Arxiu de la categoria ‘General’

El Higgs al punt de mira

dimecres, 14/12/2011

Higgs Boson.jpg Per començar un aclariment. Això de parlar de “la partícula de Deu” per referir-se al bosó de Higgs és una collonada que cap científic fa servir. El problema és que el nom ha caigut en gràcia i ja el trobem per tot arreu. Sembla que tot va començar amb un llibre que l’autor volia titular “The goddamn particle” que seria alguna cosa semblant a “La maleïda partícula”. Però l’editor va pensar que no quedava bé i va preferir “The God particle” (la partícula Déu), que queda millor en una portada. De manera que potser és el moment de deixar Déu tranquil, que només es tracta de ciència (tot i que quan un nom cau en gràcia…).

I aclarit això, s’ha de reconèixer que ahir va ser un gran dia al CERN. Van presentar els resultats del primer any de treball del LHC, el gran accelerador de partícules que hi ha entre Suissa i França. La pregunta que corria per la xarxa era si finalment s’havia demostrat l’existència del bosó de Higgs i, per una estona, temes relacionats amb la ciència, com #Higgs i #CERN van ser trending tòpic al twitter.

Però perquè és tant important aquesta partícula? Doncs bàsicament perquè ens permetria entendre com és l’univers. Si ens hi fixem un moment ens adonem que a l’univers trobem per una banda diferents energies, i per altra diferents estats de la matèria. Einstein ja ens va fer veure que matèria i energia són dos formes de la mateixa cosa i que es poden convertir l’una en l’altre. Una bomba atòmica només és l’efecte de convertir en energia una petita quantitat de matèria.

La matèria està feta per àtoms, que al seu temps estan fets per partícules com els electrons, els protons, els neutrons i moltes més amb noms cada vegada més curiosos. Cada una d’elles té una massa determinada i precisa. I la pregunta que es feien els físics era, per quin motiu les partícules aquestes tenien aquestes masses? Després de tot, l’univers podria ser perfectament fet només d’energia i aleshores no existiria res de matèria.

Doncs l’any 1964 en Peter Higgs va proposar que tot l’univers està compost per un camp (que s’anomena, és clar, “camp de Higgs”) que el que fa és que les partícules que hi circulen per dins adquireixin massa.

Això dels camps pot sonar estrany, però seria com un camp gravitatori o un camp magnètic. El camp de Higgs estaria constituït per la famosa partícula de Higgs. Unes partícules que interaccionarien amb les altres partícules que passin per allà. Si el que passa és un electró, els bosons de Higgs interaccionaran amb ell (podem imaginar que s’hi enganxen), però ho faran feblement. Per tant l’electró té una massa petita. Si el que hi passa és una partícula mu, els Higgs s’hi enganxaran més fort i el resultat és que la partícula mu tindrà molta més massa. Posem que hi passa un bosó W, doncs els Higgs s’hi enganxaran com a desesperats i la partícula serà molt massiva. En canvi, un neutrí quasi passarà desapercebut pels Higgs i la seva massa serà extremadament petita.

I si el que hi passa és un fotó, doncs no interactua gens amb els Higgs i el resultat és que els fotons no tenen massa.

De manera que la cosa aquesta que anomenem massa només és el resultat de la interacció entre diferents partícules i els bosons de Higgs. Pot semblar estrany, però no és més estrany que dir que allò que anomenem color només és la longitud d’ona d’una radiació electromagnètica.

Això és la teoria. Una teoria que funcionava prou bé i que havia predit algunes partícules que després efectivament s’han trobat. Però la pedra de toc consistia en demostrar l’existència del camp de Higgs, o el que és més fàcil, l’existència de la partícula de Higgs. I això és el que s’especulava que podia passar ahir a la conferència que donaven al CERN.

Va ser una mica desconcertant perquè sembla que el tenen “identificat” però no “demostrat”. Això traduït vol dir que als experiments del LHC han trobat els senyals que semblen correspondre al Higgs, però cal descartar que no sigui simplement soroll de fons que ens està enganyant. La probabilitat que sigui un error és baixa, al voltant de tres sigmes, o sigui menys de l’un per mil. Però per considerar una cosa demostrada els físics demanen que la probabilitat d’error sigui de cinc sigmes, o sigui, una en deu milions.

De manera que ja el tenim al punt de mira, sembla que és ell, però cal augmentar el nombre d’experiments i de deteccions per reduir la probabilitat d’error (que mai és zero) fins al valor de cinc sigmes abans d’obrir el cava.

Quan això passi, entendrem perquè existeix la matèria i, per tant, perquè existeix tot.

