Els científics de veritat no fan vacances

Els científics de veritat no fan vacances.” Aquesta és una de les reflexions que fa en E. O. Wilson a Cartes a un jove científic. El biòleg americà, després de seixanta anys de recerca i docència, explica en el seu llibre els reptes i les recompenses que pots esperar d’una vida dedicada a la ciència. Les cartes, farcides d’anècdotes personals, ofereixen consells a científics, joves i no tan joves, i a tot estudiant que estigui interessat en la ciència.

Les formigues són els insectes més abundants en els ambients terrestres d’arreu del món. Acompleixen papers importants i, a més, posseeixen els sistemes socials més avançats de tots els animals.
Dibuix de’n R. Rybakiewicz.

L’especialitat de’n E. O. Wilson és l’estudi de les formigues i és ben conegut pel seu paper clau en l’estudi de la sociobiologia. Els exemples del llibre no se n’escapen d’això. Per presentar els seus consells, l’autor utilitza com excusa els detalls la recerca feta per trobar l’avantpassat de totes les formigues, o el descobriment de la formiga més estranya de l’Amazones, anomenada Martialis heureka (martialis perquè mig de broma varen dir que aquell organisme havia de ser de Mart) o el paper de les feromones en les poblacions de les formigues, entre altres estudis.

Les anècdotes que explica són tant treballs finalitzats amb èxit com alguns fracassos. I penso que això és del tot encertat! L’anècdota sobre l’estudi inicial del paper de les feromones és un bon exemple de com funciona la ciència. L’equip de recerca que feia l’estudi va arribar a la conclusió que no es podria identificar la substància que estaven buscant amb els medis que tenien i, per tant, varen abandonar. Tot i així, varen publicar una nota a la revista científica Nature, informant d’un experiment fallit (això no sol passar mai). Gràcies a això i a partir d’aquesta informació prèvia, anys més tard es va esbrinar la raó del fracàs i es va descobrir del que es tractava… i no puc explicar més.

Si llegiu el llibre, a part d’aprendre molt sobre formigues, com he fet jo, coneixereu la visió de l’autor sobre què és la ciència, el procés creatiu i els arquetips de la ment científica. També discuteix si el pensament en grup és la millor manera de crear ciència i quines són les relacions entre els científics. En Wilson acaba les cartes amb uns consells sobre l’ètica científica, de com ens podem equivocar, de com un ha d’admetre els errors de manera honesta, i com el frau no es perdona mai en ciència, mai de la vida!. Cito textualment: “el càstig (per al frau) és la mort professional: l’exili i que mai més se’t torni a tenir confiança”.

A part dels temes que he comentat, n’hi ha un munt més que cal descobrir si us interessa, només dir-vos que tot el llibre traspua la passió i el plaer del descobriment científic i sobretot anima a tota persona inquieta que vulgui seguir una carrera científica. Feu-li una ullada.

(Ah! sí, el tema de les vacances… doncs no patiu, l’autor ho comenta perquè quan estàs en una aventura tan gran com la ciència, sempre estàs rumiant, cada resposta que es troba crea més preguntes i això genera addicció! De fet he tret la frase de context. L’autor diu textualment: “Els científics de veritat no fan vacances. Fan expedicions de camp o aconsegueixen beques de recerca en altres institucions.”)

Alícia, la reina i el gat

Alice2

Well, in our country,” said Alice, still panting a little, “you’d generally get to somewhere else — if you run very fast for a long time, as we’ve been doing.”

A slow sort of country!” said the Queen. “Now, here, you see, it takes all the running you can do, to keep in the same place. If you want to get somewhere else, you must run at least twice as fast as that!

El diàleg és del conte “A través del mirall” d’Alícia al País de les Meravelles, on l’Alícia i la Reina corren per quedar-se al mateix lloc.

Podríem adaptar la idea al món actual, doncs sembla que tot s’ha convertit en una gran cursa, però la idea de seguir funcionant només per romandre al mateix lloc està adoptada en el terreny de la biologia evolutiva. El biòleg Leigh Van Valen va utilitzar el model de la Reina Roja per descriure l’evolució que s’estableix entre els organismes i el seus enemics quan estan en plena guerra. Són dinàmiques, com la competència o la depredació, que s’estableixen entre les preses o els hostes amb els seus virus, bacteris, depredadors o paràsits.

