Juan Manuel García-Ruiz: «Necesitamos gente que sea capaz de dar grandes saltos, de crear odiseas intelectuales»

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Juan Manuel García-Ruiz (Sevilla, 1953) es uno de los mayores expertos mundiales en cristalografía, el área de la ciencia con más Premios Nobel. Preparando su tesis descubrió los bioformos, unas sustancias inorgánicas biomiméticas que revolucionaron su campo de estudio. Actualmente trabaja como profesor de investigación del CSIC en el Laboratorio de Estudios Cristalográficos de Granada. En 2005 recibió el Premio Maimónides, concedido por la Junta de Andalucía, por sus aportaciones al campo de la cristalografía. Nos encontramos con Juanma en el Patio de los Perfumes, en Granada, donde va a presentar el cómic Algo en el agua, una historia de ficción basada en su proyecto europeo Prometheus, que tiene como objetivo descubrir el origen de la vida. A Juanma, además de la ciencia, le interesan las humanidades, y siempre que puede combina la ciencia con el arte, la danza y la literatura para divulgar sus conocimientos.

¿De dónde viene tu pasión por la cristalografía? ¿Quién fue Pedro Tavira?

Mi interés por la cristalografía comienza a los quince años, gracias a uno de mis profesores de enseñanza media. La labor de los maestros y profesores es fundamental. Hoy en día se insiste mucho en la divulgación, que está muy bien, pero hay que perseverar en la formación, hay que conquistar otra vez las escuelas. ¡Es muy importante! Pedro Tavira fue uno de mis profesores de bachillerato en la Universidad Laboral de Alcalá de Henares, impartía clases de Ciencias Naturales y él era cristalógrafo.

Estudiaste en un instituto de Alcalá de Henares, pero tú eres sevillano, ¿no?

Sí, yo soy de Sevilla, pero el bachillerato lo hice en la Universidad Laboral de Alcalá de Henares. Era un centro de educación fantástico. Contábamos con unos profesores de una calidad altísima, y además teníamos medios. Pedro era el profesor de Ciencias Naturales y fue quien me contagió la pasión por la cristalografía. Me enseñó a estudiar la formación de cristales de fosfato amónico, el ADP, que son los que ahora utilizamos en el concurso de cristalización en la escuela. Hace cuatro años nos vimos y aún conservaba las fotografías de mi trabajo de estudiante. Me regaló una de esas fotos que tengo enmarcada en mi casa.

La otra persona que te influyó de una forma determinante, José Luis Amorós, además de director de tu tesis, fue una de las grandes figuras de la cristalografía española de todos los tiempos y de nuestra ciencia en general. ¿Qué aportó a su campo?

Él aportó estudios avanzados en temas de difracción de rayos X y difracción difusa. Amorós es autor de un volumen que aún se mantiene como libro de texto. Recuerdo que cuando estaba como posdoctorado en la universidad de Penn State, una estudiante de doctorado me llevó a Washington y uno de los libros que llevaba en su coche era La difracción difusa de los cristales moleculares de Amorós.

En 2014, con motivo del Año Internacional de la Cristalografía, los amigos y antiguos alumnos del profesor Amorós hicisteis una nueva edición de La gran aventura del cristal. ¿Cómo surgió la iniciativa? ¿Qué problemas te encontraste? Te tocó escribir el prólogo, ¿no? ¿Fue fácil hacer esta nueva edición?

No fue nada fácil. La edición la hice con Victoria López-Acevedo, a quien había codirigido la tesis con Amorós. Es un libro fantástico, la mejor historia de cristalografía que se haya escrito nunca. Me gusta recomendar su lectura porque es realmente informativo y entretenido. Originalmente lo escribió en inglés.

El libro está disponible para descargar en formato PDF, no sé si legalmente.

Tuvimos un gran problema, porque ese libro se editó en la editorial Complutense, que después quebró, y entonces conseguimos que la familia nos diera todos los permisos para reeditar el libro. Sin embargo, en el último momento la editorial nos puso una serie de objeciones. Al final, hicimos una edición digital que está disponible para su descarga. Después, afortunadamente, la editorial también ha vuelto a imprimir el libro que está disponible en las librerías.

Estupendo. Entonces, para la gente a la que le puede interesar tu entrevista lo siguiente es leerse el libro…

Sí, La gran aventura de cristal.

La cristalografía es la materia con más Premios Nobel. ¿A qué se debe?

A que es una ciencia transversal, absolutamente fundamental para avanzar la frontera de muchas otras ciencias. Los cristalógrafos hemos desarrollado a lo largo del siglo XX y lo que llevamos del XXI la única tecnología que nos permite conocer la estructura íntima de la materia. Si quieres conocer como es la estructura a nivel atómico del diamante, de la vitamina C, del ibuprofeno, del ADN, de la insulina o de cualquier compuesto, solo necesitas tener un haz de rayos X, un cristal de ese compuesto, y el cuerpo teórico y las técnicas creadas por la cristalografía. No hay microscopios capaces de ver esa estructura a nivel atómico. La única manera de conocerla es mediante la difracción de los rayos X por los cristales. Todos los Premios Nobel que ha recibido la cristalografía se deben a los avances en el conocimiento de la interacción entre los rayos X, o los electrones con la materia. El que tengamos antivirales o se consiga una vacuna contra la COVID-19 depende de tener un buen conocimiento estructural del virus y de los receptores del huésped. Los catalizadores, los semiconductores y los piezoeléctricos, toda nuestra industria electrónica, dependen de entender cómo funciona la materia a nivel atómico, que solo es accesible con las técnicas cristalográficas. En cierta medida, la sociedad del bienestar está unida al desarrollo de la cristalografía. 

Los cristales están detrás de cosas tan dispares como la textura de un helado o la calidad del chocolate. ¿Por qué?

