Marta Casanellas: “Las matemáticas son el nuevo microscopio de la biología”

Aunque la frase no es suya, sino de Joel Cohen, la asume como propia porque su trabajo consiste precisamente en usar las matemáticas para llegar más allá de donde lo hace la morfología, como en su día el microscopio permitió llegar más allá de donde lo hacía la vista.

Marta Casanellas (Barcelona, 1975) es doctora en matemáticas y profesora agregada del Departamento de Matemáticas de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC). Tras realizar una estancia postdoctoral con una beca Fulbright en la Universidad de California en Berkeley, obtuvo en 2003 un contrato Ramón y Cajal para seguir trabajando en la UPC. Su campo de trabajo son las aplicaciones de la geometría algebraica, en la biología computacional, que no es otra cosa que la aplicación de la informática, proponiendo algoritmos matemáticos, para estudiar los problemas de la biología actual.

Javier San Martín (JSM) ¿Qué es la geometría algebraica?

Marta Casanellas (MC) Podemos decir que es la parte de las matemáticas que estudia conjuntos que son soluciones de ecuaciones de polinomios con varias variables.

(JSM) Pónganos un ejemplo del uso de las matemáticas en la biología.

(MC) Con el estudio y la secuenciación del genoma, la cantidad de datos ha aumentado muchísimo, y todos esos datos deben ser tratados con la ayuda de ordenadores, de la informática y con algoritmos “inteligentes”.

(JSM) ¿Qué es eso?

(MC) Para estudiar biología, o de hecho, cualquier ciencia, se proponen modelos. En biología, yo estudio, en particular, la geometría de los modelos de evolución, de mutación de nucleótidos. Estos modelos tienen variables o parámetros que no se conocen pero que se pueden mover en distintos espacios, y esos espacios en los que varían, son conjuntos algebraicos definidos por ecuaciones polinomiales, y ahí es donde entran de lleno las matemáticas, la geometría y el álgebra en las ciencias biológicas.

(JSM) ¿Y cómo ven los biólogos que una matemática se esté metiendo en su campo?

(MC) La recepción que yo he tenido ha sido buena en general. De hecho me metí en esto porque un científico muy bueno detectó la necesidad de matemáticos para desarrollar la biología computacional. Hoy en día, muchos de los equipos más potentes en biología computacional en Estados Unidos o Inglaterra están liderados por matemáticos.

También he tenido la reacción contraria… la de quien te decía que no hacía falta que fuera a venderle nuevos métodos porque ya tenía los suyos y le funcionaban bien.

(JSM) ¿Cómo se convence a los más escépticos?

(MC) Cuesta convencer, pero lo que hay que hacer es publicar tus resultados en revistas de biología y saber usar un lenguaje que los biólogos entiendan.

Matemáticas y sociedad

(JSM) ¿Cómo se interesó por las matemáticas?

(MC) Era la asignatura que más me gustaba desde pequeña, así que el día que tuve de decidirme, me dije que eso era lo que haría. De hecho mi abuela es matemática, así que -bromea- supongo que algo se lleva en los genes también.

(JSM) ¿Ella le dio un empujoncito?

(MC) Bueno, no es que tuviera algo que ver en mi decisión, pero cuando estaba en BUP y tenía un problema con las matemáticas, iba a casa de mi abuela y entre las dos intentábamos resolverlo. Supongo que en cierta forma actuó como un referente para mí.

(JSM) Un referente que estudió matemáticas en España en los años 30.

(MC) Sí,… con la guerra civil en medio… hubo un parón de las universidades… ¡y una mujer!

(JSM) ¿Qué le contaba de aquellos años?

(MC) Me contaba lo difícil que era; que había muy pocas mujeres estudiando, eran dos o tres en la Universidad de Barcelona y entonces matemáticas se estudiaban junto con físicas y otras ciencias… y la desgracia de la guerra. Ella continuó estudiando después, aunque luego no ejerció porque entonces se casaban muy jóvenes. Su marido trabajaba, era ingeniero, y ella no tenía necesidad de ejercer, pero cuando murió su marido, se puso a dar clases de matemáticas en un instituto, es decir, que la carrera le sirvió.

(JSM) ¿Hay algo del sistema educativo de entonces que deberíamos recuperar hoy en los planes de estudios?

(MC) (Se lo piensa mucho y sonríe)… Bueno ella tenía siempre en la cabeza la metodología Montessori. A ella le gustaba mucho este tipo de educación activa.

(JSM) Hoy hay más mujeres que estudian matemáticas, pero…

(MC) El porcentaje mejoró, pero estamos bajando de nuevo. Habíamos llegado al 60%, pero hemos caído al 48% de mujeres que estudian matemáticas en España, y no sabemos por qué.

(JSM) Usted apuntaba a que hace falta que el alumnado en general, pero sobre todo las estudiantes, perciban que las matemáticas tienen algún tipo de aplicación social…

(MC) Sí, las matemáticas aún se ven como algo que no sirve para nada y que estudian unos tipos que acaban siendo profesores de instituto, y no es verdad. Hoy en día hay 0% de paro entre los matemáticos. Es la carrera con menos paro y es posible encontrar matemáticos en todas partes, haciendo cualquier tipo de tareas. En particular, creo que las mujeres tienen la necesidad de ver su utilidad en la sociedad y las matemáticas son útiles para todas las ciencias. Hacen evolucionar la biología, la medicina, la ingeniería,… y por lo tanto tiene muchísimas aplicaciones sociales.

(JSM) ¿Sigue siendo una preocupación de quienes estudian matemáticas hoy en día la salida profesional de estos estudios?

