), suelo (sitio+suelo), tierra (clima+sitio+suelo) y campo (clima+sitio+suelo+manejo); uso de datos agro-meteorológicos mensuales e información estandar facilitada por los reconocimientos de suelos y otros relacionados; análisis integrado mediante combinación de datos biofísicos con experiencia sobre uso y manejo agrícola; incorporación de los conceptos de ‘calidad del suelo’ y ‘agricultura sostenible’, a modo de sistema de apoyo a la decisión para la protección de los suelos; y desarrollo informático en versiones para ordenadores PC, Web y SIG.-- Propiedad intelectual del CSIC, derechos de explotación cedidos a Evenor-Tech, Spin-off del CSIC.En este artículo se pone de manifiesto la gran complejidad del estudio agro-ecológico del uso y manejo de los recursos terrestres. Se analiza la utilidad del procedimiento de evaluación de tierras como instrumento de asesoramiento en los cambios de explotación de estos recursos, determinando si los atributos de las tierras se corresponden o no adecuadamente con los requerimientos de su uso. Dentro de este contexto, la evaluación de tierras se considera como el procedimiento más adecuado de exploración de los límites medioambientales de la sostenibilidad del uso. Mediante revisión desde los procedimientos cualitativos más simples a los métodos cuantitativos más complejos, se trata la evaluación de tierras en sus dos fases principales de estudio: desarrollo y aplicación. En lo relativo al desarrollo metodológico de la evaluación de tierras y dentro de los sistemas tradicionales, las evaluaciones cualitativas dependen en gran medida de la experiencia y el criterio intuitivo del evaluador, constituyendo verdaderos sistemas empíricos. Los sistemas de factor único intentan expresar la influencia de una característica individual de tierras sobre el funcionamiento del tipo de uso. Los sistemas aritméticos, por otro lado, tienen en cuenta las características de tierras más significativas y tratan de explicar las interacciones entre dichos factores mediante simples multiplicaciones o sumas de índices de cada factor único. En los sistemas estadísticos se emplean los análisis de correlación y regresión múltiple para investigar las contribuciones relativas de las características de tierras seleccionadas sobre la aptitud de dichas tierras. Como parte de las más recientes metodologías, los modelos de sistema experto formulan los conocimientos deductivos empleando árboles de decisión que expresan de forma clara el proceso de concordancia entre los requerimientos de uso con las cualidades de tierra. En las metodologías de lógica difusa, la rígida lógica booleana de la aptitud de tierras de los sistemas tradicionales se sustituye por funciones difusas de pertenencia. Los modelos de red neuronal vienen demostrando su utilidad en el estudio de sistemas multivariables, no lineales, tales como los analizados en la evaluación de tierras. Es de destacar que actualmente se esté produciendo una fertilización cruzada, con excelentes resultados científicos y prácticos, entre la modelación dinámica de simulación y las técnicas empíricas de evaluación de tierras, resultados que aumentan la precisión a la vez que la aplicabilidad de los modelos de evaluación. En los sistemas híbridos que normalmente combina dos tipos de modelos, uno simula las funciones de razonamiento cualitativos, mientras que el otro simula la parte de modelización cuantitativa.Comunidad Europea. FAO. Comisión Interministerial de Ciencia y TecnologíaPeer reviewe

Sistemas agro-ecológicos de ayuda a la decisión para el mejor uso y protección de los suelos

32 páginas, 5 figuras, 13 tablas, 41 referencias. Seminario celebrado del 14-16, julio, 2010, Lérida, España.Conforme la preocupación sobre el uso sostenible de los recursos naturales viene siendo más relevante, la necesidad de disponer de sistemas de ayuda a la decisión (DSS) resulta cada día más evidente. En esta presentación se muestra el desarrollo actual de los DSS para el uso y manejo de los sistemas agro-ambientales, haciendo especial hincapié en las metodologías más innovadoras sobre ingeniería de la información y el conocimiento. La evaluación agro-ecológica de los múltiples indicadores biofísicos de la calidad del suelo representa el marco conceptual, a partir preferentemente de la información elaborada en los reconocimientos convencionales de suelos. Se analizan sus posibles aplicaciones en la planificación de los sistemas agrícolas y en la protección del suelo, proporcionando una visión en profundidad sobre la importancia creciente de los DSS en la nueva agricultura. El desarrollo y aplicación del sistema MicroLEIS DSS se sigue como un buen ejemplo de estos innovadores esquemas metodológicos, demostrando ser una herramienta adecuada para convertir el conocimiento científico agro-ecológico en información fácilmente utilizable por administradores, técnicos y agricultores para establecer el tipo de uso y manejo específicos en cada lugar. Estas medidas específicas van dirigidas preferentemente a la protección del propio suelo y a la producción sostenible de los sistemas agrícolas. A partir de los resultados de la aplicación de los modelos relacionados con la productividad agro-ecológica se formulan los cambios de uso del suelo recomendados; mientras que sobre los resultados pronosticados de vulnerabilidad a la degradación se basan las prácticas de manejo más apropiadas para cada tipo de suelo. En 2009, la tecnología MicroLEIS ha sido transferida por el CSIC a la empresa de base tecnológica Evenor-Tech (www.evenor-tech.com) para su uso y explotación comercial.Peer reviewe