Nobel de física: manipulant la llum

El Premi Nobel de física d’aquest any ha estat dedicat a investigacions que han portat a eines que actualment fem servir moltíssim i que tenen a veure amb trobar la manera de fer servir la llum.

Imagineu (o, els més grans, recordeu) que viviu als anys 60. Feia poc s’havia inventat el làser, de manera que experimentar amb la llum començava a ser una cosa amb moltíssimes possibilitats teòriques, però encara molt poques a la pràctica. Les comunicacions es feien gràcies a l’electricitat sobretot tot i que, en teoria, la llum làser també havia de permetre fer-ho. Ja sabeu que els ordinadors funcionen a base de bits, de senyals que expressem en forma de 1 i 0, però que simplement vol dir: 1 = passa el corrent; 0 = no passa corrent. Doncs amb un llum làser hauríem de poder fer el mateix 1 = passa la llum o 0 = no passa la llum.

La teoria és clara, però com fer-ho sense que el senyal es perdi a mida que ens allunyem de la font emissora? Aquest era el problema que es va plantejar en Charles Kuen Kao, un investigador nascut a Shangai, que havia crescut a Hong Kong i que va fer la seva tesi doctoral a Londres.

En aquell temps, ja es podia fer fibra òptica i feia molts anys que es coneixien els principis físics que determinen com enviar senyals de llum a través seu. Però el funcionament era molt dolent. El senyal no anava més enllà dels vint metres. Doncs en Kao es va proposar esbrinar de quina manera podia enviar un senyal de llum a través de fibra òptica i que al menys un 1 % del senyal arribés a una distància d’un quilòmetre. Passar dels vint als mil metres no era poca cosa, però ja ho diuen que el món és dels ambiciosos.

El que va fer va ser estudiar com es fabricaven els cables de vidre, quina mida havien de tenir i sobretot quina puresa requeria el vidre. Finalment se'n va sortir i ara el món de les comunicacions funciona gràcies a milions de quilòmetres de cable de fibra òptica que ens permeten comunicar-nos quasi instantàniament. Naturalment ja s’ha millorat molt el rendiment que en Kao va aconseguir, i ara hem passat d'aquell 1 % a un 95 % de llum que arriba a un quilòmetre.

I un altre fita relacionada amb aprofitar les possibilitats de la llum va ser el CCD, que són les sigles de “Charged Coupled Device” o “Dispositiu d’acoblament de càrrega”. Potser sona estrany, però cada vegada que feu una foto amb la càmera digital esteu fent-ho gràcies a una matriu de CCD que hi ha a l’interior. Això és possible gràcies a l’efecte fotoelèctric que va descriure Albert Einstein fa temps i a William Boyle i George Smith que van inventar el primer CCD l’any 1969 i que aquest any han guanyat junt amb en Kao, el Premi Nobel (Einstein també el va guanyar per l’efecte fotoelèctric l’any 1921).

Imagineu una superfície a la que hi arriba un fotó. Segons el material de que estigui feta pot ser que l’energia del fotó faci que el material emeti un electró. I a més, com més fotons arribin, més electrons en sortiran, de manera que podem convertir un senyal de llum en un elèctric. Això seria un CCD. Ara imagineu que tenim un mosaic de dispositius d’aquests, posats de manera ordenada. Si projectem una imatge sobre el mosaic, uns dels CCD emetran més electricitat ja que els arribarà més llum. Altres quedaran més enfosquits. Amb això haurem convertit una imatge en, bàsicament, informació elèctrica. Si encara volem millorar-ho simplement hem d’augmentar la densitat de CCD i també podem posar filtres que deixin passar la llum d’un color o altre. Així podrem també saber quin color era la llum.

Les càmeres, els telescopis, els aparells de fibroscòpia dels metges, milers d’aplicacions actualment funcionen gràcies a la manera com manipulem la llum. I tot gràcies a tècniques que van començar a caminar fa més de quaranta anys!

Nobel de medicina: Protegint cromosomes

I després de la broma, toca posar-se seriosos. Ahir es va fer públic el Premi Nobel de medicina i fisiologia d’aquest any. Els guardonats han sigut Elizabeth Blackburn, la seva estudiant de doctorat Carol Greider i Jack Szostak que també va col·laborar amb elles. El premi els hi han concedit “pel descobriment de com els cromosomes són protegits pels telòmers i l’enzim telomerasa”.

Sona complicat, però tampoc ho és tant. Ja sabeu que dins el nucli de les cèl·lules hi tenim el DNA. Aquest, quan la cèl·lula es divideix es plega d’una manera determinada i molt compacta fins que adopta la forma de cromosomes. En el fons els cromosomes no són sinó una molècula de DNA ben empaquetada. En els cromosomes es poden distingir una part central, que s’anomena centròmer, uns braços més o menys llargs, i una part a l’extrem, que s’anomena telòmer. I recordeu que el cromosoma és únicament la cadena de DNA empaquetada. Doncs els extrems de la cadena de DNA estan justament als telòmers.

Aquests extrems plantejaven un problema quan es duplica el DNA. Cada vegada que la cèl·lula es divideix es fa una copia complerta del DNA i la maquinaria que fa la còpia pot treballar molt correctament per la part del mig de la cadena. Són uns enzims que treballen en equip per obrir les dues cadenes del DNA, desenroscar-les, copiar-ne de noves i tornar a empaquetar. Podeu imaginar una via de tren que cal convertir en dos i que per fer-hi hagués de passar un comboi de màquines d'un quilòmetre de llargada. Unes màquines aixecarien els rails, altres posarien les pedres, altres mourien les travesses i afegirien les que falten, i així fins que per l’altre extrem sortirien dues vies.

El problema és al final. Quan s’acaba la via, el comboi no pot fer tot el recorregut fins el final. A l’últim quilòmetre s’aturaria ja que la part del davant es quedaria sense via.

Doncs el mateix passa amb la maquinaria per duplicar el DNA. L’extrem final no es pot duplicar de la manera convencional. Cada vegada que la cèl·lula es duplica, perdem un fragment de l’extrem del nostre DNA, dels telòmers, ja que la maquinaria enzimàtica “no hi arriba”.

També s’havia observat que les cèl·lules dels nadons posades en cultiu podien dividir-se unes cinquanta vegades abans de morir. En canvi, en els adults es dividien únicament deu o quinze vegades. La idea que en va sorgir era que cada vegada que es duplicaven perdien un fragment i això servia com a “rellotge” que indicava a la cèl·lula quantes vegades s’havia de dividir. És important, perquè si es divideixen i creixen més del que toca és quan apareixen tumors o malformacions per massa creixement.