(MC) No debería serlo. Estamos, repito, en el 0% de paro, pero creo que no se conocen todas las posibilidades, desde las finanzas a las consultorías, pasando por la ingeniería, las matemáticas están en todas partes.

(JSM) En otra entrevista en este mismo blog usted decía: “Para mí una de las cosas que tendrían que cambiar es la forma de enseñar matemáticas. Todas hemos tenido mayoría de profesores hombres, y estamos acostumbradas a su forma de pensar y a su formar de impartir docencia, pero creo que nosotras podemos entender las matemáticas de una forma distinta”. ¿Está sugiriendo que hay unas matemáticas de hombres y unas matemáticas de mujeres?

(MC) No, pero las motivaciones de las mujeres y de los hombres seguramente son distintas y si yo tengo que resolver un problema estaré más motivada por un tipo de problema y los hombres, probablemente, por otro. Por ejemplo, en el Informe Pisa, en un estudio de género muy concreto, a las chicas se les preguntaba, sin tener los datos concretos del problema, si se sentían capaces de resolver qué cantidad de gasolina gastaba un coche para ir de un punto a otro. Las chicas se veían menos capaces que los chicos para resolverlo, aún sin saber exactamente los datos. Luego, les ponían una ecuación y les hacían la misma pregunta. Aquí los resultados eran parejos entre géneros. Y finalmente, les ponían otro tipo de problema en el que se les pedía calcular la cantidad de antibióticos que se necesitaban en un hospital para asegurar su abastecimiento. En este último, las chicas se veían más capaces que los chicos.

Las aplicaciones de las matemáticas en el instituto siempre eran el famoso problema del tren que sale del punto A, el otro tren que sale del punto B, y calcular dónde se cruzarán. Eso no me motivaba, pero quizá sí me gustaría estudiar matemáticas para calcular cómo se va a expandir el virus del Ébola. Las matemáticas son universales, pero las motivaciones son individuales. La motivación y la autoconfianza son claves para cualquier cosa en la vida y a las mujeres les suelen fallar las dos cosas.

Matemáticas en la vida cotidiana

Charlamos con Marta Casanellas unos minutos antes de que pronuncie su conferencia titulada “Las matemáticas de la evolución de las especies” en el ciclo Matemáticas en la vida cotidiana, que cada mes de abril se lleva a cabo en la biblioteca de Bidebarrieta, en Bilbao.

(JSM) ¿En qué momento cambió el rumbo hacia la biología?

(MC) En Berkeley había terminado un postdoc en geometría algebraica pura, y al volver, obtuve un contrato Ramón y Cajal y tenía cinco años por delante… entonces pensé que no quería hacer eso toda mi vida porque pensaba que estaba haciendo algo que no era útil para la sociedad y decidí prácticamente dejar la investigación. Entonces encontré unos artículos, precisamente de investigadores de Berkeley, que empezaban a aplicar la geometría algebraica a la biología. Los leí y me fui a buscar a los biólogos para explicarles que los matemáticos podemos hacer cosas muy interesantes en ese campo.

(JSM) Encontrar el árbol filogenético correcto para un grupo de especies es una tarea que actualmente se basa en la comparación del genoma. ¿Cómo ayudan las matemáticas a mejorar los procesos?

(MC) La reconstrucción filogenética se hacía con métodos de parsimonia, intentando minimizar el número de cambios de nucleótidos, pero ya se ha visto que las reconstrucciones más precisas son las que proponen un modelo de evolución de nucleótidos, y son precisamente las matemáticas las que proponen modelos evolutivos.

Gracias a las matemáticas estudiamos los espacios definidos por las probabilidades de mutación de nucleótidos. La ventaja de las matemáticas, y no la estadística, es que en lugar de tratar de estimar parámetros de estas probabilidades de mutación, lo que hacemos es intentar resolver ecuaciones que cumplan estas probabilidades.

(JSM) ¿Hasta qué punto la biología es matemática?

(MC) Te voy a citar una frase muy buena de Joel Cohen: Las matemáticas son el nuevo microscopio de la biología, y la biología es la nueva física para las matemáticas. La física era una fuente de problemas, abiertos y buenos, para los matemáticos, pero hoy en día es la biología la ciencia que nos proporciona una fuente de problemas muy interesantes…y viceversa, las matemáticas empiezan a ser una herramienta indispensable para los biólogos. Esto es muy reciente, hasta el nuevo milenio los matemáticos no nos hablábamos con los biólogos, ni nos entendíamos cuando lo hacíamos. Afortunadamente, cada vez hay más interacción.

(JSM) Konrad Lorenz decía que la ciencia se basa en la observación y la descripción. ¿Vamos a cambiar la observación directa de la vida por los bits en la pantalla del ordenador?

(MC) De hecho ya está pasando… Hay biólogos de bata y de bota… Los de bota son los que van al campo a buscar su objeto de estudio y los otros los que trabajan en el laboratorio secuenciando genomas, por ejemplo. Pero, piensa que hay miles de especies de insectos y la morfología no es suficiente para ver qué relación tienen entre ellos. Tenemos que ir al ADN para saber cómo de cerca están unas especies de otras mirando su genoma.

(JSM) Y si seguimos por ese camino ¿no acabaremos explicando nuestros sentimientos con una ecuación?

(MC) Bueno, hay quien ya lo hace (risas)… hay quien ya lo hace…, podría ser, pero no todo son matemáticas. Las matemáticas proponen un modelo de la realidad, intentan explicar la realidad, pero no son la realidad, sólo la explican.

Sobre los autores

Esta entrevista ha sido realizada por Javier San Martín @SanMartinFJ. Las fotografías son obra de Izaskun Lekuona @IzaskunLekuona y es una colaboración de Activa Tu Neurona @ACTIVATUNEURONA con el blog Mujeres con Ciencia.