Per exemple, en un model hoste i paràsit, l’hoste ha de córrer evolutivament per evitar ser superat pel seu paràsit, però és clar, l’enemic també està en marxa. Per tant, es pot suposar que els paràsits imposaran una selecció d’hostes resistents, mentre que els hostes seleccionaran una millor infectivitat dels paràsits. Aquesta selecció recíproca dóna lloc a la coevolució, amb canvis continus tant de l’hoste com del paràsit. I com es donen aquests canvis? La Reina Roja prediu que la recombinació genètica i la reproducció sexual poden ser suficients per permetre que els organismes d’una determinada espècie es puguin adaptar al que passa al seu entorn.

Al laboratori treballem amb un model hoste i paràsit. Utilitzem diferents especies de dinoflagel·lades com a hostes i una flagel·lada paràsita que les infecta. Els nostres experiments concorden amb el que el model de la Reina Roja prediu. Les dinoflagel·lades presenten dues fases en el seu cicle de vida, l’asexual i la sexual. Quan exposem les dinoflagel·lades al paràsit, aquestes tendeixen a seguir el camí de la sexualitat i s’afavoreix un genotip resistent en front l’enemic. Amb la reproducció sexual, els gens es van remodelant en cada generació. És una dinàmica de selecció a nivell d’espècie, gradual i continua, on el sistema, a la llarga, roman estable.

A nivell genètic, però, la competència entre dos organismes i la coevolució pot adoptar altres formes diferents. En comptes d’aquesta dinàmica gradual, es poden fixar mutacions avantatjoses de manera successiva. Imagineu que els paràsits evolucionen produint armes eficaces per infectar. A la vegada, els seus hostes han de contrarestar aquests avenços amb antídots. En aquest cas es parla de la “cursa armamentista” (continuem amb termes bèl·lics!). Aquest tipus de coevolució té conseqüències radicalment diferents al model de la Reina Roja. La cursa armamentística condueix a una evolució ràpida dels gens involucrats. La contrapartida de seguir aquesta estratègia és que aquesta “cursa” no creix fora de control, ni els organismes es transformen en màquines perfectes de “captura-fugida” perquè tenir estratègies de lluita suposa un altre cost per l’organisme, per exemple, una disminució de l’èxit reproductiu. Ara, amb els cultius de laboratori, estem treballant per esbrinar quins costos tenen els hostes, metabòlics o de creixement, per exemple, quan els exposem als paràsits.

Ara bé, a part de la contribució dels factors genètics, la interacció entre dos organismes depèn dels trets fenotípics, els caràcters visibles que presenta l’organisme. Si tornem de nou a l’Alícia, recordareu que tenia un amic, el gat de Cheshire, el gat que apareix i desapareix. L’exemple biològic d’aquesta estratègia correspon a una microalga i el seu virus. Les microalgues tenen dues formes en el seu cicle de vida, que són radicalment diferents en com són i que fan, són les fases de reproducció asexual i sexual. Els virus infecten de manera molt efectiva a les microalgues quan estan en la fase de creixement. Però, quan els virus les comencen a atacar, les cèl·lules canvien cap a l’altre fase del seu cicle de vida. Amb aquest canvi, els virus no reconeixen la nova forma de la microalga i no la poden infectar. Com el gat de l’Alicia, la microalga desapareix literalment de la vista del virus per evitar la infecció, i es per això que els investigadors varen anomenar la estratègia d’amagar-se: “el gat de Cheshire”.

Manllevar idees i conceptes dels contes ens ajuda a explicar processos biològics quan tenen certa semblança. Ara, per un moment, penseu en sistemes complexes existents: internet, l’economia, estructures socials, estructures empresarials i organitzatives. Aquests sistemes encara que no siguin biològics, tenen els seus paràsits, virus, depredadors… els models teòrics d’abans també serveixen per aquests sistemes. Quina estratègia ha de seguir l’hoste per sobreviure? Intentar seguir una dinàmica d’equilibri per fer-se resistent? Dedicar recursos per lluitar contra del seu enemic? Canviar perquè la estratègia del teu enemic no t’atrapi?

Ens hem passat la setmana pensant i discutint la millor estratègia.

Estimar i llegir

foto

Rosa Sant Jordi 2013. E. Tenedor

roses, llibres, primavera, carrer, gent, herois, dracs, emocions, contes, passió, princeses, cançons, poesia, bèsties, olors, petons, batalles, tradició, abril, cavallers, arrels, enamorats, llegenda…

passeu una bona diada!