Clítoris. Molt més que un puntet.

dimarts , 13/12/2011

clitoris.jpg Si ens pregunten com són els pulmons, més o menys tothom pot fer un esquema aproximat. El mateix ens passa amb el fetge, el cervell o l’estómac.  La cosa ja es complica una mica amb coses com el pàncrees, la melsa o la tiroides, però encara es té una idea general de com són i per on paren. Alguna vegada els hem vist dibuixats als llibres d’anatomia de l’escola i en tenim un cert record. De fet, ens han mostrat dibuixos per il·lustrar l’estructura de gairebé tots els òrgans del cos amb una interessant excepció: el clítoris.

El clítoris és, potser l’únic òrgan que quan es tracta de dibuixar-lo, el que es fa és dibuixar tota la resta que l’envolta però en realitat no es dibuixa la seva anatomia. Es mostren esquemes de la vulva, amb els llavis majors, els llavis menors, l’entrada de la vagina,… i una fletxa que assenyala un puntet i que indica “clítoris”. Per això, molta gent pensa que el clítoris és com un botó, un puntet, un bultet que és l’únic que externament es pot percebre.

Per això el desconeixement de l’estructura complerta del clítoris és més aviat general i per això, quan es mostra un dibuix no és freqüent que sigui reconegut. En tot cas, si mirem l’esquema de la imatge ens adonarem que el “botonet” és només la part final del clítoris. Una estructura anatòmica molt més gran del que sol pensar-se. El tronc del clítoris es divideix en dos meitats que passen a banda i banda de la vagina i que tenen associats uns bulbs que ja estan en contacte directe amb la cara interna de la paret vaginal. Tot plegat fa uns deu centímetres.

Tota aquesta estructura (i no només la part que sobresurt) és potser la estructura anatòmica del cos que conté més terminals nervioses, unes 8000. El penis, que seria la segona només arribaria a les 6000. I, tot i que anatòmicament i embrionàriament seria l’homòleg del penis, el clítoris sembla ser l’únic cas que coneixem d’estructura anatòmica la funció de la qual és exclusivament generar plaer.

Una discussió recurrent sobre els orgasmes femenins és la divisió entre els “vaginals” i els “clitorians”. Hi ha opinions per tots els gustos i habitualment cada dona explica la història segons com ella l’experimenta. No hi ha cap dubte sobre els orgasmes causats estimulant el clítoris, però sobre el vaginal es discuteix molt. Hi ha qui els experimenta i també hi ha qui diu que ni parlar-ne. Però l’estructura del clítoris ens ajuda a entendre-ho una mica.

Les terminacions nervioses son molt escasses a la paret vaginal. Difícilment poden induir un orgasme. Un fet que està en directa contradicció amb l’experiència de moltes dones que si que els tenen. L’explicació sembla ser que quan el penis és dins la vagina pot causar, a través de la paret de la vagina, una estimulació de les branques del clítoris que l’envolten. Actuant sobre la vagina es pot estimular indirectament el clítoris de manera que aquests orgasmes, malgrat originar-se i percebre’s internament, estrictament també es desencadenarien en el clítoris. Per això també es considera sovint l’entrada de la vagina més sensible que la part distal. Simplement és la part que té les branques del clítoris més a tocar.

I segurament el famós punt G només és alguna zona de la paret vaginal on el contacte amb el clítoris és més proper. En tot plegat cal tenir en compte que amb el clítoris passa com amb els penis i, de fet, amb totes les estructures anatòmiques: mantenint l’esquema general se’n poden trobar de totes menes, mides i formes.

El més curiós (i, en realitat, indignant), és la manera com s’ha ignorat, i fins i tot ocultat, el clítoris al llarg de la història. Al tractat més famós d’anatomia, l’Anatomia de Gray, dedica molt  més espai a l’estructura del penis que no pas a la del clítoris, i he llegit (però encara no ho he pogut comprovar) que a partir de l’edició de l 1948, el clítoris pràcticament va desaparèixer. Fins i tot a la Wikipedia, quan busques l’entrada “nervi dorsal del clítoris” l’esquema que apareix dibuixat és el del nervi dorsal… del penis!

No és estrany que molta gent pensi que el clítoris és poc més que un botó.

Una estructura que està només per generar plaer, amb una capacitat de recuperació després de l’orgasme incomparablement superior a la del penis, que està protegida a l’interior del cos i que presenta una sensibilitat encara més gran que la del penis. No es estrany que en una reportatge, una doctora digués: “…hi ha qui diu que les dones tenim enveja del penis. Però, tenint clítoris, per quin motiu hauríem d’envejar res del penis?”

La cursa mundial de cèl·lules

dilluns, 12/12/2011

cursacells.jpg Un clàssic a les competicions esportives des de sempre són les curses. Una de les primeres competicions que fan els nens és a veure qui corre més. Després aquest principi s’ha aplicat als cavalls, vehicles de motor, trineus, animals domèstics i tota mena d’aparells i situacions. Hi ha curses de cargols, de rais, de cambrers, de nuvis portant la noia en braços o de noies espectaculars amb talons alts.

