Fent la viu-viu

La pel·lícula de “Jurassic Park” es basa en la idea que es poden clonar els animals extints. Per fer-ho caldria trobar una cèl·lula viable de l’animal ben conservada i convertir-la en un clon. Una altra manera podria ser inserir l’ADN de la criatura extinta en la cèl·lula d’un organisme viu. Bé, ja sabem que ara per ara, tot plegat és ficció però a la natura, hi ha veritables animals, plantes i organismes que han estat inactius durant períodes de temps molt llargs i són els campions de la “resurrecció”.

18ZIMM-master675

NY Times. P. Boelen.

A les illes de l’Antàrtida, el clima no permet que creixi res. Res, excepte molses que estan acostumades a condicions extremes. Les molses creixen en forma de manta i van brotant en la part superior quan les condicions són bones. Quan no hi ha sol, la molsa es torna marró i vella, i a més a més, es pot quedar congelada durant centenars d’anys.

Uns investigadors varen perforar la manta de les molses per entendre el seu creixement i van veure una cosa ben estranya. En tota la perforació es podien veure brots de molsa. Normalment, les plantes es descomponen i no té cap sentit que brotin. La pregunta era si la molsa congelada podria créixer de nou després de segles de foscor. I era una pregunta una mica agosarada perquè ningú havia aconseguit reviure molses que havien estat congelades durant molt de temps. Doncs sí, aquestes molses, amb llum al laboratori i molta humitat, es van posar a créixer. I el  més sorprenent és que amb la datació varen veure que és una molsa de més de 1.500 anys, vaja, de l’edat mitjana.

Aquesta ja té el record Guinness de  les molses supervivents! Ara bé, els científics han reviscut altres organismes com virus, bacteris, plantes i animals que han estat inactius durant centenars, milers, fins i tot milions d’anys. Aquí van alguns exemples. Uns investigadors russos han trobat llavors de plantes conservades en el permafrost de 32.000 anys que creixen, uns viròlegs francesos han descobert un virus en el permafrost siberià de 30.000 anys que encara pot infectar amebes, i uns limnòlegs han reactivat ous de Daphnia (puça d’aigua) d’un llac que havien estat enterrats durant 700 anys i els crustacis han crescut fins a ser adults. Ara bé, els campions de la “resurrecció” són els bacteris. Hi ha bacteris que poden reviure després d’estar atrapats en el gel antàrtic durant 8 milions d’anys, ja que passen gran part del seu temps en un estat de latència. Qui havia de pensar que els organismes podrien fer aquestes coses?

Tot plegat em porta a pensar que, de manera pràctica, es podria utilitzar el gel o el sediment congelat com una mena de còpia de seguretat on emmagatzemar organismes en fase latent. Ara bé, ens pensem que els organismes poden reviure amb l’ajuda dels científics, però a mi em sembla que ho podrien fer sense la nostra ajuda.

La primavera, el pol·len altera

Aquesta setmana he sentit i llegit la mateixa notícia de maneres ben diferents. Aquí van els titulars: “Els experts preveuen una primavera «d’alt risc» per l’elevat nivell de pol·len” (324.cat); “La primavera es presenta a Catalunya sense alts nivells de pol·linització” (El Periódico); “El xiprer desferma les al·lèrgies” (Segre); “La primavera respectarà els al·lèrgics” (El Punt Avui). De fet algun medi se n’ha adonat: ”Per un consens de la premsa en deferència als al·lèrgics” (Ara), però tot i així, aiiii!

Doncs que sapigueu que vaig tenir la sort de treballar amb els experts de pol·len de Catalunya de la Universitat Autònoma de Barcelona (Departament de Biologia Animal, Biologia Vegetal i Ecologia) durant uns anys. Aquests investigadors són gent molt seriosa i els seus estudis estan recollits a la XAC, la Xarxa Aerobiològica de Catalunya. La XAC serveix per saber quins nivells de pol·len i espores de fongs hi ha a l’aire i els que poden produir al·lèrgia. Voleu saber quina és la predicció dels nivells de pol·len a Catalunya aquesta setmana? A la xarxa hi trobareu la previsió i la seva dinàmica al llarg de l’any i, no, aquest any no hi ha més pol·len del que toca!

