Terres rares no tan rares

dilluns, 19/12/2011

Rareearthoxides.jpg L’any internacional de la química s’acosta a la fi i tinc la sensació de no haver-ho aprofitat gaire per parlar dels diferents elements. Per compensar, ni que sigui una mica, podríem recordar alguns elements amb noms poc freqüents i que, malgrat tot, fem servir habitualment encara que normalment no en som conscients.

Per exemple, segurament ara mateix esteu mirant una pantalla d’ordinador. Això vol dir que al davant hi teniu una certa quantitat d’Europi, un element químic que forma compostos fluorescents i que per això es fa servir per fer pantalles de televisió i d’ordinador. Aquest nom d’Europi no te gaire secret, el van posar en honor al continent europeu.

Un altre element que també hi ha a la pantalla és l’Itri. Per aconseguir els punts de llum vermella, s’aprofita la brillantor que adquireix un compost d’itri en resposta als electrons. El nom d’itri el van posar perquè es va descobrir a partir d’un mineral trobat al poble d’Ytterby, a Suècia. Per això el símbol químic de l’Itri és la Y.

L’ordinador té un disc dur, i allà, però també als auriculars i altaveus d’aparells com els telèfons mòbils hi ha uns imants que es fan amb Neodimi. La història d’aquest nom és curiosa. L’any 1841 van creure descobrir un element molt semblant al Lantà, un altre element que ja era conegut. Com que s’assemblaven molt , al nou li van posar de nom Didimi, que en grec vol dir bessó. Però anys després van veure que el didimi en realitat era una barreja de dos elements. Al primer el van barrejar com Praseodimi (el bessó verd) i a l’altre li van dir Neodimi (el nou bessó). Com que els van descobrir alhora, ja anava bé mantenir la referència als bessons.

I si voleu saber on trobem el Praseodimi, doncs us heu de fixar en vidres i esmalts. Si són de color grogós, segurament contenen Praseodimi. També n’hi ha en alguns projectors  de llum.

Si un dia us han de fer una imatge per ressonància magnètica o una tomografia d’emissió de positrons, abans de ficar-vos a la màquina en qüestió us injectaran alguna cosa per augmentar el contrast de les imatges i detectar millor els problemes que hi puguin haver. Doncs segurament aquest líquid de contrast contindrà Gadolini en la seva composició. El Gadolini es diu així perquè es va treure d’un mineral anomenat gadolinita, que alhora es diu així en honor a Johan Gadolin, un químic i geòleg finlandès.

Tots aquests elements formen part del grup química conegut com “terres rares”. Un nom curiós i enganyós. Semblaria que són poc abundants, però en realitat alguns són força d’abundants. El problema és que no es troben en grans acumulacions sinó que estan dispersos i combinats amb altres elements. Per això, quan els descobrien veien que mai eren gaire abundants enlloc. Però alguns és fan servir molt i per això arriben a tenir valor estratègic.

De manera que quan us parlin de terres rares, podeu treure el mòbil de la butxaca i comentar que probablement teniu per casa una certa quantitat de Neodimi, Europi i Ytri com a mínim.

Noves llunes per la New Horizons

divendres, 16/12/2011

new horizons ruta.jpg De les molts missions que hi ha explorant el nostre sistema solar, jo li tinc un especial carinyo a la New Horizons. Per una banda, perquè es va enviar a explorar Plutó, l’últim dels planetes que quedaven per visitar. Ara li han canviat l’estatus a Plutó i ja no es considera un planeta sinó un planeta nan, però el canvi de classificació va ser quan la sonda ja anava de camí. I l’altre motiu és que el seu viatge va començar gairebé al mateix temps que aquest blog, en la seva primera versió. El llançament de la New Horizons va ser un dels primers posts que vaig fer aquell llunyà 2006.

La nau arribarà a Plutó l’any 2015, de manera que haurà trigat deu anys a arribar. I serà una visita curta. Estarà al sistema de Plutó durant només un dia. El problema és que va tant de pressa que no podrà frenar quan arribi. Naturalment les observacions i els estudis començaran abans, però el pas per el sistema Plutonià serà ben curtet. Sembla estrany, però no hi havia alternativa. Si anés prou lenta com per frenar, trigaria una eternitat a arribar.

I de pressa si que va. Ara mateix es mou a uns setze quilòmetres per segon, que no està gens malament. En poc més de dos mesos va passar a l’altura de Mart. Només va necessitar un any per arribar a Júpiter i va creuar l’òrbita de Saturn  un any i mig més tard. En el cas de Júpiter va poder obtenir noves imatges del planeta i els seus satèl·lits, però quan va creuar la òrbita de Saturn el planeta estava molt lluny i no el va veure. El març d’aquest any, quan ja en portava sis de viatge, va creuar l’òrbita d’Urà. I a l’altura de Neptú hi arribarà l’agost del 2014.

Durant aquest temps la nau està sense fer res durant molt de temps. La tenen en estat de “hibernació” i només de tant en tant l’activen per verificar el funcionament o per si cal fer algun estudi en concret. És el que va passar quan creuava pels voltants de Júpiter i aprofitaven per obtenir imatges que, a més del valor intrínsec, permetien provar els sistemes que farà servir a Plutó.

Semblaria que fins que arribi a Neptú ja no hi ha cap fita a destacar, i en realitat ja és així, però aquests dies si que ha marcat una fita destacable. Tot i que la nau segueix extremadament lluny de Plutó, ara ja és l’objecte fabricat per l’home que ha arribat més a prop. No és que sigui una dada espectacular, però mira, fa gràcia.