La calidad de un producto comestible y el sabor dependen en muchos casos de la textura, y no solo de la composición que tenga. Si tú congelas un guisante en tu refrigerador, como el enfriamiento es muy lento, el agua que el guisante tiene dentro cristaliza lentamente, formando cristales de hielo que rompen la estructura vegetal. Mientras que, si lo haces con una máquina de ultracongelación, como se suele hacer, las moléculas de agua cristalizan muy rápidamente y los cristales no llegan a crecer. Por tanto, la calidad de un congelado depende de la cristalización, y por eso se recomienda no volver a congelar la comida una vez descongelada. Y en un helado es igual. Los cristales de agua de hielo de un buen helado han de ser muy muy pequeñitos para que cuando te lo metas en la boca se derritan y paladees el sabor del helado. Pero si andas sacando y metiendo los helados en el congelador, recristalizan y se hacen más grandes, y al comerlos te encuentras con ellos en la boca. 

El chocolate no es otra cosa que el ácido graso del cacao cristalizado. El chocolate es muy interesante porque tiene la propiedad que le permite cristalizar con más de una estructura distinta. La configuración de las moléculas, de los átomos dentro de la estructura, es distinta para diferentes polimorfos, que son sustancias con la misma composición química. Por ejemplo, el carbonato cálcico, lo que llamamos cal, puede ser calcita, aragonito o vaterita. Son tres materiales con la misma composición, pero con distinta estructura. Otro caso es el carbono, que puede cristalizar como diamante y tiene una estructura cúbica muy compacta, o como grafito, una estructura hexagonal en capas. Resulta que en el chocolate hay cinco variantes polimórficas que se diferencian en el punto de fusión. Una de estas variantes del chocolate tiene el punto de fusión en 27 ℃, por lo que se te derrite en los dedos cuando lo coges. Otra lo tiene en unos 37,5 ℃, por lo que cuando te lo metes en la boca no se funde y te lo tragas antes de poder saborearlo. El chocolate perfecto, el llamado polimorfo V, se funde a 36 ℃; cuando te lo metes en la boca se derrite y proporciona ese sabor tan placentero. Lograr que cristalice el polimorfo del chocolate que tú quieres es todo un arte, sí, pero basado en la cristalografía. 

¿Tienes constancia de que las grandes empresas chocolateras o heladeras tengan cristalógrafos?

En plantilla no lo sé, pero contratados externamente, claro que sí. En Japón, por ejemplo, han desarrollado muchísimo esta tecnología, porque la llevan al límite. Hacen un chocolate que, para que no engorde, es prácticamente aire en un 90 por ciento. Los bombones de Ferrero Rocher son por fuera un chocolate del polimorfo V, y el interior es otro diferente, el III. Esas investigaciones sobre el chocolate usan los sincrotrones, esas catedrales de la cristalografía donde se estudia la estructura íntima de la materia.

¿Qué es la cristalización biológica?

Principalmente se refiere a dos cosas: una es la cristalización de moléculas biológicas, y otra la cristalización de biominerales, como conchas o huesos. Además, en los últimos años también engloba a la biomimética, una rama que trata de entender cómo la vida crea los huesos y conchas para luego imitarlo en el laboratorio. El objetivo es conseguir autoorganizar una producción de cerámica tal como lo hace la vida, de una forma muy barata y limpia, usando calcio y CO

Si no me equivoco, durante la realización de tu tesis doctoral, encontraste por primera vez los biomorfos. ¿Qué caracteriza a estos cristales?

Son unos materiales nanocristalinos que se autoorganizan formando estructuras con morfologías que no son poliédricas como los cristales típicos, sino sinuosas, helicoidales, como las morfologías de la vida. Son estructuras biomiméticas tanto en la forma como en la textura. Se parecen tanto a las formas de vida primitiva, que Amorós se entretenía en llevar a sus amigos catedráticos de Biología de la Complutense fotos de mis biomorfos diciéndoles que eran bacterias y que quería saber la especie [risas].

Al ser similar a un ser vivo, supuso una revolución en el área. ¿Cómo se toman los colegas cristalográficos la aparición de los biomorfos?

No se entendió nada. Estamos hablando de los años ochenta. Recuerdo que un colega que era un excelente experto en cristalografía, tras explicarle la fotografía, me dijo: «Ah, muy bien, sí, sí, qué bien, sí, sí. Pero esta espiral de aquí ¿para qué sirve, para sostener el cristal?». «¡No! Ese es el cristal», respondí. Pero aún fue peor cuando empecé a aplicar el descubrimiento en el tema de la detección de vida primitiva, de los microfósiles. Hubo una oposición muy fuerte, porque la mayoría de los colegas te insistían en que no podía ser, que el mundo inorgánico no podía crear esas formas, que seguramente era un problema de contaminación. Pero hoy en día se entiende que no hay ninguna diferencia entre las propiedades morfológicas y simétricas del mundo biológico y del mundo inorgánico, y aunque todavía persiste cierta oposición, poquito a poco estamos consiguiendo que la comunidad científica acepte que la morfología de un objeto no contiene información inequívoca sobre su génesis.

La simetría es quizá la característica que define a los cristales en cuanto a lo estético.

A lo estético y a lo matemático, que viene a ser lo mismo. La diferencia entre el mundo de cristal y el mundo de la vida es efectivamente la simetría. Un cristal tiene unas claras limitaciones de simetría. El hecho de que el cristal tenga una estructura periódica —es decir, que los átomos, o las moléculas o macromoléculas estén dispuestos tridimensionalmente en un orden perfecto— implica que, por ejemplo, no tienes ejes de simetría pentagonal. Hace unos años, un colega israelí, Dan Shechtman, dio con los cuasicristales y se montó cierta revolución, pues demostró que existían cristales cuasiordenados que podían tener esos ejes de orden 5. Pero, efectivamente, un cristal tiene unas limitaciones de morfología, dentro de un grupo cerrado de simetría. 

Estamos en Granada y aquí se encuentra la Alhambra, el único lugar donde se pueden ver dieciséis de los diecisiete grupos planos de simetría. 