Però aquest desembre s’ha fet una cursa que fins ara no s’havia intentat mai. I no ho han fet en broma (no gaire) sinó que ha estat un campionat mundial que va tenir lloc simultàniament a diferents ciutats. No es van assolir velocitats exagerades sinó més aviat modestes. No és estrany si tenim en compte que la pista feia menys de mig mil·límetre de llarg. Però ja n’hi havia prou pels competidors a la primera cursa mundial de cèl·lules.

Que les cèl·lules es mouen és ben sabut, però encara no s’havia pogut comparar velocitats i establir classificacions. I això és el que van organitzar aprofitant el congrés de la Societat Americana de Biologia Cel·lular. Les normes de participació no eren complicades.

Per començar podien participar-hi laboratoris d’arreu del món. Però cada laboratori podia presentar un únic tipus de cèl·lules. Podien ser normals, canceroses o fins i tot manipulades genèticament. La cursa tindria lloc en sis laboratoris situats a París, Londres, Heildelberg, Boston, San Francisco i Singapur. Si volies participar-hi, havies d’enviar les teves cèl·lules congelades a un d’aquets laboratoris. Allà prepararien les cèl·lules en medi de cultiu i les dipositarien a l’extrem de la pista de carreres.

Aquí cal tenir presents un parell de detalls de la fisiologia cel·lular. Hi ha cèl·lules que van adherides a les superfícies i altres que creixen flotant en el medi. La cursa només era per les que s’adhereixen a la fibronectina, una proteïna a la que habitualment les cèl·lules tenen tendència a enganxar-se. La pista de carreres era una placa on havien unes quantes línies fetes amb fibronectina i que als costats tenien un material al que les cèl·lules no s’adhereixen. De manera que si la cèl·lula es movia havia de fer-ho seguint la línia. La distància oficial que havien de recórrer era de una dècima de mil·límetre.

Una vegada situades a l’extrem, es deixaven durant 24 hores i sota un microscopi que anava fent fotografies cada deu minuts. Després es posaven totes les imatges com si fossin una pel·lícula i es podia veure les cèl·lules en moviment, mesurar la velocitat a la que es desplaçaven i comparar les unes amb les altres.

les vencedores de la cursa van ser unes cèl·lules mare de moll de l’os que es van moure a 5,2 micres (mil·lèsimes de mil·límetre) per minut. El segon lloc va ser per unes cèl·lules epitelials de càncer de mama. No és una sorpresa que les més ràpides siguin cèl·lules mare o cèl·lules tumorals ja que unes de les coses que fan amb més eficiència (per sort o per desgràcia segons el cas) és sortir del lloc on s’estan i anar a colonitzar altres indrets del cos.

Aquesta ha estat una primera “Olimpíada cel·lular” Suposo que en futurs anys n’hi haurà més que ens permetran comparar velocitats i maneres de desplaçament cel·lular. A més, sospito que els organitzadors seran uns bons candidats als premis IgNobel.

Aquí teniu unes imatges de les guanyadores en acció. A part de veure com es mouen, fa gràcia una que a la meitat li dona per dividir-se i cada una de les cèl·lules resultants de la mitosi surt disparada en direccions oposades.


Hipermemòria. Un regal enverinat.

divendres, 2/12/2011

brain.jpg La memòria és una cosa ben curiosa però que de vegades sembla tenir vida pròpia. No tenim massa poder de decisió per triar allò que recordem i allò que oblidem. Podem estudiar alguna cosa fins memoritzar-la, però pel que fa a la vida quotidiana, és el cervell que tria com vol el que cal recordar i el que és millor oblidar.

A principis dels 80 vaig estar d’excursió uns dies per la vall de Boí. Un vespre vam sopar al refugi de l’Estany Llong i vàrem coincidir uns quants grups d’excursionistes. Com acostumava a passar, vam acabar la vetllada cantant. D’aquell vespre en concret recordo perfectament una noia asseguda a la cantonada del refugi, cabells llargs i negres, tocava la guitarra i cantava amb una veu preciosa. La taula era de fusta de pi relativament nova (per ser un refugi pirinenc). Quedaven uns quants gots per sobre i al voltant érem un grup força nombrós. La llum del capvespre entrava per la finestra i il·luminava els que seien al costat de la noia. Recordo perfectament la calor que feia allà dins, l’olor del sopar que acabàvem d’endrapar, les cançons dels Esquirols que vam cantar, el mal de peus de resultes de l’excursió del dia…

És un record quasi fotogràfic (encara que és possible que m’estigui enganyant perquè la memòria fa males passades) però l’interessant és que no recordo res més. No se quin cim havíem pujat aquell dia ni cap on anàvem al dia següent. Ni tan sòls estic segur de amb qui feia l’excursió. Tots aquells records s’han esvaït, però per algun motiu, el meu cervell  va triar guardar la imatge d’aquella noia amb qui, en realitat, només vaig coincidir aquell vespre.