Encara més. Van veure que si fabricaven uns cromosomes artificials sense més i els posaven dins de cèl·lules de llevat, cada vegada que el llevat es dividia els cromosomes perdien un troçet a l'extrem. Però si els hi afegien el telòmer d’un altre cromosoma i li enganxaven al final dels cromosomes artificials, aleshores si que es podien dividir sense fer-se malbé. Això funcionava encara que fessin servir telòmers d’espècies molt diferents. Semblava evident que als telòmers hi havia algun sistema per protegir l'extrem del cromosoma.

I quan van seqüenciar el DNA van notar que la seqüència, que normalment sembla una barreja aleatòria de C, A, T i G, resultava curiosament repetitiva a la part del telòmer. Els humans tenim la seqüència CCCCAA repetida dues mil vegades una a continuació de l’altre.

El motiu és un enzim anomenat, òbviament, telomerasa, que s’encarrega d’anar refent l’extrem final del cromosoma a base d’anar afegint aquesta seqüència. Un sistema particular de copiar DNA fent servir de motlle un troçet de RNA que porta el mateix enzim incorporat. Aquest enzim refà la part que queda sense copiar-se del DNA i permet que es mantingui tal com toca. I el funcionament d’aquest enzim és particularment important per controlar l’envelliment de la cèl·lula o la seva supervivència. Quan acabem el creixement, la telomerasa ha de deixar de funcionar. Penseu que hi ha casos de càncer que semblen estar causats perquè la telomerasa funciona quan ja no hauria de fer-ho. La cèl·lula segueix amb el seu DNA intacte i no s’entera que ha de parar de dividir-se.

Com acostuma a passar, el premi arriba amb anys de retard. La Blackburn va descobrir la seqüència repetitiva dels telòmers l’any 1980. Després, junt amb l’ Szostak van fer els experiments afegint telòmers a cromosomes artificials l’any 1982. I finalment, la Greider va descobrir l’enzim telomerasa l’any 1984. Sembla que va detectar activitat enzimàtica el dia de Nadal. Un Nadal que segur que recordarà sempre.

I direu, que feia treballant el dia de Nadal? Si us ho pregunteu és segur que no heu fet de becaris a cap laboratori. I, a més, algú pensa que és pot guanyar un Nobel sense esforç?

Els IgNobel 2009

Un any més ha tingut lloc la cerimònia d’entrega dels premis IgNobel. La cara divertida dels premis científics. L’organitzen a Bòston, i el seu lema és “la recerca que primer fa riure i després fa pensar”. Això no és perquè si. No es tracta simplement de fer experiments poca soltes. Els guanyadors han fet realment els treballs, en principi amb intencions d’allò més serioses. I tot i que realment fan riure, si hi pensem un moment ens adonem del que hi ha al darrera.

Entre els que m'han semblat més divertits aquest any hi ha el de “química” a uns investigadors mexicans per crear diamants a partir de líquid. Concretament de tequila! La història va començar amb una tesi doctoral sobre la generació artificial de diamants. Parlem de diamants de mida microscòpica. Oblideu els collarets i anells. Per fer els diamants calia, entre altres coses, una barreja de 40 % d’etanol i 60 % d’aigua. Mig en broma un dels investigadors va mirar la composició del tequila i va veure que era just la que necessitava. Ho va provar... i li va sortir. I, per cert, era igual que fos tequila de qualitat o del baratet. Els diamants no mostraven diferències.

També és interessant el premi IgNobel de “la pau”, per estudiar que causa més danys. Si pegar al cap amb una ampolla de cervesa plena o buida. Sembla una ximpleria, però es tracta d’un treball de medicina forense. Els del CSI necessiten saber-ho per deduir amb quina força han pegat algú. I contra el que semblaria, tot i que en els dos casos pot fer molt mal, si l’ampolla és plena resulta menys dolent. El vidre es trenca abans degut a la pressió interna del gas de la cervesa.

El premi de “veterinària” ha sigut a un treball que indicava que “les vaques a les que els han posat un nom fan més llet que aquelles que no en tenen”. En aquest cas, imagino que l’objecte del treball eren els ramaders. Aquells que li posen nom a les vaques deuen estar-ne més pendents, les deuen cuidar millor i unes vaques més sanes o menys estressades deuen fer més llet. Però s’ha de reconèixer que la manera de presentar-ho té la seva conya.

Un de molt divertit ha sigut el de “salut pública”, en aquest cas per una patent. Algú ha inventat uns sostenidors que en cas d’emergència es converteixen ràpidament en dues màscares anti-gas. Una per la portadora i l’altre per qui tingui més a prop. No se si aquesta capacitat és un motiu de pes a l’hora de comprar sostenidors. No. Per regalar-los, crec que tampoc.

Alguns tenen un puntet indisimulat de sarcasme. Com el d’economia als directors dels bancs d’Islàndia per demostrar que els petits bancs poden esdevenir molt ràpidament molt grans... i al revés. Aquests sembla que no van anar a recollir el premi. També el de matemàtiques, al governador del banc de la reserva de Zimbabwe, per permetre als seus ciutadans manejar nombres des de molt grans fins a molt petits ja que han fet bitllets que van des de 0.01 $ (deu centaus) fins a 100.000.000.000.000 $ (cent bilions de dòlars). No, aquest tampoc l’han anat a recollir.

Però la majoria de guardonats si que hi van. I això que l’organització insisteix que no paga el bitllet. L’entrega la fan antics guardonats i també guardonats amb premis Nobel dels de veritat. I la cerimònia també té les seves conyes com explicava l’Alasanid en un post fa un parell de dies. Per exemple, havien de fer un discurs explicant el seu treball en menys de trenta segons. I algú altre havia de resumir-ho en menys de set paraules!

Per descomptat que si un dia el guanyés no m’ho perdria per res del món.

il·lusions, cervell i economia

Estem acostumats als jocs de paradoxes visuals. Aquells dibuixos en que una línia sembla més llarga que una altra tot i que quan les mesurem resulta que són iguals. O les línies que semblen corbades i que en realitat són perfectament paral·leles. O els cercles que sembla que es mouen, malgrat que estiguin impresos en paper. O, un dels meus preferits, els espirals que semblen de colors diferents i que en realitat són del mateix color!

Al darrera de tot això hi ha simplement el funcionament normal del cervell, que ha evolucionat per interpretar determinats estímuls de determinada manera, i si li les coses són molt diferents de com es presenten a la natura simplement ens crea una sensació enganyosa. Sembla irrellevant, però en camps com la publicitat se’n fa un gran ús. I també quan algú ens ensenya gràfiques de resultats o coses semblants. Moltes vegades cal tenir la ment freda per veure el que realment estem veient.