En la Alhambra están todos. Hay un artículo de Rafael Gómez, un matemático de la Universidad de Granada, que ha demostrado fehacientemente que están los diecisiete grupos planos de simetría. 

En el plano metafórico, existen dos clases de simetría enfrentadas que se corresponden con dos modos diferentes de entender el mundo.

Cuando me encontré con tanta reticencia de la comunidad científica a aceptar la existencia de los biomorfos, me pregunté cuáles eran las causas de una oposición tan fuerte. ¿Por qué esa renuencia a aceptar algo que era muy fácil de reproducir en cualquier laboratorio? Entonces descubrí que incluso los científicos diferenciamos dos mundos de simetría: el de la simetría de la vida y el de la simetría mineral, que es completamente diferente. Y eso es algo casi atávico. Tenemos constancia de que los primeros objetos que coleccionan los homínidos, hace al menos setecientos mil años —estamos hablando del Homo erectus— son cristales de cuarzo, junto con guijarros. Wilhelm Worringer, el primer historiador del arte alemán, divide el arte en dos tipos de estéticas, o mejor dicho, en dos formas de entender la estética. Una de las formas es cristalina, la que él llama cristalinismo, y la otra la de la figuración, de las formas orgánicas. Y defiende que las culturas más primitivas son aquellas que no están basadas en la figuración, sino en la abstracción cristalina, geométrica. La filosofía alemana del XIX estaba interesada en tratar de explicar que había un orden en el mundo que lo controlaba todo, y la figura de Froebel es fundamental. Es el revolucionario pedagogo que crea los kindergártenes para enseñar a los niños desde muy pequeñitos a jugar y a descubrir por sí mismos ese orden. Resulta que Froebel era asistente de cristalografía de Christian Weiss en el momento en el que se estaba creando la teoría de la simetría, del orden cristalino. Él aplica sus conocimientos cristalográficos en sus teorías pedagógicas y pone a los cientos de miles de niños que van a sus escuelas a jugar con estructuras cristalinas, a apilar cubos y figuras geométricas, puras. A esas escuelas van los hijos de familias cultas, los que serán muchos de los más importantes artistas del siglo XX como Kandinski o Le Corbusier. Los jardines de infancia fueron la herramienta, el caballo de Troya con que empieza con el cubismo cristalino, toda la influyente arquitectura de Le Corbusier, todo el diseño y la arquitectura de la Bauhaus, el triunfo de la línea recta y de la geometría libre de adornos.

¿El suprematismo también? 

El suprematismo, el purismo de los italianos y de Le Corbusier. Ese canon estético del orden cristalino permea todas las artes. En la danza, por ejemplo, tenemos a Rudolf von Laban, al que llamaban «el bailarín del cristal», porque este hombre crea la gramática de la danza moderna basada en la geometría de los sólidos platónicos, un artista para quien la danza era una cristalización dinámica. Y en el flamenco, tenemos a un personaje tan interesante como el bailaor Vicente Escudero, que es un tipo con poca formación que se encuentra en París en el momento en que triunfa esa idea estética de la línea recta, del ángulo recto —del cristal, en una palabra—, que escribe y practica un famoso decálogo sobre el baile flamenco completamente cristalino.

El coeficiente intelectual se calcula poniendo a prueba nuestra capacidad de detectar patrones matemáticos, entre ellos, muchos geométricos. ¿Está nuestro cerebro diseñado para preferir el orden?

Eso es lo que parece. Por qué y cómo es algo que aún hay que averiguar. El propio hecho de que los homínidos coleccionaran cristales de cuarzo hace 700 000 años y que haya colecciones en la India de hace 250 000 es un ejercicio intelectual alucinante. 

¿Qué te parece la geometría fractal?

Es, como demostró Benoît Mandelbrot, la geometría de la naturaleza. En la historia de los fractales hay otro personaje genial, que es Lewis Fry Richardson, un verdadero quijote. Richardson era un geógrafo pacifista insobornable, un tipo absolutamente empeñado en evitar guerras. Formuló una teoría según la cual la probabilidad de que hubiera guerra entre dos países dependía de la longitud de su frontera. Y entonces el tipo empieza a medir y se da cuenta de que el tamaño de una frontera depende de la escala del mapa. A partir de ahí, de preguntarse cuánto mide la costa de Inglaterra, Mandelbrot desarrolla cincuenta años más tarde la idea de autosimilitud y el propio concepto de fractal. 

¿Está la naturaleza dibujada con geometría fractal?

Absolutamente. La naturaleza pinta el paisaje con unos trazos muy distintos a los que hacemos los humanos. Hasta que llegamos nosotros, todo en la naturaleza era fractal, era autosimilar, todo era curvo o ramificado. Somos nosotros los que hemos introducido la línea recta, la cuadrícula, la geometría euclidiana. Si observas la Tierra desde el aire, es evidente el antagonismo entre esos dos tipos de simetría, el de la naturaleza y el de las construcciones humanas. Pero aún no sabemos interpretar el significado de los números fractales. A mí me interesa encontrar una correlación entre los mecanismos morfogenéticos de los patrones y su dimensión fractal. Y su significado armónico. Por ejemplo, todos hemos oído hablar del número áureo, de la proporción áurea, la que se supone que es el canon de belleza en la geometría euclidiana. Pues existe un número similarmente atractivo para nuestro cerebro en la geometría fractal. Si vas a Tarifa, que es un sitio en el que puedes encontrar en el campo muchas dendritas de manganeso y hierro —unos minerales que parecen helechos—, y mides su dimensión fractal al azar, encuentras todo el rango de valores entre uno y dos. Sin embargo, si te vas a comprar una dendrita pirolusita a una tienda de minerales, donde obviamente se han seleccionado las que son más atractivas, la dimensión fractal está entre 1,65 y 1,7. ¿Por qué es ese valor de la dimensión más atractivo para nuestro cerebro? 

¿Es la proporción que identificamos con la belleza? 