Però hi ha qui no té aquestes restriccions. Hi ha una síndrome anomenada hipermnesia en la que les persones recorden quasi tot el que els va passar qualsevol dia de la seva vida. És molt poc freqüent, però ja hi ha un cert nombre de cassos de persones amb memòria fotogràfica aparentment indeleble. Si algú us pregunta que fèieu el 8 de setembre de 2003, la majoria respondrem “ni idea”. Era setembre, de manera que ja havien acabat les vacances i podem fer algunes suposicions però poc més. En canvi, aquestes persones poden dir-te  tot el que van fer. Alló que van esmorzar, quines notícies hi havia als diaris i quin temps feia. Amb qui es van creuar pel carrer i si a la feina hi havia bon ambient o no.

Els estudis d’imatge suggereixen algunes alteracions en diferents zones del cervell d’aquestes persones. Però la veritat és que encara no tenim gaire clar que passa exactament. No és estrany si tenim en conte que tampoc sabem tant sobre com funciona la memòria normal.

Hi ha qui pensa que això és una sort, però en realitat, estem segurs de voler recordar-ho tot? L’emprenyada de fa set anys amb els veïns? L’olor de la diarrea que vam patir en menjar aquell marisc dubtós fa dues dècades? El dolor de quan ens vam enganxar el dit a la porta d’un autobús? La depressió de quan ens va deixar la novia?

Hi ha moltes coses que resulta genial oblidar.

A més algun cas de memòria extraordinària va acabar malament. En la hipermnèsia recordes les coses que t’han passat, però no pots entrenar la memòria per recitar llargues llistes de nombres o el text que vas llegir lletra per lletra. Però s’han donat casos de persones amb una patologia similar que si que podien recordar-ho tot. Podien recitar paraula per paraula un discurs escoltat vint anys enrere. Podien refer llistes de nombres aleatoris que havien llegit feia molt temps. I al final, tots les records es barrejaven. El que havia passat feia una dècada i el que havia passat el dia abans tenien similar importància dins el cervell i diuen que el cas més famós, un pacient anomenat Solomon Shereshevski, al final dels seus dies el que demanava als metges era que podia fer per oblidar.

Realment, la capacitat d’oblidar és un gran tresor.

Telegrafia cel·lular

dijous, 1/12/2011

nanotub.jpg Un dels primers problemes que van haver de resoldre les cèl·lules era trobar la manera de comunicar-se entre elles. No tenen ulls ni orelles, ni boca per parlar, de manera que només poden fer-ho tocant-se físicament, o bé enviant-se senyals químiques entre elles. Actualment coneixem milers de missatgers químics que fan que les cèl·lules d’un determinat ambient actuïn coordinadament. Les neurones s’envien senyals químics per transmetre els impulsos nerviosos, les cèl·lules del sistema immunitari s’avisen amb uns missatgers anomenats citoquines, les hormones transporten informació d’una banda a l’altre del cos…

Semblava que ja teníem clar com funcionava tot això de la comunicació entre cèl·lules, quan fa uns anys, un investigador va tenyir unes cèl·lules amb uns anticossos fluorescents i va observar uns filaments empipadors enmig de les fotos. Habitualment les imatges que s’obtenen al microscopi no són perfectes. Al medi de cultiu queden restes de cèl·lules que s’han mort, precipitats de proteïnes dels productes que hi has posat, grumolls d’origen desconegut que només es veuen al microscopi i moltes altres coses que normalment no en fas cas.

Però aquells filaments semblaven sortir d’una cèl·lula i anaven a petar a una altra. I l’interessant és que s’havien tenyit igual que la membrana cel·lular. Potser eren un artefacte, però podrien ser una unió real entre les cèl·lules.

Allò va ser l’inici del descobriment dels nanotubs cel·lulars. Unes estructures en forma de tub que uneixen diferents cèl·lules i que els permeten comunicar-se a una certa distància. Un mecanisme semblant es coneixia en bacteris, però en cèl·lules eucariotes va ser una novetat.

Ara ja sabem que per aquests tubs, les cèl·lules es poden intercanviar senyals químics amb molta eficiència ja que no envies proteïnes al medi esperant que alguna arribi per casualitat a les altres cèl·lules sinó que se la fiques directament a l’interior del citoplasma. Però s’ha vist que també es poden enviar senyals elèctrics al llarg del nanotub.