Això sembla que també s’aplica a altres camps en els que, malgrat saber que estem equivocats, no acabem de creure-ho. No és que siguem ximples, és que el cervell, de nou, ens juga una mala passada. I un exemple l’hem tingut en la present crisi econòmica que ens ha tocat viure.

La crisi s’ha generat per l’ambició d’uns, la incompetència d’altres, per errors del sistema i dels qui controlaven el sistema. Però un altre factor que potser hi ha participat el funcionament inapropiat de diferents àrees del cervell. Igual que passa amb les il·lusions, no és que el cervell dels inversors funcioni malament, és que actua sota uns estímuls pels que no està dissenyat.

Quan es fan estudis de funció cerebral de persones en experiments en que simulen activitats per guanyar o perdre diners s’ha pogut veure quines són les àrees que s’activen més intensament. Potser no serà cap sorpresa que algunes siguin les mateixes que participen en la por, la cobdícia o el desig sexual. Sobretot es va notar que una zona relacionada amb la recompensa i la satisfacció s’activava notablement quan el subjecte aconseguia guanys importants. L’interessant és que això passava encara que el guany real fos nul. Per exemple, la notícia que se li doblaria el sou fa reaccionar el cervell encara que sàpiga que els preus també s’hagin doblat. El resultat final és que el poder adquisitiu és el mateix, però el subjecte es queda amb la sensació que hi ha sortit guanyant. I igual que passa amb les paradoxes visuals, encara que sàpigues que res no ha canviat, l’estímul el notes, el vius.

Hi ha qui creu que coses com aquestes ajuden a explicar la idea que comprar una casa és sempre un bon negoci, perquè els preus de les cases sempre pugen. Que el preu de la resta de coses també augmenti és un detall que tenim tendència a ignorar. La casa valdrà el doble d’aquí a uns anys i això seran molts diners! En realitat tot valdrà el doble i en termes relatius serem igual de rics o pobres, però aquest raonament no ens sembla satisfactori. Si guanyarem molts diners per la casa!

I també hi ha un altre detall que li costa d’acceptar al cervell. Enlloc està escrit que sempre pugen de preu, com ara molts descobreixen dolorosament. Durant molts anys una frase habitual era que aquella alegria amb els preus de les cases no podia durar. Que allò petaria un dia. Tothom ho deia, però malgrat saber-ho, els estímuls que rebia el cervell empenyien a seguir comprant pisos a preus absurdament cars.

Encara més. En experiments en que es simulaven inversions es va veure que simplement el fet de mostrar imatges de rostres somrient als que participaven a l’experiment, feia que arrisquessin més en les seves decisions. Les cares somrients activaven el centre de recompensa del cervell, de manera que inconscientment es valoraven més les possibles recompenses que no pas els riscos.

Recordeu uns anys abans de l’esclat de la crisi, amb tot d’imatges d’inversors amb un somriure d’orella a orella, de bon rotllo i amb uns guanys fantàstics? Subtilment tot allò empenyia als inversors a arriscar més que no ho farien pas ara, amb cares serioses i amoïnades. Òbviament això sol no explica la crisi, però ajuda a entendre com es prenien les decisions. Oblideu els raonaments estrictament assenyats i racionals. Aquesta mena d’inversors, o de compradors, existeixen únicament en la teoria (ara és quan els economistes em salten al coll).

La psicologia de les decisions econòmiques és complexa i la hipòtesi que les persones actuen de manera racional per optimitzar els guanys és evidentment equivocada. Per això el comportament erràtic i en ocasions incomprensible de l’economia. No és únicament per això naturalment, però el factor caòtic de la psicologia humana hi té molt a veure.

Pirotècnia per les estrelles

Per acabar la Festa Major, no hi ha com un bon espectacle pirotècnic. Un castell de focs et deixa bocabadat i amb la sensació que les coses han acabat com Deu mana. Cada vegada són més espectaculars i els experts aconsegueixen efectes més i més notables. A més de les clàssiques palmeres, ja hi ha anelles, cucs que cauen, estrelles amb llum tremolosa, i tota mena de combinacions de soroll i colors.

Per aconseguir aquests efectes els coets que fan servir tenen una bona dosi d’enginyeria. Els disparen amb un canó i la pólvora que conté a la part inferior del projectil el fa ascendir fins una altura predeterminada. Però mentre puja hi ha una altra metxa que va cremant i que acabarà per encendre un altre compartiment on hi ha el material que esclatarà. En aquest compartiment és on es couen les reaccions químiques que donaran lloc als efectes de color del petard.

Segons els productes químics que contingui obtindrem un color o un altre o be un efecte determinat. Per exemple, les sals de magnesi cremen en grans flamarades blanques, el liti dóna color vermell, el sodi crema en colors daurats i groguencs, i el titani ajuda a generar l’efecte de guspires. Si el que es vol aconseguir és una llum blava cal posar-hi sals de coure i amb el zinc es genera l’efecte de boira o fum.

Cada element genera un color determinat quan el sotmetem a temperatures molt altes. El motiu està en els electrons dels àtoms de l’element. Cada electró ocupa un nivell energètic determinat. L’energia de la combustió fa que aquests electrons passin a nivells energètics més elevats, però això és momentani i ràpidament tornen a caure al seu estat habitual. En fer-ho alliberen l’energia que havien captat, i això ho fan deixant anar fotons de determinada longitud d’ona. La qual cosa vol dir que emeten llum d’un color característic. Com que cada element té una combinació determinada d’electrons, la llum que produirà serà característica d’aquest element.

Aquesta característica es pot analitzar en detall si es fa passar la llum per un prisma. El prisma descompon la llum blanca en tot l’espectre de colors. Com si fos un fantàstic arc de sant Martí. Però si la llum no és blanca el que obtenim son unes franges corresponents a les longituds d’ona del color que sigui. I en el cas que la llum s’hagi generat per la combustió d’elements químics particulars el que trobem son les franges característiques per aquell i cap altre element. És el que se'n diu “espectre d’emissió”. N’hi ha que són senzills, com el de l’hidrogen, i altres de més complexos, com el cas del ferro.

Amb això es pot analitzar la composició química de diferents productes. Simplement els cremem a molt altes temperatures i analitzem la llum que es genera. Però també ha servit per analitzar la composició de les estrelles. No podem anar fins l’estrella Polar o fins Aldebaran per analitzar de que estan fetes, però el cas és que no ens cal. N'hi ha prou amb determinar l’espectre d’emissió de la llum provinent de cada estrella per saber quins elements hi ha en la seva composició.