Efectivamente. Es decir, el número áureo en el mundo fractal es 1,68. ¿Por qué? No lo sabemos, pero eso es así, lo hemos medido.

Tu gusto por los fractales quizá tenga que ver con que una de tus películas favoritas es La isla mínima.

Sí, bueno, La isla mínima refleja muy bien el antagonismo entre esas dos formas de entender el mundo, la del orden cristalino y la del orden natural, la de la razón y la de la empatía. Estoy absolutamente convencido de que la geometría euclidiana no nos sirve para manejar y entender la naturaleza en detalle; nos ha servido para dominarla en cierta medida, para hacer una revolución industrial, para abordar la revolución electrónica. Pero si tenemos que entenderla y manejarla, hay que utilizar la geometría propia de la naturaleza, ya que la geometría euclidiana no es más que una abstracción que probablemente estaba grabada en nuestra mente desde que empezamos a fascinarnos por los cristales hace casi un millón de años. La pregunta es: nosotros, los homínidos, ¿coleccionábamos aquellos cristales porque el cerebro ya estaba preparado para detectar ese orden, o tenemos el cerebro preparado detectar el orden porque coleccionamos aquellos cristales? 

Una gran pregunta…

Nos lleva a preguntarnos si hay otra forma de entender este mundo, de manejar este mundo. Porque, hasta ahora, todo lo que hemos hecho ha sido tratar de someter a la naturaleza usando una ciencia y una tecnología basadas en la geometría euclidiana, es decir, en una idealización de la geometría del mundo externo. Ahora se trata de empezar a entender por qué ese valor 1,68 que nos gusta define nuestros cánones estéticos.

¿Eso no se sabe?

Eso no se sabe. 

Fuiste comisario científico de la exposición «Armonía Fractal de Doñana y las Marismas». ¿De qué iba la exposición?

Se trata de una exposición que nace de las fotografías de Héctor Garrido. Héctor es un biólogo que trabajaba contando aves en Doñana desde una avioneta. Además de ser técnico del CSIC, le gustaba mucho la fotografía, y un día, Fernando Hiraldo, que era director de Doñana, me pasó un CD con sus imágenes y me adelantó que me iban a encantar. Efectivamente, cuando las vi me encantaron. Eran fotografías aéreas de un lugar tan poco hollado por el hombre como es la marisma. Eran imágenes canónicas de la fractalidad de la naturaleza. Entonces, quedamos, empezamos a hablar y surgió el proyecto.

De ahí salió un libro precioso y la fotografía de La isla mínima.

Alberto Rodríguez, el director, ya conocía las fotos de Héctor porque las publicamos en El País Semanal y supo desde el primer momento que tenía que usarlas en la película. Yo hablé con él y con su guionista, Rafael Cobos, de todo esto del antagonismo de la geometría fractal y la euclidiana, de que la película se entendía muy bien desde esa lectura geométrica. Me interesaba saber por qué ellos habían usado esas imágenes. Y lo habían hecho por pura intuición. Al final de la película, el policía que interpreta Javier Gutiérrez le pregunta: «¿Todo en orden?», y el otro policía (Raúl Arévalo) lo mira como diciendo: «Bueno, depende de qué tipo de orden estemos hablando». Y es que en La isla mínima están presentes los dos órdenes, tanto en el ámbito sociopolítico, representados por los dos policías —antiguo y nuevo régimen— como en el matemático. 

Desde el año 2014, organizas exposiciones y concursos alrededor de los cristales. ¿Despiertan los cristales interés en los escolares?

Totalmente. En todos los países del mundo. Cuando los niños usan el kit que les proporcionamos y dejan cristalizar una disolución de una sal que han diluido antes, no se esperan el resultado. Cuando abren el recipiente y observan que del agua turbia y caliente han surgidos esos brillantes poliedros se les iluminan los ojos. A los niños le fascinan los cristales. El otro día estuve en Bilbao en una reunión de profesores del instituto y estaban hablando del concurso, y uno de ellos dijo: «En mi instituto, si quisiéramos quitar el concurso de cristalización, no podríamos». La fascinación que ejercen los cristales es algo innato en el ser humano.

¿Qué es Triana Science & Technology?

Una startup que creé de tecnología de cristalización. Fue una enorme osadía. Cuando ideamos la Granada Crystallization Box —un artilugio para obtener cristales en el espacio—, conseguimos una tecnología que redujo por un factor de entre cien y mil el coste de hacer experimentos de cristalización en el espacio. JAXA, la Agencia Japonesa de Exploración Espacial, se interesó en comprar los derechos, y entonces en el CSIC me animaron a crear una empresa, que fue Triana Science & Technology. 

¿Esa tecnología es la que utilizó Pedro Duque en sus experimentos en el espacio?

Los experimentos en los que participó Pedro Duque los hicimos justo antes. Al principio, nosotros usábamos unos aparatos que habíamos ayudado a diseñar y que se construían en Alemania. Era una tecnología muy sofisticada que necesitaba todavía de un astronauta para realizar los experimentos. Tras varias pruebas en diferentes lanzaderas espaciales, descubrimos que las condiciones de microgravedad de los experimentos en el espacio no eran exactamente como nos decían las agencias espaciales. Con ayuda de la información que nos proporcionó Pedro, confirmamos que las rutinas de las propias lanzaderas afectaban a los experimentos. Entonces, decidimos que había que hacer los experimentos en vuelos que no fueran tripulados, para que tuvieran menos ruido gravitatorio, y diseñamos la Granada Crystallization Box, que era una ingeniosa metodología en la que se llevaban a cabo los experimentos de cristalización sin intervención humana.

Ya habéis terminado la relación con el espacio.

Nuestra tecnología todavía se usa, pero nuestro interés en la cristalización de proteínas decayó porque concluimos que podíamos obtener resultados similares usando geles aquí en la Tierra. Y, claro, hacer experimentos aquí es mucho más barato y, sobre todo, más fácil. De todas formas, aún tenemos mucho que entender sobre la cristalización en el espacio.