Senyors periodistes, si us plau, connecteu-vos a la xarxa! fins i tot hi ha una apli de mòbil!

Però a part del missatge anterior, la meva intenció és que no us quedeu només la part negativa del pol·len. Primer, us he deixat unes imatges de microscòpia electrònica dels grans de pol·len a veure si us agraden les formes.

Després, explicar que l’objectiu del pol·len no és produir al·lèrgies, l’objectiu de cada un dels milers de milions de grans de pol·len que volten per l’aire és trobar l’òvul, la futura llavor, d’una altra planta de la mateixa espècie. El gra de pol·len intenta iniciar un recorregut per arribar a l’òvul, si el pol·len cau sobre una espècie de planta equivocada, no hi ha fertilització, però de tant en tant  si que troba la seva espècie i llavors es desenvoluparà una llavor.

Hi ha moltes plantes que són testimoni d’aquesta loteria. En aquestes plantes, es varen desenvolupar sacs de pol·len que esclaten i impulsen els grans cap l’exterior i, a la vegada, els grans de pol·len varen evolucionar amb ales en forma de globus o altres extensions perquè la brisa els atrapi. Va tenir èxit, però la poca precisió en el transport obliga a produir pol·len en grans quantitats. És una manera, però…què deu tenir més probabilitats d’èxit? deixar el pol·len en mans del vent o intentar que sigui transportat per animals d’una flor a una altra? Així que algunes plantes varen començar a produir pètals atractius que atreien animals que, accidentalment, portaven el pol·len a les plomes i a la pell. I les plantes amb pètals es varen veure afavorides al llarg de l’evolució així que varen aparèixer molts colors i fins i tot les plantes varen començar a produir nèctar per tenir esquers addicionals. I com és l’evolució que els ocells varen desenvolupar pics llargs per arribar al nèctar, les arnes, abelles i mosques varen desenvolupar boques particulars i varen aparèixer llengües enganxoses en els ratpenats. La vida era una possibilitat remota i va funcionar.

Salze. M. Oeggerli.

Aquí deixo la fotografia de pol·len que més m’agrada.

Coneix al teu enemic…i al teu amic!

Tothom sap que el desenvolupament científic i tecnològic d’aquest segle ha avançat principalment gràcies a objectius militars i fa res que he trobat un exemple ben curiós.

Gairebé tots els arbres fruiters i moltes varietats vegetals que mengem necessiten algun insecte per a la pol·linització. Les abelles fan aquesta feina, transfereixen el pol·len d’una planta a una altra i ens aprofitem d’això. En ser tan importants per nosaltres, hi ha investigadors que fan inventari de totes les espècies d’abelles, tant les que participen en les tasques agrícoles però també d’altres, com les que es troben en entorns urbans, per saber que passa amb elles amb situacions de contaminació o, tan sols per conèixer si hi ha espècies introduïdes.

El primer que cal fer en un inventari d’abelles és identificar exactament quines espècies hi ha i el que es feia tradicionalment era caçar-les i enviar-les a especialistes per identificar-les. Ara bé, només es tenien alguns exemplars conservats i cada cop hi ha menys experts que siguin capaços de saber quina espècie és. A més a més, es dóna el cas que moltes espècies d’abelles són molt petites i, fins i tot aquells investigadors amb molta experiència poden mirar amb molta atenció i dir: “sí, això és una abella petita”.

Fa uns anys als US, varen decidir fer un catàleg de fotografies d’espècies per fer l’inventari de les abelles, però de seguida ja van veure que les fotografies que feien no captaven tots els detalls que es necessiten per saber quina espècie és. Necessitàvem un bon sistema de fotografia.

Resulta que l’exèrcit dels US havia ideat un sistema de càmeres per prendre imatges detallades dels insectes que piquen als soldats en llocs llunyans. Penseu que, per exemple, hi ha 80.000 espècies de mosquits al món però només un grapat piquen i transmeten malalties, així que és força útil tenir fotografies de l’enemic sospitós que t’acaba de picar.