En realitat fins i tot ha servit per descobrir nous elements. L’Heli, el gas que ara es fa servir per inflar globus, es va descobrir al Sol, analitzant l’espectre d’absorció de la llum solar. A més de la llum normal hi destacaven les marques molt brillants corresponents a un nou element. Com que a la mitologia grega el Deu que representa el Sol s’anomena Helios, doncs d’aquí li ve el nom a l’Heli.

Les estrelles brillen amb diferents colors, igual que els focs artificials. És un plaer aturar-se a mirar-los, uns i altres, sense pressa. I és observant acuradament el color dels uns i de les altres que podem saber de que estan fets des del punt de vista químic.

Sic transit, gloria mundi

Quan es coronava un nou Papa tradicionalment tenia lloc una llarga cerimònia en la que el nou Papa era coronat com a líder de l’Església Catòlica a la Terra i sobirà del Vaticà. Això va durar fins Pau VI, que va ser el darrer Papa coronat a la manera tradicional. Durant aquesta cerimònia, i en tres ocasions, el protocol s’interrompia i el mestre de cerimònia es dirigia al Papa i li deia: “sic transit, gloria mundi”

La frase vol dir “així passa la glòria del món”. Una manera de recordar-li que en aquesta vida la glòria, els èxits, el triomf, són temporals.

Aquesta idea es podria aplicar moltíssimes vegades i tots podem pensar en mil exemples de grans triomfadors que han viscut breus etapes de glòria abans de caure en l’oblit o de ser substituïts per altres triomfadors.

I curiosament, a nivell molecular, també s’ha experimentat la realitat de la sentència.

Actualment sabem que el material genètic on tenim guardada la informació que ens fa ser com som, nosaltres i pràcticament qualsevol ésser viu a la terra, és el DNA. Però durant molt de temps ningú hauria donat un duro pel pobre DNA. Els investigadors de fa un segle ja sabien que al nucli de les cèl·lules hi havia sobretot DNA i proteïnes. I també sabien que allà s’hi guardava la informació genètica. Allò que passava de pares a fills i que caracteritzava cada cèl·lula. Les instruccions per fabricar unes proteïnes o altres.

I es donava per fet que els gens eren fets justament de proteïnes. Les proteïnes eren l’estrella de la bioquímica. Estaven fetes a partir de vint aminoàcids en llargues cadenes de gran complexitat. Unes tenien activitat enzimàtica, altres eren estructurals. Les combinacions semblaven infinites, de manera que tenien totes les característiques que s’esperaven del material genètic.

En canvi, el DNA estava fet únicament amb quatre bases nitrogenades. Aparentment no tenia una estructura molt complexa i es donava per fet que la seva funció era sobretot estructural. Com si fossin l’embolcall dels autèntics gens fets per proteïnes. Fins i tot hi ha novel·les de ciència ficció d’aquell temps que parlen de purificar les “proteïnes géniques”.

Però al final la glòria de la proteïna es va apagar. Diferents experiments van començar a indicar que els gens estaven fets de DNA i no de proteïna. Es va descobrir l’estructura en doble hèlix i al final va quedar clar que era el DNA el material important pel que fa a la genètica i no la proteïna. Sic transit, gloria mundi.

Durant mig segle el DNA va ser la molècula reina i el coneixement sobre ella va augmentar de manera espectacular. Es va poder seqüenciar, manipular, alterar i transferir. I mica a mica va anar quedant clar que en el fons, les coses tampoc estaven tan clares. Per descomptat que els gens estan fets de DNA, però resulta que teníem molt més DNA que no pas gens. Moltíssim DNA simplement ignoràvem quina funció tenia. Com si en un gran llibre, la majoria de pàgines no tinguessin sentit. Per això es parlava de “DNA brossa”.

Per descomptat no és que no tingui cap funció. Simplement que la ignoràvem. I molta part encara no la coneixem, però la llum sembla que es va obrint pas i ara toca recordar al gloriós DNA que sic transit gloria mundi.

La tercera molècula implicada en tot el sistema era el RNA. El missatger. Un àcid nucleic que simplement copiava la informació del DNA i la portava des del nucli fins al citoplasma cel·lular perquè fos llegit i la proteïna es pogués sintetitzar. La feina del RNA era d’allò més modesta.

O potser no.

Ara ja sabem que hi ha molts més tipus de RNAs. Els més coneguts eren els ribosomes. Les “màquines moleculars que la cèl·lula fa servir per fabricar les proteïnes. També hi ha el RNA de transferència, que porta els aminoàcids fins al lloc on s’uniran per fer la proteïna.

Però també hi ha un gran nombre de petits RNAs que corren per la cèl·lula i que s’encarreguen de regular el funcionament del DNA. Ells ajuden a decidir quines proteïnes s’acabaran per fabricar. Ells decideixen com seran aquestes proteïnes. Ells s’encarreguen de lluitar contra les infeccions per virus.

Sembla que no s’acaben les funcions que fan els RNAs. La molècula que durant molt temps era la ventafocs de la genètica està esdevenint més i més la clau de molts processos. Pot portar informació genètica com ho fa el DNA i gaudeix de part de la versatibilitat de les proteïnes, de manera que segurament en sentirem a parlar molt en els propers temps.

Fins que li arribi el moment, perquè ja ho sabeu. Sic transit, gloria mundi.

Pedra, paper, tisora... i llangardaixos

Un dels jocs més coneguts arreu del món per la canalla és el de “pedra, paper, tisora”. Segur que en coneixeu les regles. Després de recitar l’un, dos, tres, pedra, paper, tisora, es mostra la mà en determinades posicions que simbolitzen les tres possibilitats. La pedra esclafa les tisores, les tisores tallen el paper i el paper cobreix la pedra.

Triïs el que triïs tens una probabilitat de guanyar i una altra de perdre, de manera que semblaria un joc a l’atzar, però de fet no ho és ja que pots intuir si el contrincant segueix una estratègia i aprofitar aquest coneixement per derrotar-lo. Naturalment, el teu contrincant està fent el mateix, de manera que la cosa es tornaria a equilibrar, però únicament si els dos són igual d’hàbils.

El joc em va fer riure molt en un capítol d’una de les meves sèries de televisió preferides “The Big Bang Theory” (Gràcies Alasanid). Allà, proposaven de jugar en una versió extensa en la que cada moviment té dues possibilitats de guanyar i dues de perdre. El joc és el de “pedra, paper, tisora, llangardaix, Spock”. (Si. S’ha de ser friki per captar tota la gràcia).

Les normes, com diu un dels protagonistes són senzilles: “La tisora talla el paper. El paper cobreix la pedra. La pedra esclafa al llangardaix. El llangardaix enverina l’Spock. L’Spock trenca la tisora. La tisora decapita al llangardaix. El llangardaix menja el paper. El paper desautoritza l’Spock. L’Spock desintegra la pedra. I, com sempre, la pedra esclafa les tisores”.