I finalment, pels nanotubs també hi poden viatjar els problemes. Un dels misteris inicials amb la SIDA era com podia infectar amb tanta eficàcia els limfòcits T. Sobretot perquè en ocasions tampoc es veien tants virus al medi de cultiu. La resposta ha resultat ser que els virus passen de cèl·lula a cèl·lula aprofitant els nanotubs. Una llauna, perquè això els ofereix un camí inaccessible per molts medicaments. Però també una oportunitat si dissenyem estratègies per bloquejar el pas per aquestes dreceres.

Però més enllà de les utilitats dels nanotubs per entendre malalties i sistemes de comunicació cel·lular, han servit per recordar-nos que mai podem pensar que ja ho sabem tot i que no queden sorpreses per descobrir en un camp. Semblava que l’estructura de les cèl·lules ja era ben coneguda, que coneixíem tots els orgànuls que la composen i que ara les sorpreses vindrien en el camp de les molècules, però no de les estructures.

Els nanotubs van ser com un senyal lluminós en la foscor que ens assenyalava com d’equivocats estàvem i quantes coses ens queden per descobrir encara.

Photoshop, l’engany i la ciència

dimecres, 30/11/2011

before-after.jpg Avui en dia ja no et pots refiar de cap fotografia. Al llarg dels temps sempre s’havien pogut retocar i falsificar, però era un procés llarg i complicat. Ara, en canvi, gràcies a Photoshop resulta extremadament fàcil i pràcticament totes les imatges que veiem en publicitat estan retocades d’una o altra manera.

En principi no hauria de ser un problema. Una manera de corregir imperfeccions equivalent a l’ús de maquillatge. Però com sempre passa, se’n fa un gra massa i les imatges que veiem s’allunyen tant de la realitat que arriben a fer riure. Cutis impossibles sense cap porus, arruga ni imperfecció. Siluetes perfectes amb un color de pell daurat homogèniament. Braços musculats sense cap penjarella. Pits prominents malgrat portar robes que haurien d’esclafar-los una mica…

L’excés pot ser un problema ja que als anuncis donen a entendre que amb un o altre producte podràs tenir una pell o una silueta com la de la imatge. Una cosa evidentment impossible i que en ocasions ha resultat tan descarada que han obligat als comerciants a retirar la campanya. També és un problema perquè promou d’una manera brutal problemes com l’anorèxia al plantar al davant d’adolescents unes imatges d’uns cossos totalment allunyats de la fisiologia.

Però Photoshop també està començant a ser un problema en el camp de la ciència. Ja es van detectant treballs en els que els resultats estan “arregladets” gràcies a l’ús indiscriminat de Photoshop. Amb una mica de coneixement d’aquesta eina i si deixes els escrúpols i la ètica guardats en un racó es poden aconseguir exactament els resultats que volies. El gen que molesta pot inhibir-se en els gels d’electroforesi i la proteïna que t’agrada pot expressar-se i lluir tenyida de color verd a la fotografia microscòpica que vulguis.

En aquest cas el problema és el mateix de sempre. Si tinc un resultat fantàstic, però al gel hi ha caigut una brossa que fa lleig, puc retocar la imatge per eliminar la brossa deixant els resultats inalterats? En teoria no s’ha de tocar res, però segurament tothom ho fa. No estàs modificant el resultat ni les conclusions del treball en absolut, i tampoc et gastaràs deu mil euros per repetir un experiment només per una punyetera brossa.

Però hi ha qui, posats a fer, augmenta el color per ressaltar una mica els resultats. Potser es que no es veia prou clar i així es veu millor. I posats a fer, perquè no ressaltar exactament allò que t’interessa? I finalment hi ha qui simplement s’inventa el resultat i amb el processat d’imatge fa aparèixer un resultat que no hi era.

Per això, les revistes de ciència ja demanen les imatges originals i apliquen sistemes per detectar manipulacions en els resultats. Una cosa que no sempre és fàcil. Ara ha sortit un programa que permet identificar imatges modificades amb Photoshop, però enfocat sobretot a cares humanes. La idea és que a les imatges publicitàries hi surti una escala indicant el grau de modificació. No està gens malament, però en altres camps, com ara el frau científic encara cal anar amb peus de plom. No és un tema general, per descomptat. Però es calcula que al voltant del 1 % dels treballs tenen algun problema relacionat amb un excés de maquillatge i el més inquietant és que la tendència és a anar augmentant aquesta xifra.

És una ximpleria, perquè de seguida es veurà que als altres no els surten els teus resultats i l’engany s’acabarà destapant. Però els humans som febles, i els científics (pensin el que pensin alguns) som tant humans com el que més.