L’exèrcit de seguida va veure que se n’havia d’empescar alguna per prendre imatges dels mosquits amb l’ampliació necessària per reconeixe’ls i, és clar, completament enfocats. Quan fas fotografies d’objectes molt petits, només una part de l’objecte queda enfocat, així que varen idear un sistema amb una càmera equipada amb una lent macro, muntada en una plataforma lliscant per prendre diverses imatges que va enfocant diferents punts de l’insecte i el programari digital per ajuntar les fotografies en una única imatge enfocada.

Doncs quan els investigadors de l’inventari de les abelles es van trobar amb els experts de l’exèrcit varen començar a fer les fotos que us he deixat. Primer les fotografies anaven dirigides als experts però que sapigueu que des que els autors han col·locat les fotografies al seu lloc flickr.com, la pàgina s’ha fet ben popular.

Impressionats les fotografies. Semblen éssers d’un altre món.

Ciència creativa

Tots sabem com és un peix per dintre un cop està fregit i al nostre plat, però hi ha un investigador, l’Adam Summers, que ens vol donar una nova perspectiva de les estructures internes dels peixos i no fent disseccions precisament, sinó amb una sèrie de fotografies.

L’autor, que va ser assessor científic de la pel·lícula Buscant en Nemo, ha fet un munt de fotografies de peixos per a la seva investigació de biomecànica i abans de fer-les, tenyeix els peixos amb colorants per mostrar els seus teixits esquelètics.

La tècnica és una fórmula coneguda des de fa dècades amb alguna petita modificació de la recepta per part de l’autor. Primer tenyeix les parts cartilaginoses dels peixos amb un colorant (Alcian Blue en anglès), llavors, tenyeix amb un segon colorant (Alziarin Red S) els teixits mineralitzats que s’han endurit, com les espines. Després l’aigua oxigenada blanqueja el peix i un enzim dissol la carn. Finalment col·loca el peix en glicerina perquè sembli transparent i ja! aquí us deixo altres fotografies que ha fet l’autor des de 2013.

La gràcia de les imatges és que permeten veure de molt de prop les estructures dels peixos però també permeten fer un pas enrere i apreciar tot l’organisme en un gran format. Potser són aquests nivells de detalls fractals el que m’agrada. Jo penjaré alguna de les fotografies pel laboratori per decorar perquè realment em criden l’atenció.

Pols per tot arreu

Avui us heu trobat la terrassa ben enfangada? la roba estesa de color marró? i el cotxe brut? Aquesta nit ens ha creuat una massa d’aire molt carregada de pols del Sàhara i la pluja que ha caigut anava acompanyada de fang!

Bgw3BXpCEAAqBaQ

Meteocat 18/02/2014.
Intrusió de pols (color rosa) direcció Catalunya.

El Sàhara és el desert més gran del món, amb 8,6 milions de quilòmetres quadrats i quan els corrents d’aire càlid i lleuger s’eleven, transporten pols del desert fins a zones de molta altitud que es mouen pels vents. Les tempestes de fang són molt comunes sobre el Sàhara, a vegades arriben a casa nostra i ocasionalment arriben ben lluny tot travessant la conca atlàntica (aquí està el vídeo).

La pols té greus repercussions en la qualitat de l’aire i pot portar fongs que afecten les persones però no tot és negatiu. Si aquests esdeveniments passen sobre l’oceà, actuen com un fertilitzant. La pols conté molts nutrients, nitrogen, fòsfor i ferro, que estimulen la producció marina, sobretot en aquelles zones ben pobres, com pot ser la mar Mediterrània. El fitoplàncton, les plantes marines microscòpiques que suren a la superfície del mar, és capaç de captar aquests nutrients, créixer, absorbir CO de l’atmosfera i al final converteix aquests nutrients en matèria orgànica. Com que aquests esdeveniments de pols solen ocórrer cap a la primavera i principis de l’estiu a la nostra àrea, de fet estimulen el creixement d’aquests boscos marins invisibles.

Sí, d’acord, queda tot brut, però hem de conviure amb els fenòmens naturals i aquest, precisament, pot ser molt bo pels nostres mars!

De què parlen les plantes?