Si voleu un esquema de com funciona, el teniu aquí. (I si encara us sembla poca cosa, aquí en teniu un d’encara més complex, i gairebé impossible de jugar.)

Aquesta versió no la va inventar aquesta sèrie sinó que ja corria per Internet fa uns quants anys. Però de nou ens porta a un joc amb igualtat de probabilitats i en principi totalment equilibrat.

Però això de fer servir un llangardaix entre les possibles jugades té la seva gràcia, perquè a la natura realment existeix una espècie de llangardaix que juga a una versió de “pedra, paper, tisora”.

A les zones desértiques de la costa oest de nord Amèrica hi viu un llangardaix (Uta stansburiana) amb la pell coberta per taques de colors. Tot i ser de la mateixa espècie, n’hi ha de tres tipus diferents i amb tres estratègies d’aparellament també diferents. Hi ha uns mascles que tenen taques taronjes i són molt agressius. Aquests no tenen cap mirament a aparellar-se amb les femelles dels mascles blaus, que són molt menys agressius.

El que fan aquests mascles blaus és no buscar-se problemes amb els trinxeraires dels mascles taronjes i prefereixen anar a buscar les femelles dels mascles grocs. Els més petits i febles.

Però els mascles grocs el que fan és aprofitar el seu color i la seva mida per aparentar que són femelles... i fer-s’ho amb les femelles dels mascles taronjes, que estan enfeinats fent fora als mascles blaus.

De manera que les regles de comportament entre els mascles passen a ser: El taronja guanya al blau. El blau guanya al groc. I el groc guanya al taronja. Talment un “pedra, paper, tisora” generat per l’evolució. En aquest cas, però, el premi és una rebolcada amb la femella llangardaix. A més, les tres relacions semblen equilibrades i com que difícilment un grup de llangardaixos començarà a modificar l’estratègia conscientment, sembla que el joc es pot mantenir en equilibri sense problemes.

A no ser, és clar, que un dia les femelles decideixin dir-hi la seva.

Illes a l'espai

Amb els nous molins de vent que van instal·lant-se a molts indrets em passa una cosa ben curiosa. Els miro i em faig una idea de la mida i, tot seguit, de la distància a la que deuen estar. Però indefectiblement sempre calculo malament. Me n’adono tant bon punt puc observar una casa o un camió situat al costat del molí per comprovar que en realitat són molt més grans del que pensava i que per tant, estan molt més lluny.

Doncs una cosa semblant va passar l’any 1926, quan va tenir lloc un famós debat entre dos astrònoms, en Harlow Shapley i en Heber D. Curtis. El tema de discussió era semblant. Quina mida tenia un objecte i a quina distància estava. I la conseqüència final era ni mes ni menys que la mida de l’Univers.

Actualment podem veure moltes, moltíssimes fotos de galàxies. Però la imatge que sempre es mostra resulta enganyosa. Veiem una espiral lluminosa feta per milers de milions d’estrelles, però envoltada també per moltes més estrelles. El detall que cal no oblidar és que sempre són estrelles de la nostra Via Làctia. És poc freqüent veure una galàxia aïllada enmig del no-res. I el cas és que és enmig del no-res on les hauríem de veure. A ull nu tot el que veiem al cel de nit, totes les estrelles, formen part de la Via làctia, el nostre particular barri de l’Univers. Be, totes no. Hi ha un puntet feble que no és un estel. Es veia com una forma borrosa i lleugerament difuminada i per això van catalogar-la com a nebulosa. Segons l'astrònom persa, Abd Al-Rahman Al Sufi, semblava talment un petit núvol de gas il·luminat. I el nom era la nebulosa d’Andròmeda.

Doncs al 1918, en Shapley va calcular la mida de la nostra galàxia, que en aquell temps (no fa tant!) era la mida de tot l’Univers conegut. Va fer-ho aprofitant unes estrelles particulars, les variables cefeides, que serveixen com marcadores de distància. A més d’obtenir una mida enorme per l’univers conegut, va adonar-se que el Sol estava situat en un indret sense res especial. No estava pas al centre sinó a una distància més aviat propera a la perifèria. I segons el seu punt de vista, tot el que hi havia es situava dins aquell “univers illa” que anomenem Galàxia.

Però un altre astrònom tenia un punt de vista diferent. En Curtis pensava que les nebuloses, i en concret Andròmeda en realitat eren altres “universos illa”. Altres galàxies situades a distàncies encara molt més descomunals. Ell creia que el Sol estava proper al centre de la nostra galàxia i que les mides obtingudes per en Curtis eren massa grans. El dubte era, Andròmeda era un objecte petit i relativament proper, o immens i increïblement llunyà?

Aquells dos punts de vista van donar lloc al que es va anomenar el “Gran debat”. Un debat que estrictament mai no va tenir lloc ja que encara que va haver una reunió de l’Acadèmia de Ciències dels Estats Units i que es van publicar dos articles proposant els dos punts de vista, els protagonistes no van arribar a debatre directament les seves postures. Però el concepte va calar i va passar a la posteritat.

Al final tothom tenia part de raó. Després de moltes observacions es van poder identificar ceféides en altres galàxies. Amb elles es va poder calcular la distància i es va fer evident que no pertanyien en absolut a la Via Làctia. L’Univers està constituït per molts “Universos-illa”, separats per distàncies molt més grans que les que separen les estrelles dins la Galàxia. En aquest sentit, Curtis tenia raó. Però estava equivocat pel que feia a les mides de les galàxies i a la situació del Sol en la nostra.

Ara ja en coneixem milions de galàxies, i parlem d’elles com si fossin coses properes. Oblidem sovint que no hi ha un mar d’estrelles en el que destaquen les galàxies com les imatges de vegades suggereixen. Cada galàxia es podria considerar en alguns aspectes com un autèntic univers aïllat. I la distància que ens separa és tant gran que no val la pena ni intentar imaginar-la.

Però el que resulta estimulant és el canvi de mentalitat que van haver de fer fa prop d’un segle. Ells creien conèixer la mida de l’Univers. Tenien prou dades i sòlids motius per pensar que no hi havia res més enllà. Una situació semblant a la que tenim ara, encara que l’escala del nostre Univers sigui extraordinàriament més gran.

De manera que, qui ho sap? Podria ser que un dia, de nou, trobem algun puntet en una imatge o un gràfic que ens faci replantejar les mides de l’Univers.

Unitats de confusió

Ja he comentat alguna vegada que establir un Sistema Internacional de Mesures va ser una gran idea. Ens passem la vida mesurant i comparant, i el menys que podem demanar és que ens posem d’acord en les unitats que fem servir. A més, té molt sentit que les unitats es puguin definir amb precisió i que es puguin relacionar entre elles d’una manera fàcil i senzilla.