El poder de la neutralitat

dimarts , 29/11/2011

Alleles .jpg La teoria de l’evolució, tal com la coneixem avui en dia, ens permet entendre com és que al planeta hi ha la grandiosa diversitat d’organismes que podem admirar i per quin motiu són com són. Els detalls resulten complexos i són objecte d’estudi i discussió, però les línies generals són ben senzilles. Sempre neixen més individus dels que l’ecosistema pot mantenir a la llarga. I com que no son tots exactament iguals, alguns ho tindran millor que altres per sobreviure i reproduir-se. Aquests seran majoritàriament els que deixaran descendents. Uns descendents que mantindran les característiques que van afavorir als seus progenitors, de manera que la població anirà modificant-se lentament amb el pas de les generacions.

Un sistema tan senzill d’entendre semblaria que es pot aplicar a tots els nivells. Però els físics ja fa anys que ens van fer veure que a nivell atòmic les coses funcionen diferent de com estem acostumats. Per tant, no hauria de ser cap sorpresa que a nivell molecular, la evolució (en aquest cas la evolució de les molècules) també sigui diferent de la dels organismes.

Això ho va demostrar un genetista japonès, en Motoo Kimura, que va adonar-se que tot i que  el mecanisme de selecció natural si que funciona a nivell de molècules, hi ha unes regles addicionals que encara són més importants.

La selecció natural segueix funcionant perquè si una mutació fa que una proteïna deixi de funcionar, les cèl·lules i l’organisme implicats segurament tindran problemes i seran eliminats. Per altra banda, si una proteïna té una mutació que fa que funcioni encara millor, doncs és possible que la selecció natural s’encarregui de mantenir-la ja que l’organisme que la tingui serà més eficient. Però això son cassos poc freqüents. El que Kimura va dir es que la majoria de mutacions que passen a nivell de molècules són irrellevants ja que ni perjudiquen, ni beneficien en res.  En aquest sentit, són mutacions neutres i per això, la teoria que va desenvolupar s’anomena neutralisme.

Les proteïnes estan fetes per seqüències d’aminoàcids. Moltes vegades trobem que la mateixa proteïna pot tenir en la mateixa posició un o altre aminoàcid sense que afecti al seu funcionament. Per tant, a la població es van acumulant petites diferències en la composició de les proteïnes i dels gens, que no es veuen afectades per la selecció natural ja que no hi ha cap motiu per eliminar ni seleccionar.

Si un petit grup d’individus colonitzen un nou indret, portaran un ventall de diferents formes mutants de cada gen (diferents formes que totes funcionen igual de be). El que segurament passarà és que les proporcions entre les diferents variants no seran exactament les mateixes que a la població original, per tant, quan comparem poblacions anirem trobant unes que tenen predominança d’un tipus de mutacions, mentre que en altres poblacions mostren més freqüència per altres formes. No hi ha hagut cap selecció en cap sentit, però la població de molècules acaba per ser diferent. El mecanisme es diu deriva genètica.

Aquest és el principi de la teoria neutralista de l’evolució molecular. De vegades sembla que sigui contraria a la selecció natural de tota la vida, però en realitat l’únic que passa és que s’apliquen a escales diferents. El neutralisme pot ser la força principal d’evolució quan ho mirem a nivell de proteïnes, DNA i molècules (la principal, no la única) i la selecció natural és el mecanisme que actua a nivell d’organismes.

El que passa és que en parlar i interpretar el món, acostumem a moure’ns a diferents nivells i fem servir efectes moleculars per explicar efectes en organismes. Aleshores és fàcil ignorar el neutralisme quan realment si que es important. O al revés, voler aplicar el neutralisme a organismes com si fossin molècules. Es generen discussions divertides per aquests motius. A mi mateix acostumen a renyar-me (sovint amb un punt de raó) per ignorar massa sovint els efectes del neutralisme.

Una feblesa que espero que Kimura em sabrà disculpar.

El Curiosity ja va de camí

dilluns, 28/11/2011

curiosity.nasa.jpg La missió russa va fracassar, però la dels americans ha començat amb bon peu i el Curiosity ja va camí de Mart. Aquest nou rover és el germà gran i forçut dels que hi ha per allà, l’Opportunity (que encara funciona) i l’Spirit (que ja no es mou). Ara només cal esperar vuit mesos i la nau arribarà al planeta roig.

Com que els rovers cada vegada són més grans, cal anar dissenyant nous sistemes per dipositar-los a la superfície de Mart. Aquesta vegada baixarà en paracaigudes primer i després penjant d’una mena de platet volador equipat amb retropropulsors que el dipositarà suaument a la superfície. Un sistema delicat que si tingués espectadors resultaria tot un espectacle.