¿Para poder vivir en el espacio? 

Casi todos los experimentos de cristalización que se han realizado en el espacio en los últimos años se han centrado en la cristalización de proteínas, en lograr cristales de mejor calidad. Creo que eso ha sido un error, porque se dejó de lado el problema de la cristalización en sí, algo que va a ocurrir en cualquier actividad que hagamos en el espacio. La cristalización es como jugar al Tetris: por un lado, las moléculas, los ladrillitos, han de viajar en la disolución hasta el cristal, y una vez allí tienen que enlazarse ordenadamente con otras moléculas o ladrillitos. La gravedad no afecta a las fuerzas de enlace, pero afecta al transporte, y mucho. Y eso hay que entenderlo si no queremos tener problemas en el futuro de los vuelos espaciales.

¿Por si queremos montar una fábrica de chocolate en Marte?

Por ejemplo [risas].

En tu trabajo hay una continua inversión en divulgación.

Sí, a mí me ha gustado siempre contar lo que hago. No soy un divulgador generalista, pero procuro divulgar el trabajo que realizamos mi equipo y yo. Me gusta contar lo que hago y me esfuerzo por contarlo bien y que se entienda. Le dedico tiempo. Por un lado, creo que es una obligación moral que la gente se entere de la investigación que financia con sus impuestos. Y, por otro, estoy convencido de que la cultura ciudadana tiene que ser una cultura donde la ciencia cuente, y mucho. 

¿Tienes constancia de que algún alumno se haya hecho cristalógrafo por el placer de escucharte, como te pasó a ti con Pedro Tavira?

No lo sé, ojalá que haya despertado vocaciones científicas. Tengo muchas cartas de profesores de instituto agradeciendo la labor que estamos haciendo con el concurso de cristalización. Y también tengo constancia de estudiantes latinoamericanos y norteamericanos que se han dedicado a la cristalografía tras ver nuestro documental El misterio de los cristales gigantes.

En ese documental nos descubres unos cristales muy curiosos. ¿Qué son los cristales gigantes? ¿Cómo se forman?

Los cristales gigantes son una singularidad de la naturaleza de una especial belleza e importancia. Son cristales de yeso transparente, de selenita. Se conocen muy pocos casos en el mundo, el más espectacular de todos, en México. Tuve la suerte de ser el primero en investigarlos. Todo empezó en Segóbriga, donde, según Plinio, se encontraban las minas de yeso que entonces llamaban lapis specularis,​ el cristal de Hispania, que se exportaban a todo el Imperio y habían convertido a esa ciudad romana en un emporio. En el año 2000, unos arqueólogos descubrieron esas minas a las que se refería Plinio y me llamaron para que les explicara cómo se podían haber formado esos cristales límpidos de hasta dos metros de tamaño. Entonces, me interesé por el tema y encontré un libro que describía unos cristales de tamaño similar en una mina al norte de México. En una de mis visitas a México, llamé a la empresa minera y les dije que quería verla.

¿O sea, que estos cristales gigantes de México no están en un parque temático?

No, no. Están en una mina en la que se explota plomo, plata y zinc, una de las más importantes del mundo, que se encuentra en Naica, en el estado de Chihuahua. Llegué allí y el jefe de geología de la mina, Roberto Villasuso, me enseñó lo que yo había visto en ese libro, la llamada Cueva de las Espadas, que está a unos ciento veinte metros de profundidad, en la que todo —las paredes, el suelo, el techo— está tapizado con una especie de dagas cristalinas, y de ahí el nombre de la cueva. Allí, Villasuso me dijo: «Hace unos días hemos descubierto una cosa que te quiero enseñar, pero hay que bajar hasta los trescientos metros de profundidad». Bajamos, y cuando entré… La verdad es que cuando entré, me quedé sin palabras… Hacía un calor infernal, pero tenía delante el mayor espectáculo del mundo mineral. Cristales colosales de hasta doce metros que atravesaban una gran cavidad, un escenario propio de una película de Superman, pero era real, no era atrezo. Empecé a reír a carcajadas, por la euforia, porque yo eso que tenía delante lo había soñado, yo sabía que eso podría ocurrir, pero jamás pensé que iba a verlo con mis propios ojos.

Y a volver para grabarlo.

Bueno, para estudiarlo, primero. No tenía ni financiación, porque, claro, es una cosa que aparece de repente y no hay nada pensado. Entonces, cada vez que iba a México por alguna investigación o a impartir algún curso o conferencia, me pasaba por la mina. Creé un pequeño equipo y me prometí desvelar el misterio de cómo se formaron esos cristales gigantes.

Dentro no se puede aguantar más de unos minutos…

Cómo máximo siete minutos. En siete minutos teníamos que entrar, investigar y salir. Había siempre alguien que contaba los minutos y en su momento gritaba: «¡Fuera, fuera!». Y normalmente tú ya a los cinco minutos sabías que tenías que salir, porque de verdad te cueces. Y luego Javier Trueba lo filmó todo. 

¿Cómo lo convences?

Fotografiar la belleza mineral de la cueva de los cristales gigantes era muy difícil. La cueva no estaba iluminada, las lentes se empañaban, la temperatura dañaba las cámaras, las fotos que hacíamos los científicos no se compadecían con la realidad. Conocía a Javier y le dije que tenía que venir, que tenía que ayudarme a ilustrar nuestras investigaciones. Y él vino y, cuando vio aquello, se dio cuenta de su valor científico y también de su atractivo cinematográfico, y dijo: «De esto vamos a hacer un documental». Tuvo un mérito tremendo, porque imagínate grabar de cinco minutos en cinco minutos en esa sauna a trescientos metros de profundidad. Cada vez que entrabamos perdíamos dos kilos, dos litros de agua. Cada plano llevaba una semana de trabajo. Había que entrar con seis focos de 1000 W cada uno, colocarlos en su lugar preciso, hacer llegar la corriente eléctrica, probar la iluminación, preparar las cámaras para que no se empañaran ni se destrozaran. Lo que yo no esperaba es que tuviera que escribir el guion del documental. Tardé dos años. Es de las cosas más difíciles que he realizado en mi vida.