Per això mesurar en metres, quilos, segons, newtons o coulombs ens permet entendre'ns amb tot el món i les conversions són més simples que si féssim servir iardes, galons, braces, quarteres o galins del rei. Això de mesurar les coses de manera estandarditzada va ser un dels grans llegats de la revolució francesa.

De totes maneres els costums costen de canviar. I les coses, si no es fan al moment que toca, després costa molt. Als Estats Units, poc després de la seva independència es van plantejar si adoptar el sistema de mesures que s’anava adoptant a Europa. Ho van desestimar perquè per fer-ho necessitaven enviar una expedició científica a fi d’homologar les dades i les mesures. Això era car i políticament complex en aquell moment i ho van deixar estar. Per això encara funcionen amb arcaiques milles i galons i formen, junt amb Birmània i Libèria, el grup dels tres països que encara no han adoptat el Sistema Internacional.

Però aquí també tenim una unitat obsoleta, d’orígens erronis, de nomenclatura confosa i que s’escriu amb símbols equivocats. Una unitat que no forma part del sistema internacional i que originàriament mesurava una cosa que en realitat no existeix. I malgrat tot, la fem servir moltíssim i la trobem arreu. La caloria.

Si compreu aliments trobareu el seu valor en calories. Per fer règim, de seguida es parla de calories, al gimnàs les màquines t’informen de quantes calories has gastat i molta propaganda comença parlant de menjar baix en calories. Però exactament en parlar de caloria tenim clar de que parlem?

Perquè inicialment es va fer servir com unitat per mesurar la quantitat de calor que contenia un cos. Això era al segle XVIII, quan la teoria del flogist encara corria i pensaven que la calor era una “cosa” que els cossos contenien i que podien intercanviar-se. De vegades es diu que va ser en Lavoisier que la va descriure, però al pobre Lavoisier li van tallar el cap abans que ningú fes servir la paraula caloria. El que és cert és que ell va començar a mesurar la quantitat de calor d’un cos amb un calorímetre.

Va ser un tal Clèment, l’any 1824, qui va fer servir una Caloria petita, definida com la quantitat de calor necessària per escalfar un quilo d’aigua un grau. Aquesta definició, però, era massa imprecisa i va anar canviant amb el temps. Es va passar a parlar de caloria (en minúscula) o caloria-gram com a la quantitat de calor que feia pujar en un grau la temperatura d’un gram d’aigua. El símbol d’aquesta unitat era “cal”. Però el sistema internacional feia servir com unitat bàsica el quilo, de manera que també van parlar de la Caloria (en majúscules) o quilocaloria que era la que feia pujar en un grau la temperatura d’un quilo d’aigua i que valia mil caloria-grams.

Els problemes van seguir quan es van adonar que no és el mateix fer passar l’aigua de zero a un graus que de quinze a setze o de noranta-nou a cent. Va caldre una nova definició. I posats a fer-ne, en van fer unes quantes. A més, tothom feia servir quilocalories, però com que el símbol era Cal, es parlava de calories. Això causava confusions amb les caloria-grams ja que el símbol era el mateix i l'única diferència era si feies servir majúscules o minúscules. De totes maneres, quasi sempre es fa referència a les quilocalories, malgrat que en diguin calories (perdó, Calories).

Entre les definicions, les que van reeixir més van ser les que diuen que és “la quantitat d’energia calorífica necessària per elevar la temperatura d’un gram d’aigua destil·lada de 14,5ºC a 15,5ºC a una pressió estàndard d’ una atmosfera.” I si canvien gram per quilogram tindreu la definició de la quilocaloria..., o Caloria gran... o en majúscules,... o la que sigui, que això és un embolic irritant.

Però a més tot plegat és obsolet perquè ja fa temps que sabem que la calor no és una cosa sinó una forma d’energia. I el sistema internacional ja té una unitat d’energia perfectament definida i sense tants escarafalls. El joule.

De manera que ja no s’haurien de fer servir les calories sinó els joules (de símbol J). Una caloria equival aproximadament a 4.1855 J. I dic aproximadament, perquè el valor depèn de quina definició de caloria fem servir.

Però els costums són difícils de trencar i les calories les fa servir tothom. És una unitat que trobem als embolcalls del menjar i, encara que ara comencen a posar els valors en Joules, ningú en fa cas. En el fons, tampoc ens ve d’aquí.

Per tant, sembla que seguirem amb les confoses calories durant molt de temps. Però si un dia mireu unes tables d’unitats del Sistema Internacional, no perdeu el temps buscant la caloria. No hi és.

De nou, les vacunes

Ahir vaig llegir al Vilaweb una carta oberta sobre el tema de les vacunacions. Aquest és un tema força recurrent i amb posicions una mica enquistades. Els defensors i els detractors s’acusen mútuament i amb gran facilitat de ser intransigents, de jugar amb la salut i de defensar foscos interessos.

Vagi per davant que la meva postura és favorable a les vacunes i que he seguit el programa de vacunació sense cap mena de recança. En cap cas pretenc tenir una posició neutral. Crec que no vacunar-se és un error, però també que tothom és lliure de fer amb la seva salut allò que cregui més convenient, sempre que no afecti la salut dels altres.

També he de dir que cada vegada que he portat les meves filles a vacunar tenia molt present que tots els medicaments, sense excepció, poden tenir efectes adversos (incidentalment, les medicines “naturals” també). Això és un motiu d’inquietud, certament. Però la proporció entre els riscos assumits i els evitats m’ha semblat clarament favorable a la vacuna.

Tampoc pretenc que totes les vacunes siguin necessàries. Mai m’he vacunat de la grip i tampoc tinc previst fer-ho aquest any. No, tampoc de la grip nova, vistes les característiques que ara mateix té la malaltia. Puc passar una setmana al llit i no s’acabarà el món.

Però hi ha algunes coses de la carta de la Carlota amb les que no puc sinó estar en clar desacord. Especialment quan diu:

“Malalties que no sabem ben bé de què van, vacunes que no entenem com funcionen, explicacions sovint massa críptiques per als qui no som especialistes... Som a mans de metges de capçalera i pediatres que apliquen les polítiques públiques de vacunacions decidides pels governs, ben assessorats, se suposa, per les autoritats sanitàries. I per qui més? Quin paper hi juguen, les farmacèutiques, interessades a fer vacunar com més, millor? O no va d'això, una bona part del seu negoci?”