Semblava que no arribaria mai, però la temporada d’hort ja és aquí!. Aquesta setmana he plantat cebes i enciams. Les nits són encara massa fredes per altres plantes més tendres, però ja arribarà. Al jardí, jo sóc la força local de la selecció natural, jo decideixo quines espècies sobreviuen i quines han de desaparèixer. Trio les plantes, les planto i les cuido, però d’ençà que sé que les plantes parlen entre elles, me les miro d’una altra manera. Sí, sí, les plantes parlen entre elles.

1597434_10202467701286267_712035941_o

Comunicació entre flors. R. Rybakiewicz.

Les plantes es comuniquen entre elles de maneres diferents i les primeres idees eren que aquestes comunicacions tenien un impacte negatiu, la competència entre plantes veïnes. Ara bé, les relacions de veïnes de les plantes poden ser diverses. De fet, moltes plantes són molt bones companyes i es faciliten la vida entre elles, a vegades milloren el creixement de la veïna, li fixen nitrogen, la defensen contra les malalties i poden actuar com a control de plagues També poden atraure les abelles i altres pol·linitzadors per la veïna.

I com ho fan les plantes per comunicar-se? Doncs produint compostos químics, per contacte físic i modificant la llum que li arriba a la planta veïna. Tot i que, a part d’aquests mecanismes coneguts, fa res s’ha descobert un de nou.

Els investigadors van plantar llavors de pebrotera (Capsicum annuum) prop d’una planta d’alfàbrega. Ara bé, unes llavors les varen posar creixent amb alfàbrega en un incubador ben obert que permetia la llum i la comunicació química llavors–alfàbrega i, a la vegada, van posar unes altres llavors de pebrotera creixent en un incubador amb una alfàbrega segellada dins d’una caixa cilíndrica coberta amb plàstic negre per bloquejar els senyals lumínics i químics entre elles. Per descomptat, a l’experiment també varen plantar llavors de pebrotera sense alfàbrega.

El que va passar és que les llavors de la pebrotera van germinar més ràpid quan tenien l’alfàbrega de veïna, fins i tot quan hi havia la separació que bloquejava tots els senyals que es coneixen entre les plantes: llum, compostos químics i contacte físic. Com que es descarten els mecanismes coneguts, això indica que hi ha un nou tipus de comunicació entre plantes, però es desconeix què pot ser. Ara direu: els amants dels horts ja saben que hi ha associacions de cultiu! Sí, el meu avi ja ho sabia! Hi ha combinacions de plantes que van més bé que d’altres, però, com és aquest tipus de comunicació? i què es diuen? quin enigma! 

Jo ja tinc ganes que arribi el bon temps per plantar alfàbrega i observar les plantes ja que donava per fet que quan faig l’hort totes creixen sota les meves ordres. En realitat la natura té estratègies enginyoses que desconec i em sembla que des del punt de vista de les plantes no hi ha gaire diferència entre aquest jo sobirà i un borinot.

Love is in the air

Avui mitja humanitat enamorada celebra una festa anglosaxona. Hi haurà notes, regals, símbols amb forma de cor i angelets amb un arc que envien fletxes d’or amb la punta esmolada que provoquen l’amor a l’instant. Doncs que sapigueu que això de les fletxes no és gens original, i que a la natura ja està inventat!

Dards

Diversitat de dards.
Escala 500 micres vistes laterals i 50 micres seccions transversals.
J. M. Koene and H. Schulenburg. BMC Evolutionary Biology, 2005, 5:25

Els llimacs i cargols tenen un festeig molt curiós. Abans de la còpula, aquests organismes apunyalen a les seves parelles amb dards. Sí, sí, es disparen mútuament dards de mides i formes ben diferents. Us deixo unes fotografies de microscòpia electrònica d’aquests dards, fotos de costat i de la secció transversal.

Bé, en realitat no els disparen, els dards sobresurten del cos dels cargols però tot i així poden causar lesions i fins i tot la mort de les seves parelles! Els investigadors pensaven que això era estimulant o estava dissenyat per coordinar l’intercanvi d’esperma i òvuls, però ara es pensa que els dards introdueixen mocs que transporten un tipus d’hormones. Els llimacs i cargols són hermafrodites i les hormones servirien per configurar els òrgans reproductius. Si un cargol produeix l’esperma, l’altre l’hauria d’acceptar més fàcilment i ajudar a moure’l cap als ous femenins perquè els gàmetes arribin al seu destí final.