A més de les dimensions més grans, el Curiosity presenta una diferència important amb els predecessors. Aquesta vegada no hi ha panells solars per captar energia. El Curiosity funciona amb una pila atòmica que li ha de permetre funcionar durant uns catorze anys. La missió només està prevista per dos anys, però amb Mart és millor anar sobrat. Les missions acostumen a ser fracassos estrepitosos o èxits espectaculars. I seria una llàstima que si l’equip segueix funcionant perfectament i manté la mobilitat calgués deixar-ho aturat només perquè se li han acabat les piles. I l’avantatge respecte dels altres és que en aquest cas no caldrà patir per la pols que es diposita i que va tapant els panells solars. Tampoc caldrà aturar la missió durant l’hivern o les nits.

Com és natural, el rover porta un sofisticat laboratori a sobre amb tota mena d’eines per fer totes les mesures que puguem imaginar. Espectròmetres de masses, detectors de radiacions, càmeres de tot tipus i fins i tot una estació meteorològica. A més, aquest giny podrà agafar mostres de minerals i repartir-les per els diferents aparells perquè cada un mesuri el que toqui.

Si tot va bé, d’aquí a mig any tornarem a tenir una riuada de dades i imatges espectaculars de Mart. Potser ja no serà tan excitant com en el cas de l’Opportunity i l’Spirit, perquè la novetat ja no serà la mateixa, però segur que Mart ens resultarà cada vegada més familiar.

A veure quan es posen les piles per començar a dissenyar les primeres missions tripulades. Ara hi ha una crisi que ho complica tot, però per pensar en una missió tripulada a Mart ja s’hi ha de comptar que entre el disseny, la preparació i la missió en si, segur que ensopegues amb unes quantes crisis.

(I si voleu un resum excel·lent de com va aquesta nova aventura a Mart, ho podeu trobar en aquest blog)

Noves pistes per la Síndrome de fatiga crònica

divendres, 25/11/2011

Lymphocyte2.jpg La Síndrome de la fatiga crònica és d’aquelles malalties emprenyadores que costen de diagnosticar, de la que no en coneixem la causa i per la que no tenim cap tractament. Tot plegat un bon maldecap per als metges i un malson pels malalts. Fa un parell d ‘anys semblava que la cosa millorava quan es va proposar que un virus, anomenat XMRV, es trobava en un gran nombre de pacients afectats per la fatiga crònica. Encara no sabíem que coi feia el virus, però ja obria la porta a tractaments.

De fet van haver-hi intents de tractar la fatiga crònica amb antiretrovirals, però la cosa no semblava acabar de rutllar. A sobre, posteriors estudis no van confirmar la presencia del virus en altres grups de pacients i al final, la hipòtesi vírica va perdre molta volada.

Però els camins de la ciència són plens de girs inesperats. Fa uns anys, uns metges noruecs estaven assajant un nou tractament per al limfoma de Hodgking. Un tipus de càncer dels glòbuls blancs. El tractament consistia en administrar un fàrmac anomenat Rituximab, que és un anticòs que ataca una proteïna dels limfòcits B (per als experts, és un anti CD-20). El cas és que tres pacients del grup que estaven tractant, també patien la Síndrome de la fatiga crònica i van experimentar una inesperada milloria en els símptomes d’aquesta afecció. Una millora que es veu que va ser molt notable, fins al punt de retornar a fer vida normal, però ai! només va ser temporal i a la llarga els símptomes van retornar.

Però valia la pena aprofundir en el que havia passat i van dissenyar un altre estudi, enfocat només a mirar si existia una relació entre els limfòcits B (que són les cèl·lules encarregades de fabricar anticossos) i la fatiga crònica. Si aquesta relació existís, es reforçaria molt la hipòtesi d’un origen autoimmune per la malaltia.

De manera que van triar 30 pacients de fatiga crònica i els van dividiren dos grups de 15. Un tractat amb el Rituximab, i l’altre tractat amb un placebo. Com en tots els estudis ben fets, era a doble cec: Els malalts no sabien el que prenien i els metges que els ho administraven també ho ignoraven. Passats uns mesos es va obrir el sobre amb les dades del que prenia cada pacient i es va comparar amb la qualitat de vida que mostraven.

I, encara que no va ser un tractament miraculós, en 9 dels 15 pacients tractats amb el fàrmac la millora va ser significativa. En canvi, només un dels tractats amb placebo va notar una millora. De nou, els efectes del tractament van ser temporals i passats uns mesos la malaltia va retornar. Això no és inesperat. El tractament elimina els limfòcits B, però quan atures el tractament, la població d’aquestes cèl·lules es recupera.

Una dada curiosa és que no coincidien els temps. Quan els limfòcits desapareixien, els malalts encara no notaven res, i quan la millora era evident, els nivells de limfòcits B ja estaven recuperant-se. L’explicació que donen els metges és que l’important no és tant la cèl·lula sinó els anticossos que va fabricar i que segueixen circulant pel cos bastant temps, encara que les cèl·lules que el van fabricar ja no hi siguin.