És aquesta mena de seqüència de raonaments els que em costa compartir. A partir de la ignorància reconeguda s’acaba per suggerir el joc brut de les farmacèutiques. Si no sabem de què va la malaltia, ni com funciona una vacuna el que s’ha de fer és demanar-ho a un expert. És a dir a un metge. Jo no hi entenc un borrall de cotxes, per això el porto al mecànic. I si el mecànic em diu que cal canviar una peça, li faig cas. No penso que està treballant a sou de la multinacional que fabrica aquelles peces. Si fos així canviaria de mecànic. I si la gran majoria de mecànics em diuen que cal canviar la peça, donaré per cert que la seva opinió és encertada. Després de tot ells són els que hi entenen.

Certament que som a mans de metges de capçalera i pediatres. En temes de salut, en mans de qui sinó ens hauríem de posar?

Pensar que tota la classe mèdica forma part d’una conspiració em sembla exagerat. I si les farmacèutiques fan massa negoci, el que cal és controlar el negoci i les seves pràctiques, però no deixar les vacunes. També els fabricants de preservatius fan molts diners per culpa de la SIDA i no per això deixarem de recomanar l'us del preservatiu. La diferència, potser, és que en aquest cas si que comprenem el mecanisme i en el de les vacunes no.

Potser és perquè jo si que entenc una mica com funciona el sistema immunitari (i perquè hi confio en el pediatre) que em costa entendre el rebuig a les vacunes. Però ja fa temps que vaig descobrir que en molts casos, explicar que fa exactament una vacuna, de que està feta i quins són els beneficis que en trèiem no serveix de gaire. Moltes persones simplement estan en contra de tot el que sembli poc natural. Quan algú et diu (a mi m’ho han dit) que els nens no necessiten vacunar-se perquè ja prenen prou vitamines, simplement no hi ha arguments. Aquella persona no té ni idea del que és una vacuna o una vitamina.

Per sort, una gran part de la població està vacunada i el risc de contagi és baix. Si tothom decidís no vacunar-se, les epidèmies podrien tornar a manifestar-se i ja la tindríem organitzada com fa un parell de segles, quan la verola o la poliomielitis causaven estralls.

Amb això no vull dir que la vacunació sigui l'única causa que ha permès mantenir aquestes malalties a ratlla. La medicina té altres armes per sort. Però entrenar el sistema immunitari perquè pugi fer la feina sol sense necessitat de cap altre tractament és una estratègia molt bona!

Aquest tema de les vacunes és delicat, perquè fa referència a la salut dels fills (hi ha res de més delicat?). Per això es troba a faltar un debat tranquil i documentat. De vegades hi és, i aquí al centpeus en vàrem tenir un que personalment em va semblar exemplar, amb arguments i dades contrastables. Però massa sovint no és així i és freqüent trobar arguments ridículs i numantins o, a l'altre costat de la trinxera altres que simplement apel·len a l'autoritat.

Si els metges no saben explicar el motiu per recomanar les vacunes, que aprenguin a explicar-se. I si hi ha motius en contra, que no siguin simplement el fet de no entendre com funcionen.

Comptar

Una característica que diferencia els ocells dels mamífers és que mentre uns tenen plomes, els altres tenen el cos recobert de pèl. Malgrat les diferències, en el fons es tracta de dues maneres de resoldre el mateix problema, protegir el cos de la temperatura exterior. Cal dir que les plomes són un sistema més eficient, però el pèl tampoc funciona malament.

Doncs una cosa semblant passa en un altre àmbit completament diferent, quan els humans hem topat amb la necessitat de comptar vàrem inventar, o descobrir, els números. Amb ells podíem quantificar i fer operacions com la suma o la resta. Sembla una obvietat, però això va representar un salt immens per la civilització. Però igual que passa amb la manera de protegir el cos, amb els números també s’han desenvolupat diferents estratègies per resoldre el mateix problema.

La manera com numerem actualment és a partir del deu. Segurament perquè tenim deu dits entre les dues mans i això ens permetia fer càlculs senzills guiant-nos pels dits. Per això, comptem fins a deu i a partir d’allà agafem la desena i tornem a afegir deu xifres. Comptar de deu en deu (tècnicament en base deu) ens sembla d’allò més normal.

Però hi ha coses que no les comptem així. Una de les més típiques és la dotzena d’ous. En realitat sovint fem servir el concepte de dotzena per comprar coses. I també quan mirem el rellotge. Tenim el dia dividit en dues meitats de dotze hores i també l’any té dotze mesos. No pas deu, sinó dotze. Però si ho pensem un moment això resulta curiós. Si comptem de deu en deu, perquè fem servir les dotzenes? I perquè no tretzenes o quatorzenes?

D’altra banda, si seguim mirant el rellotge, veiem que cada hora es divideix en seixanta minuts, que contenen seixanta segons. Perquè seixanta? Perquè no deu? O millor dotze per mantenir el sistema?

Doncs el cas és que no totes les cultures van construir el seu coneixement de les matemàtiques fent servir la base deu que ens resulta tant familiar. Hi ha qui va optar per contar de dotze en dotze i també altres que ho feien de vint en vint i fins i tot de seixanta en seixanta. Segurament a l’arrel de tot hi havia parts del nostre cos. Per comptar de vint en vint n’hi ha prou de fer servir els dits de les mans i els dels peus. I l’estratègia que ens porta al dotze és la d’amagar el dit polze i fer servir les tres parts en que es plega cada dit (les falanges). Quatre dits per tres falanges ens donen el dotze.

De bon començament semblaria espantós una matemàtica basada en el dotze. Us imagineu les taules de multiplicar com serien? Doncs si us semblen difícils és que ho penseu malament. En realitat serien gairebé iguals que les nostres. Simplement després del número nou hi hauria dos números més abans d’arribar al que anomenem “deu”, (que tindria un valor de dotze, és clar). A continuació vindria l’onze, el dotze, i la resta, fins arribar al vint. Evidentment, entre el dinou i el vint també hi hauria dos números més.

Per tant, a l’hora d’escriure, de fer operacions i tota la resta gairebé no hi hauria cap canvi. Simplement les tables de multiplicar tindrien dos xifres més en cada cas.

Els entesos diuen que la base dotze va millor perquè té més possibilitats. El deu el podem dividir únicament per dos i per cinc. En canvi el dotze permet dividir entre dos, tres, quatre i sis. A mi, i a la majoria de mortals, això ens és ben igual, però als matemàtics els agrada tenir més maneres de combinar els números. I després de tot, un rellotge de deu hores no permetria dir les hores en quarts!

La base vint va tenir menys fama, però encara en queda alguna resta. El que sempre vaig creure que únicament era un absurd costum dels francesos d’anomenar al número vuitanta “quatre-vingt” sembla tenir l’arrel justament en el fet de comptar en base vint.