De totes maneres, aquests mesos ha sorgit un motiu d’inquietud per l’equip de la missió. La trajectòria de la New Horizons està ben estudiada i passarà entre Plutó i el seu gran satèl·lit Caront. Tots dos uns mons ben desconeguts. Però l’octubre del 2005, quan la nau ja anava de camí, el telescopi espacial Hubble va descobrir dues llunes més a Plutó. Mesos després es van batejar amb els noms de Nix i Hydra, que de passada tenen les mateixes inicials que la New Horizons. I aquest any han identificat un quart satèl·lit, que de moment només es coneix com    S/2011 P 1, o simplement P4 per abreviar.

La cosa és, un nombre tan inesperadament alt de satèl·lits pot resultar perillós per la nau? No només perquè xoqui contra un d’ells sinó per les restes de material que poden quedar orbitant el planeta. La pols espacial que deixen aquests cossos és poca cosa, però una pedreta d’un mil·ligram pot fer molt mal a una nau si topen a setze quilòmetres per segon. Que són 54.000 quilòmetres per hora!

L’únic que es pot fer serà enfocar el Hubble cap a Plutó i mirar de recollir tota la informació que sigui possible. I creuar els dits esperant que no surtin més satèl·lits petitons amagats. És important perquè Plutó només és la primera part de la missió. La New Horizons ha de seguir més enllà per anar a explorar el cinturó de Kuiper, la zona on hi ha encara més planetes nans, asteroides i altres objectes tant desconeguts com prometedors.

Ulls fets de pedra, o de closca.

dijous, 15/12/2011

Acanthopleura_granulata.jpg Quan parlem d’ulls pensem en estructures transparents, delicades, etèries, que permetin el pas de la llum amb la major eficàcia possible. Una filigrana de l’evolució que a molts els fa dubtar de com pot sorgir una cosa tant perfecte, un mecanisme tan elaborat sense un dissenyador excepcional. Per descomptat, només pots pensar en dissenyadors si coneixes molt poc com són els ulls que hi ha a la natura. Sempre parlem dels ulls dels mamífers o dels, encara millors, ulls del cefalòpodes, però d’ulls n’hi ha de molts tipus, i n’hi ha uns que resulten particularment instructius sobre com funciona la evolució. Són minerals i estan fets a partir de la closca de l’animal.

L’animal en qüestió és un poliplacòfor (un quiton), concretament Acanthopleura granulata que potser no es cap bellesa de la natura però que, com quasi tots, tenen la seva gràcia quan els coneixes millor (i de fet n’hi ha de ben bonics). Per les nostres costes n’hi ha alguna espècie que viuen adherits a les roques mirant de passar el més desapercebuts possible. Es diuen poliplacòfors perquè la closca la tenen dividida en vuit segments separats. Quan estan tranquils els tenen més o menys oberts i quan s’ensumen el perill tanquen la closca i queden aïllats de l’exterior.

De fet, són uns animalons més aviat primitius, no tenen un cap clarament diferenciat i tampoc no disposen d’ulls tal com els imaginem. Però el que si tenen són grapats de petits ulls escampats per tot el cos. Aquests “ulls” detecten la llum, però no estava clar si li permetien veure formes o si només distingien entre llum i foscor. Per un animal que està quiet adherit a una roca, percebre que sobtadament s’enfosqueix l’ambient que el rodeja pot indicar que alguna bestia grossa, i presumiblement perillosa, s’apropa, de manera que ja és una gran avantatge respecte dels que no hi veuen res de res.

Doncs fa poc van fer uns experiments en els que apropaven als quitons una placa grisa de color difuminat, però que reduïa la llum en una quantitat determinada, o bé els apropaven un disc negre que en global també enfosquia l’ambient en la mateixa proporció que la placa grisa. I el que van veure és que si el que s’apropava era el disc, el quiton tancava les plaques, és a dir, detectava alguna cosa que l’espantava. En canvi la baixada de la llum causada per la placa gris no induïa cap resposta.

Això indica que aquests animalons si que detecten les formes. No amb gran precisió, i per descomptat res comparable a com ho veiem nosaltres, però ja fan més que només distingir llum i foscor. L’interessant també és que això ho fan no amb un parell d’ulls grans sinó amb aquests petits “ulls” escampats per tot el cos. I s’ha vist que aquests ulls estan fets amb minerals, concretament amb aragonita, que és el mateix carbonat de calci amb el que fan la closca.

Si l’aragonita es genera formant cristalls ben estructurats i prou prims és transparent. Pel que sembla, aquests animals fan servir cristalls d’aragonita més o menys ordenats per fer la closca, dura i opaca, i els mateixos, ben fets i molt primets, per fer les lents dels seus “ulls”.

I una filigrana final perquè ningú pensi que aquests ulls són un nyap. Nosaltres podem veure correctament a l’aire, però no podem enfocar quan mirem dins l’aigua. Els nostres ulls estan dissenyats per la refracció que experimenta la llum en passar de l’aire al cristal·lí, però no de l’aigua al cristal·lí. Els peixos tenen el problema invers. Hi veuen bé a l’aigua però no fora. Els quitons en canvi, hi veuen igual de bé a l’aigua i a fora ja que l’aragonita desvia la llum en dos angles. Aprofitant-ne un o altre poden fer servir els seus ulls sense problemes per tot arreu. Una solució molt útil per un animal que viu a la zona intermareals i que de vegades està dins l’aigua i de vegades fora.

De manera que aprofitant el que tenia disponible, en aquest cas trossets de closca, l’evolució els ha permès fabricar-se uns ullets molt arregladets.

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.