La notícia es bona i dolenta. Bona perquè torna a posar-nos sobre una pista sòlida que ara apunta a una malaltia autoimmune. Potser, de resultes d’una infecció aparentment sense importància, el cos comença a fabricar alguns anticossos que ataquen algun element del sistema nerviós i que causa la síndrome. Aquest esquema encaixa en el que s’ha vist. El problema és que no podem anar per la vida sense els limfòcits B. El tractament amb Rituximab ha resultat útil per veure el que passa, però no sembla una bona alternativa terapèutica perquè sense sistema immunitari quedaríem exposats a qualsevol infecció. Però si identifiquem amb quina part del sistema nerviós s’estan barallant aquests limfòcits B, farem un pas de gegant a l’hora de trobar el tractament específic per la malaltia.

S’ha mort la Lynn Margulis

dijous, 24/11/2011

marguliss.jpg Dimarts va morir la Lynn Margulis. Als que no són del ram de la biologia potser no els sonarà massa, però segurament aquests dies es comentarà que va ser la primera esposa d’en Carl Sagan. Aquesta dada és certa, però seria una terrible injustícia recordar-la només per això. La Lynn va ser tot un cas de científica que va proposar noves teories, va explorar noves idees, es va barallar amb la comunitat científica per la radicalitat dels seus plantejaments i va fer una tasca fantàstica de divulgació.

La seva més gran aportació va ser proposar la teoria simbiòtica de l‘origen de la cèl·lula eucariota. De vegades sembla que l’origen de la vida a partir de la matèria inanimada és un gran maldecap pels biòlegs, però en realitat el que era difícil d’explicar era com passar de procariotes a eucariotes. O dit  en paraules entenedores. Com es va passar d’organismes com els bacteris, que no tenen nucli, ni orgànuls al citoplasma ni una estructura subcel·lular sofisticada, a cèl·lules com les nostres. Amb nucli, mitocondris, grapats de membranes subcel·lulars, un esquelet intern de microtúbuls i uns complexitat que no té res a veure amb la dels bacteris.

La idea de la Lynn va ser senzilla d’entendre. Va proposar que originàriament alguns orgànuls de les nostres cèl·lules, com ara els mitocondris i, en el cas de les cèl·lules vegetals els cloroplasts, eren originàriament uns organismes com bacteris que van anar a petar a dins d’una cèl·lula que deuria recordar una ameba (però sense nucli) i es van quedar com a simbionts intracel·lulars.

La ameba es beneficiava de la proto-mitocòndria ja que aquesta li aportava energia en forma de ATP, i la proto-mitocòndria quedava protegida en un medi molt més acollidor (el citoplasma de la cèl·lula gran). En altres casos el bacteri que va quedar vivint a dintre una cèl·lula més gran era un organisme que podia fer fotosíntesi i va donar lloc als cloroplasts. El resultat en aquest cas van ser les cèl·lules vegetals.

Inicialment aquesta hipòtesi no va tenir gaire bona acollida, però mica a mica les dades a favor es van anar acumulant. Els mitocondris i els cloroplasts tenen el seu propi DNA que encara conté alguns gens i que recorda molt al dels bacteris. O si plantem uns mitocondris al davant de cèl·lules del nostre sistema immunitari aquestes encara poden reaccionar com si estigués enfront d’un bacteri. Tot plegat fa que nosaltres ara ens podem considerar uns organismes fets a base de combinar diferents bacteris.

La Lynn també va col·laborar amb en Lovelock per promoure la hipòtesi Gaia. Una idea molt ben pensada i, normalment molt mal interpretada. El concepte en aquest cas era que la Terra en la seva globalitat es comporta com si fos un gran organisme. Amb sistemes de regulació igual que tenim nosaltres. Els mars serveixen per mantenir la temperatura del planeta, els cicles dels gasos fan que l’atmosfera sigui raonablement estable, etc. El que passa és que sovint s’exagera i es diu que ells van afirmar que la Terra és un organisme, convertint en afirmació literal el que només era una metàfora per explicar el comportament d’un sistema.

També va defensar idees que no van resultar ser correctes, com ara que la SIDA no la causava el virus HIV sinó unes espiroquetes. Però això no li treu gens de mèrit. Ningú ho encerta tot sempre. En tot cas, sempre és d’admirar la gent que defensa les seves idees amb passió i rigor.

La Lynn va treballar per aquí amb grups de la Universitat Autònoma. Em va fer molta gràcia saber que van descobrir una nova espècie de bacteri (una espiroqueta) al delta de l’Ebre i per això la van batejar amb el nom de Spirosymplokos deltaiberi.