En Naica los cristales están ahora creciendo. ¿Lo hacen más rápido que las estalactitas?

No, no, mucho más lento. En Naica hemos podido medir la velocidad. Nosotros hemos recogido agua subterránea de Naica, la hemos puesto al microscopio con un pedacito de los propios cristales y, junto a unos colegas japoneses, hemos demostrado que los cristales crecieron a una velocidad de 60 micras —el espesor de un cabello— cada siglo. La velocidad de crecimiento es la más lenta medida en cualquier sistema cristalino.

¿Cuántos años tienen?

Estimamos que esas enormes vigas cristalinas han tardado unos 250 000 años en formarse. 

Hace poco se ha inaugurado la geoda de Pulpí. Cuéntanos de qué se trata y qué tiene que ver contigo.

Pulpí es otro de los pocos lugares en el mundo con cristales gigantes, y obviamente me interesó desde que supe de su existencia. Es una geoda, como esas geodas pequeñitas que tenemos en nuestras casas, esa especie de huevos que están huecos con las paredes cubiertas de cristales. Lo que pasa es que la geoda de Pulpí tiene 11 m3 y sus cristales son gigantes. Es la geoda más grande del mundo en sentido estricto, porque Naica no es una geoda, es una cueva enorme, un crisol donde se han formado esos enormes cristales. La geoda de Pulpí es más coqueta, para mí es como una placenta cristalina. Mucha gente que la visita experimenta esa sensación de protección. Nos ha costado años de trabajo estudiar la endiablada historia geológica de la mina donde se encuentra la geoda. Tuvimos que hacer un estudio geológico, levantar toda la cartografía de la mina y estudiar su mineralogía, pero al final hemos logrado entender, creo que bastante bien, cómo se formaron los cristales de la geoda. Y, además, ese estudio técnico es el que han usado para hacer la mina visitable, para poder enseñar la geoda en su propio ambiente, con un impacto mínimo.

Volviendo a Segóbriga: en un momento el cristal deja de tener interés por el descubrimiento del vidrio. ¿Qué diferencia hay?

La confusión entre cristal y vidrio tiene un curioso origen, y ocurre en Segóbriga precisamente. Los romanos y los griegos llamaban cristal a todo mineral transparente que tenía caras planas. Como el cristal de roca, el cuarzo, que era el cristal por antonomasia. Pero también llamaban cristal al yeso, que es trasparente y tiene caras planas. Era el cristal de Hispania. Era un material muy valorado porque en aquella época no existía el vidrio plano, así que, si querías cubrir los vanos de las ventanas o hacer invernaderos, tenías que utilizar o alabastro o finas láminas de caliza. Pero el material mas chic, el más valorado, el más transparente que dejaba transmitir la luz exterior, era el cristal de Hispania. Pero, con el tiempo, al final del siglo I, en Roma descubren cómo fabricar el vidrio plano. Y como era un material plano y trasparente, ¿cómo lo llaman? «Cristal», como el material con el que ha de competir. Era un material mucho más barato que el cristal de Hispania y servía para lo mismo, así que la riqueza minera de Segóbriga se viene abajo. Desaparece. Así, el vidrio plano le roba a Segóbriga el negocio, pero también la palabra cristal. Desde entonces, vidrio y cristal se usan indistintamente, aunque son dos términos muy diferentes. El cristal es la materia ordenada, y el vidrio es la materia desordenada. Si tuviéramos un microscopio para ver la estructura íntima de un cristal, veríamos sus átomos perfectamente ordenados, mientras que en un vidrio estarían desordenados. 

Ahora lideras el proyecto europeo Prometheus, que tiene entre sus objetivos desvelar el papel que pueden desempeñar las estructuras que tú descubriste: los biomorfos como catalizadores de la química preobiótica. ¿Qué te hace pensar que los biomorfos están detrás del origen de la vida?

Hay dos puntos de conexión. Uno es con la química prebiótica que dio lugar a la vida, y el otro con la convergencia morfológica con primeras formas de vida. Los biomorfos de sílice y carbonato que sintetizamos en el laboratorio son morfológicamente indistinguibles de los considerados fósiles más antiguos del planeta. Y, además, las condiciones de síntesis son las mismas que las del tipo de roca que los contiene, el sílex. Es difícil diferenciarlos, pero los estamos estudiando porque es un tema crucial, es poner el reloj a cero, es saber con certeza cuándo aparece la vida en este planeta y si ha existido vida en otros planetas o lunas. Y hay otra pregunta inquietante: ¿imitó la vida las formas minerales autoorganizadas que ya existían en su entorno?

El segundo punto de conexión es otro tipo de biomorfos, que se producen también en medios alcalinos y que se conocen desde hace siglos, los jardines químicos. Se trata de estructuras minerales que, cuando se forman, generan una diferencia de potencial, una pila. Cuando sintetizas esas estructuras minerales capaces de catalizar la condensación de formamida, que es una molécula muy simple con un solo átomo de carbono que existe en muchos sitios del universo…

Y se generan moléculas prebióticas…

Efectivamente, se obtienen los ladrillos de la vida, las nucleobases y los aminoácidos. Pero lo más relevante es que todo eso es geoquímicamente plausible. Nosotros estamos convencidos de que durante los primeros quinientos millones de años del planeta se daban las condiciones para que ocurrieran estas catalizaciones. Proponemos que en la Tierra primitiva había una atmósfera reductora, como la que proponía Miller, y que coexistía con un océano alcalino rico en sílice. Es decir, que se daban las condiciones para que existiera la autoorganización mineral y la formación simultánea de moléculas orgánicas. 

Si se consigue pasar de materiales inorgánicos autoensamblados a materiales orgánicos autoorganizados en un laboratorio, sería digno de un Premio Nobel…

Bueno, claro, a ver quién consigue algo así.