Aquest comportament també s’ha vist en alguns cucs, que són hermafrodites. Durant el festeig i la còpula, hi ha uns pèls de quitina que són impulsats cap a la parella. De vegades penetra la paret del cos i gairebé arriba a la cavitat abdominal. També en aquest cas es pensa que s’allibera un tipus d’hormones per organitzar l’emmagatzematge d’esperma.

No sé jo si la historia del cupido ve dels llimacs, dels cargols o dels cucs, però quines coincidències més estranyes! 

Estranyes coincidències

Anemonia viridis i Leptomysis Llança Cap de Ras

L’Anemonia viridis i les gambetes Leptomysis
Plàncton, Divulgació i Serveis Marins SCP
http://www.plancton.cat

Imagineu que heu d’atacar la vostra presa o us heu de defensar d’un depredador? Doncs fàcil, la batalla comença quan expulses fletxes del teu cos per clavar-les a la teva víctima, li injectes líquids verinosos per matar-la i llavors ja te la pots menjar. És molt bona estratègia i el més curiós és que, a la natura, està present en organismes molt diferents.

Aquest mecanisme és molt conegut en les meduses, coralls i anemones doncs tenen unes estructures que s’anomenen nematocists. Són estructures en forma de càpsula amb un filament i substàncies urticants que funcionen d’una manera molt fàcil: en presència de preses es descarreguen els nematocists, es claven els filaments a la víctima i se’ls injecta el líquid verinós. Si voleu veure una batalla d’anemones, aquí va un vídeo. Aquest mecanisme, que a l’organisme li serveix per menjar o defensar-se, el coneixeu molt bé, doncs és la font de la picor causada per les meduses, i ja sabeu que segons quines espècies tot plegat pot tenir conseqüències fatals.

Les dinoflagel·lades són organismes unicel·lulars i un dels meus grups preferits perquè nedant són el Michael Phelps de les microalgues. La meitat de les dinoflagel·lades que coneixem són fotosintètiques però l’altra meitat han perdut els seus cloroplasts i s’han convertit al costat fosc de l’heterotrofisme. Vaja, que com que han de menjar, se les han empescat per tenir estratègies de captura de les preses preferides. Penseu que moltes vegades ataquen preses d’una mida igual o més gran que elles mateixes, així que han de tenir un bon arsenal. Així, de la mateixa manera que els invertebrats marins que us he explicat abans, les dinoflagel·lades també tenen nematocists. Hi ha un grup, l’anomenat polykrikoid, que tenen aquests orgànuls plens de líquid amb un estilet connectat a un filament i una rampa, que sembla un conducte cap a l’exterior per les descàrregues. Es pensa que els nematocists de les dinoflagel·lades també estan involucrats amb la captura de les preses.

tanit

Polykrikos tanit vista al microscopi de rastreig.
A. Reñé. ICM.

Com és que dos grups d’organismes tan diferents i sense parentesc tenen estructures i estratègies similars? Possiblement és un dels exemples de convergència evolutiva: especies ben diferents desenvolupen solucions semblants. Però, com s’explica? Doncs a la natura és possible que problemes similars portin a solucions similars. Quina coincidència! …però de fet la coincidència és una mica intrigant amb el que ve ara.

Fa poc que hem descobert una nova espècie de dinoflagel·lada, la Polykrikos tanit, una d’aquestes que mengen i hauria de tenir nematocists perquè es troba a la base de la família de les espècies que sí que en tenen. Ens l’hem mirada i remirada i no n’hem trobat de nematocists. Potser no en té, potser els té i no els hem vist. Potser és l’ovella negra de la família de dinoflagel·lades amb nematocists. El que sí hem vist és que pot tenir una altra estratègia més refinada per capturar les seves preses. La tanit té una prolongació, una estructura que surt de la cèl·lula que l’ajuda a agafar la presa i perforar la seva membrana. És un peduncle que “xucla” el contingut de la presa com a si ho fes amb una palleta (veieu els peduncles a la foto del microscopi?). La tanit no té filaments ni líquids verinosos per disparar, però té tubs per agafar la presa i menjar-se-la… ja us deixo que imagineu i trobeu altres estranyes coincidències.