Tendría que ser algo multidisciplinar.

Por supuesto. Trabajamos en esto con un grupo de Roma, con Ernesto Di Mauro y Raffaele Saladino, defensores de la ruta de la formamida hacia el origen de la vida, que yo suscribo; con geobiólogos de París y geoquímicos expertos en serpentinización de Bremen; y con científicos de materiales de Constanza, porque no olvidamos las aplicaciones de esta investigación. Mucha investigación teórica y experimental y mucho trabajo de campo.

Esa es la clave.

En efecto, demostrar que esas reacciones se pudieron dar en la tierra primitiva, aunque tú lo investigues y las reproduzcas en un laboratorio.

De ahí las razones de los viajes a, por ejemplo, Kenia o a Dallol; vas buscando sitios donde eso podría ocurrir, lo más cercano que hay a las condiciones de la Tierra de hace cuatro mil millones de años.

Efectivamente. El objetivo es tratar de buscar en ambientes similares al de nuestro planeta cuando era yermo, cuando aún no había aparecido la vida. Podemos decir que para mi proyecto la vida es «una contaminación». Yo estoy buscando sitios en los cuales no haya vida, porque estoy interesado en explicar cómo era este planeta antes de que surgiera la vida. Buscamos sitios químicamente extremos. Vamos encajando las piezas de información que vamos encontrando en nuestros viajes de campo. 

En Dallol, uno de tus viajes más extremos, te acompañaban científicos expertos en microorganismos extremófilos. ¿Encontraron vida? 

Dallol es un sistema hidrotermal, un pequeño edificio volcánico que despliega una paleta increíble de colores similar a las de Yellowstone. Pero, a diferencia de Yellowstone, donde esos colores se deben a la vida bacteriana, nosotros defendemos que los colores y las formas biomorfas que aparecen en Dallol son el resultado de procesos puramente químicos, debido a la progresiva oxidación del hierro que surge de los manantiales. Purificación López, una excelente microbióloga española que trabaja en París, ha realizado un estudio muy serio y ha encontrado vida en todas partes alrededor de Dallol —que está en un enorme salar—, excepto en la zona donde están las fuentes hidrotermales multicolores. Es, hasta hora, el único lugar conocido en que, habiendo agua, no hay vida. Un lugar con surgencias de aguas a 110 ℃, con un pH unas mil veces más ácido que Riotinto, sin oxígeno y sobresaturado en sal.

¿Para qué sirve la cristalización de las proteínas?

Sirve para conocer la estructura interna de las proteínas. Una vez que has cristalizado una proteína, por ejemplo, la insulina, tomas un cristal de unas decimas de milímetro y lo iluminas con un haz de rayos X, que tiene una longitud de onda similar a la distancia entre los átomos de una molécula. Entonces, debido a interacción del haz con el orden cristalino, se crea un patrón de puntos que recoges en un detector. Como te decía, todos los Premios Nobel relacionados con la cristalografía han sido por explicar eso: dónde están los puntos, a qué distancia uno del otro, qué orden tienen, cuál es el halo alrededor. Todo el éxito de la cristalografía viene de ahí, de interpretar ese conjunto de puntos para obtener una «fotografía» de la estructura atómica de la proteína. Cuanto mejor sea el cristal, mejor será la «foto».

Interpretando esos puntos, ¿podemos entender la función de la proteína? 

Interpretando esos puntos sacamos la estructura. Los biólogos estructurales relacionan la estructura con la función que realiza esa proteína. Así, tratamos de entender la vida a nivel molecular, es decir, de entender la vida. 

Nos decía Juan Botas que la función de las proteínas depende de su plegamiento, es decir, conseguir determinada estructura tridimensional; que el funcionamiento no depende de cómo está compuesta, sino de la estructura. ¿Cómo se relaciona esto con la cristalización? Si tú la cristalizas, ¿pierdes el plegamiento? 

Esa es una muy buena pregunta, y la respuesta es no. ¿Por qué? Porque un cristal de proteína tiene a veces hasta un 60 o 70 % de agua. Se considera que, aunque la proteína esté cristalizada, su entorno es acuoso, por tanto, estará plegada y mantendrá su funcionalidad. En la proteína, lo importante es lo que llamamos «centro activo». Una proteína puede tener miles de átomos, pero lo que cuenta es su centro activo, que es una cuevecita rodeada de aminoácidos con una forma y unos enlaces determinados dispuestos hacia el exterior. Lo que se llama hoy diseño racional de fármacos consiste en identificar la proteína ligada a una enfermedad, la proteína diana, cristalizarlas, sacar la estructura de su centro activo y buscar en una biblioteca de fármacos o de compuestos químicos el que más se ajusta, el que entre en su centro activo como una llave en una cerradura y la bloquee. O lo diseñas. Normalmente, el cuello de botella de toda esa investigación es hacer el cristal de proteína. Por eso fue tan interesante la carrera en los años noventa, y en los primeros años este siglo, la cristalización de espacio. 

Así que dominabas la técnica.

Yo dominaba la técnica de cristalización en medios difusivos. Lo único que hicimos fue aplicarla a las proteínas. Llevaba años haciéndolo para mejorar los cristales de carbonato cálcico y con otros compuestos, y resulta que acababa de aprender que las proteínas, normalmente, se precipitaban con un agente, que es el sulfato amónico. Lo pusimos frente a frente con la proteína y lo dejamos contradifundir. Era de cajón. 

Como nos estás contando, has tenido aventuras de todo tipo, como lo de las cuevas, pero hay una que me parece fascinante: el programa EXPLORA del MINECO para proyectos de investigación heterodoxos y transformativos. ¿Con qué objetivo?