Breaking smart

Sí, m’he empassat moltes hores de la sèrie Breaking Bad aquestes vacances i ja l’he acabada!

m12NO-coverTenia molta curiositat perquè té molt bones crítiques i per la demostració del domini del detall, especialment en assumptes científics. I bé, també tenia una altra raó: ara ja tinc tema de conversa amb els meus dos fills adolescents per molt temps.

La sèrie explica com en Walter White, un professor de química, ha d’encarar diversos problemes, un càncer de pulmó, la discapacitat del seu fill adolescent, el naixement de la seva filla i, sobretot, la necessitat de diners per pagar el seu tractament i no deixar la seva família amb un deute poc assumible. Així que la seva vida canvia de cop quan s’involucra en el negoci de les drogues, cuinant metamfetamina, per aconseguir aquests diners.

No explicaré res més de la sèrie perquè hi ha moltíssims fòrums d’internet discutint el més mínim detall. Però hi haurà poques persones que s’adonaran d’un. Quan he arribat aquí he discutit amb els adolescents mencionats abans si el que anava a explicar era un spoiler o no, i hem arribat a la conclusió que no ho és perquè és un detall que no és clau per la trama final, ara bé, si no heu vist la cinquena temporada i no voleu saber quin és aquest detall, no llegiu a partir d’aquí.

Quan la Marie, la germana de l’Skyler i dona de’n Hank, està amb el seu psicòleg, cita la saxitoxina com a possible mètode d’intoxicació mortal: “… Produces a flaccid paralysis that leaves its victim calm and conscious through the progression of symptoms. Death often occurs from respiratory failure.”

Doncs que sapigueu que la saxitoxina és una toxina produïda per microalgues marines que pertanyen al grup de les dinoflagel·lades! És una neurotoxina paralitzant, que bloqueja les cèl·lules nervioses i provoca paràlisis muscular. Així que la Marie no va gens desencaminada! Alguns símptomes d’intoxicació són sensació de formigueig, cremor en extremitats i cap, nàusees, diarrea, vòmits, mala coordinació, marejos, parla incoherent, i si la intoxicació és molt greu, fins i tot pot provocar la mort. Els casos mortals ocorren entre les dues i dotze hores posteriors a la ingestió de la toxina.

El que no diu la Marie és com et pots intoxicar amb un compost produït per microalgues marines. Doncs els mol·luscs bivalves com ara els musclos, les cloïsses, les ostres, són organismes filtradors i poden acumular les toxines en els seus teixits, sense que aquestes els afecti. Les persones podríem ingerir les toxines quan mengem aquest marisc tòxic. Ara bé, la part bona de tot plegat és que les micoalgues i les toxines es vigilen a arreu de la costa a nivell mundial per prevenir les intoxicacions. Els bivalves que trobem a la peixateria han passat controls estrictes i són aptes per al consum humà amb tota garantia. En el cas que la Marie es volgués intoxicar, ho tindria una mica complicat per trobar marisc tòxic i, a més a més, n’hauria d’ingerir força per morir! però és clar, és una sèrie…

Doncs mireu, m’ho he passat molt bé, m’ha agradat la sèrie i he après i recordat temes de química. A part de la conclusió final: “all bad things must come to an end”, jo n’he tret alguna més i aquesta va pels meus dos adolescents: nois, com “curren” els guionistes de les sèries, eh! han de saber un munt, treballen i estudien a fons els temes! doncs apa, a estudiar de valent!

Galeria

Boscos invisibles a l’oceà

This gallery contains 2 photos.

Tots tenim la imatge d’un petit planeta blau perdut en la immensitat fosca, o la d’un petit planeta fosc o, fins i tot, la d’un petit planeta verd. L’exploració de l’espai ha canviat la nostra percepció del planeta i a mi, totes aquestes visions em porten a pensar que hi ha un límit. Des de … Continua llegint