Ese programa nace cuando uno de mis profesores de la Complutense, Salvador Ordóñez, era secretario de Estado y me dice: «Juanma, ¿qué crees tú que habría que hacer para empujar la ciencia en España?». Lo tenía clarísimo: yo creía, y creo, que es importante que haya un mecanismo para fomentar el pensamiento contra corriente, la exploración fuera del marco y las ideas heterodoxas. Entonces, le propuse hacer un programa para financiar proyectos atrevidos, que no busquen saber un poquito más, sino cambiar radicalmente la forma de pensar y hacer. Uno de los grandes problemas que tenemos los españoles es el miedo al fracaso. El lema de EXPLORA era: «Atrévete a descubrir, atrévete a equivocarte». Mi impresión es que este programa tan barato tuvo un efecto muy positivo en la ciencia española. Fue muy complicado ponerlo en marcha, porque en el ministerio no lo veían. Uno de los requisitos que yo consideraba innegociable era que la evaluación de los proyectos no podía hacerse con la ANECA, sino que creamos un grupo de evaluadores diferente. Las reuniones de expertos para la selección de proyectos de investigación suelen ser muy tensas. Las de EXPLORA eran divertidas, una explosión de inteligencia, de debate intelectual. Porque, claro, para este tipo de proyectos tienes que contar con técnicos muy buenos, pero intelectualmente generosos, con gente que hubiera financiado a Colón, o a Marconi, aun a sabiendas de que estaban equivocados. Con gente que hubiera «olido» el éxito que hay oculto en una idea loca, que entendiera que muchos de los grandes descubrimientos han sido realizados por personas que no estaban muy al día, por personas que en su momento no eran consideradas muy listas. 

¡Menuda afirmación!

Colón es un tipo que no se entera que ha descubierto América… Él llega a Salamanca, dice que este es el radio de la Tierra, Cipango está aquí, nosotros estamos aquí, y, joder, podemos llegar con la tecnología de los barcos que tenemos. Y los consejeros de la reina Isabel, algo similar a una Agencia Nacional de Evaluación en Salamanca —que eran sabios de primera línea— le dicen, con toda la razón, que el verdadero valor del radio de la Tierra es mucho más grande, que acabarían perdidos en ese inmenso océano. Tuvo suerte, porque en medio de ese océano había un continente. Igual que cuando Marconi diseñó el experimento de enviar ondas de radio desde Cornualles a Terranova, cuando se sabía que las ondas de radio se propagan linealmente. Por lo tanto, debido a la curvatura de la Tierra, esas ondas se perderían en el espacio, nunca llegarían a Terranova. La crítica fue feroz, pero lo que nadie sabía es que había una estratosfera en la que rebotaban las ondas.

¿Es importante para Europa apostar por ideas audaces?

Sí, totalmente. De hecho, este formato de programa lo han reeditado en la Fundación Volkswagen en Alemania y en Dinamarca. Parece que en Bruselas quieren hacer también algo similar. Creo que es fundamental, necesitamos gente que piense distinto, gente osada, atrevida. Gente que arriesgue intelectualmente. Y, además, necesitamos entender de una vez, al menos aquí en España, que el fracaso es un punto; quiero decir, que el fracaso es signo de que has intentado algo que no era evidente conseguir. Si tú nunca has fracasado es porque siempre te has propuesto objetivos pequeñitos, obviamente alcanzables, que nos permiten realizar pasitos hacia adelante. Y eso está bien. Pero necesitamos gente que sea capaz de dar grandes saltos, de crear odiseas intelectuales. 

Escribiste un libro sobre la cristalografía en el cine. ¿Hay películas protagonizadas por cristales? 

Sí, hay muchas películas donde los cristales desempeñan un papel estelar. Superman es la más icónica, pero no olvidemos 2001: Una odisea del espacio. Algunas muy sesudas, como La estructura de cristal, del polaco Krzysztof Zanussi. O más livianas, como Men in Black o Cristal oscuro. Un tema recurrente en la literatura de terror es la amenaza de la cristalización, el bíblico castigo de Lot. Hay varias novelas como El mundo de cristal, de J. G. Ballard, y películas como Monstruos de piedra, de John Sherwood, donde todo se va cristalizando. Y eso es un miedo que funciona. Es que no se puede uno imaginar el enorme impacto de la idea de cristal en el arte, por ejemplo, la metáfora de Stendhal… 

Un corpus de cómo el amor se transforma.

Así es. Stendhal sostiene que el amor es una cristalización. Le dedicó todo un libro, Del amor. Suena raro, pero tiene su explicación. Stendhal estaba en Salzburgo visitando sus famosas minas de sal y vio una sencilla ramita seca que estaba cristalizada, decorada con preciosos cristales diamantinos de sal, y entonces dice: «Esto, esto es el amor». Tú te enamoras de una persona, que es una ramita sin más, y entonces la cristalizas, la empiezas a embellecer haciéndote una idea de ella que no tiene nada que ver con su verdadera sustancia, con la ramita que hay debajo. ¿No es una brillante metáfora? Después, creo que era Ortega quien decía que lo que pasa es que Stendhal ni había amado ni lo habían amado nunca, que no tenía ni puñetera idea… Pero la metáfora de Stendhal es relevante y da mucho juego. Piénsalo.

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9 Comentarios

  1. Gracias a que en internet,creo,no hay limitaciones de espacio; esta entrevista podría ser tres veces más larga y no me cansaría de leer y aprender.La ciencia también es cultura,y esto, hay mucha gente que aún no lo entiende.

  2. JuanMa,
    Muchas gracias por todos tus esfuerzos, dedicación, mentoria y conocimiento que han transformado a cientos de estudiantes, maestros, profesores, investigadores y a muchos otros seres humanos a través de toda tu vida. Tu legado siempre dirá PRESENTE!!!!!. Me disfrute muchísimo esta tan elegante y completa entrevista.
    Hasta pronto

    • Gracias Juan. Ojalá podamos vernos pronto en tu preciosa isla boricua o en mi pais, darnos un abrazo y tomar unos palitos a la salud del mundo.

  3. Excelente y nutritiva entrevista. Me alegro saber que en mitad del temporal mundial que está cayendo sigues viento en popa y a toda vela. Saludos desde Irlanda.

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