I si combinem la base vint amb la dotze, ens surt la numeració basada en el seixanta, com les hores i els minuts.

L’altra manera de comptar que ara s’imposa és fer servir la base dos. El sistema binari dels ordinadors. Enlloc de deu xifres únicament en fan servir dos. També a base d’uns i zeros podem escriure tots els números. Això ens recorda que un sistema serà millor que els altres sobretot en funció de per que el vulguem fer servir.

I finalment això de les diferents maneres de comptar permet fer bromes insospitades. En un moment donat, a “Alícia al país de les meravelles”, l’Alícia intenta assegurar-se de la seva identitat recordant les coses que sabia. I en el monòleg que té amb ella mateixa diu “Quatre per cinc són dotze, quatre per sis són tretze...”

Segurament el que feia era contar en diferents bases. En base divuit quatre per cinc són dotze. Una unitat de “divuitenes” més dos unitats: dotze (vint en base deu). Recordeu que Lewis Carroll era el pseudònim de Charles Dodgson, que ensenyava matemàtiques a Oxford!

El ritme de l'esquelet

Tot té el seu ritme particular, i quan ens apartem del ritme esperat les coses ens semblen estranyes. Una música interpretada molt lentament pot esdevenir irreconeixible, un àpat que duri hores perd tota la gràcia i una pel·lícula a càmera ràpida ens farà riure al principi, independentment del tema que tracti.

El cas és que ja identifiquem determinats ritmes amb unes o altres entitats. Les plantes creixen molt lentament, la pluja cau molt de pressa i el ritme de la vida en animals és raonablement ràpid. Per això, quan ens parlen de l’esquelet el veiem com alguna cosa no viva del nostre cos. Un component quasi mineral, ric en calci i fòsfor, que ens serveix de suport però que és massa dur i que es modifica massa lentament per identificar-lo amb el que associem com a viu.

Ara be, quan ens trenquem un os, aquest acaba per soldar-se, de manera que si que pot créixer i reparar-se. Per això sabem que l’esquelet és una estructura viva, encara que sigui tant diferent de la resta de l’organisme.

El que passa és que l’os té el seu propi ritme, i és molt més pausat del que s’espera de la matèria viva. Però l’esquelet que teniu ara ja no és el mateix que hi havia fa deu anys. Molècula a molècula ha sigut substituït i reemplaçat per material nou. I el canvi segueix constantment. Els ossos estan en un lent però delicat equilibri entre la destrucció i la regeneració. Ara mateix tots tenim unes cèl·lules, que anomenem osteoclasts que es dediquen a desfer la matriu dels ossos. En petits grups van fent forats i alliberant els components de l’esquelet fins deixar petits forats microscòpics. No passa res perquè aquests osteoclasts viuen un temps limitat i acaben per morir. Aleshores arriben un altre tipus de cèl·lules, els osteoblasts, que arreglen allò que s’ha desfet. Els osteoblasts refan l’estructura de l’os i el deixen altra vegada com si fos nou.

De manera que el nostre esquelet està en un constant i equilibrat procés de degradació i reparació. Un fenomen que passa a tot l’organisme encara que a un ritme més elevat que no pas a l’os.

Però de vegades l’equilibri es trenca i comencen els problemes. És molt freqüent en dones d’edat avançada que aparegui l'osteoporosi, una alteració d’aquest equilibri que fa que l’os es degradi més de pressa que no pas es regenera. Aleshores els forats s’acumulen i l’os va esdevenint més i més porós i, per tant, feble. Durant molt temps es van donar suplement de calci, o tractaments hormonals per mirar de controlar l’osteoporosi. Ara ja hi ha una nova generació de medicaments que inhibeixen l’activitat dels osteoclasts, de manera que es torna a l’equilibri i permet la reparació de manera més eficient.

Però el que resulta interessant és el motiu que potser justifica aquesta activitat de degradació i reparació de l’esquelet. El problema el van tenir els nostres avantpassats, quan van abandonar la vida al mar i van esdevenir animals de terra ferma. Mentre vivíem a l’aigua, no teníem problema amb els minerals ja que s’absorbien directament de l’aigua de mar. Però en colonitzar la terra ferma aquells organismes es van trobar que ja no podien agafar sense més el calci, de manera que entre les moltes adaptacions necessàries, una d’elles va ser fer servir l’esquelet com a reserva de calci.

El mecanisme de degradació – reparació, permet que fàcilment es pugui mobilitzar una certa quantitat de calci que les cèl·lules poden necessitar si no n’hi ha prou a la dieta. En realitat tenim hormones i vitamines que participen en el control de l’equilibri del calci al nostre cos, i un dels mecanismes que controlen és justament el ritme i l’equilibri entre osteoblasts i osteoclasts.

En tot cas, cal tenir clar que sempre, i especialment les dones després de la menopausa, cal ingerir prou calci i vitamina D a més de no deixar de fer exercici, encara que amb l’edat sigui més moderat. L’esquelet no és una cosa estàtica sinó que està en un delicat equilibri que val la pena cuidar per evitar després problemes de dolor i fractures.

Llum i vegetals d'altres mons

Quan es parla de planetes que continguin aquest fascinant estat de la matèria que anomenem vida, de seguida pensem en criatures més o menys estranyes, normalment movent-se en un ecosistema amb vegetals que també poden tenir formes estranyes. Però un reflex que acostumem a mantenir és el de pensar que la vegetació serà de color verd.

Això és perquè tot i que poden mostrar un ampli ventall de mides i formes, la majoria dels vegetals de la Terra tenen en comú el color verd. Certament també hi ha algues rojes o brunes, però posats a associar un color amb el món vegetal, aquest color és el verd.

El motiu és la clorofil·la. El pigment vegetal per excel·lència. Allò que fan servir les plantes per captar l’energia de la llum del Sol i realitzar la fotosíntesi. Pràcticament totes les molècules del nostre cos s’han generat en passar per un cicle de fotosíntesi d’algun vegetal.

La clorofil·la és un pigment molt eficient per captar l’energia de la llum. Concretament dels fotons que arriben a la Terra. I de vegades cal recordar que l'única llum que les plantes no capten és la de color verd. Mentre que la resta de longituds d’ona, és a dir de colors de la llum, poden ser aprofitats, la de color verd simplement rebota a les plantes sense que en treguin cap profit. Justament per això és que les veiem verdes.

En realitat les plantes no tenen únicament clorofil·la. També disposen d’altres pigments, xantofil·les i carotens, de colors taronja o groc, que capten llum a diferents longituds d'ona. Aquesta energia se la van passant els diferents pigments, modificant-la lleugerament a cada pas fins que arriba a ser de color roig, que és la que la clorofil·la pot fer servir per fer la seva feina.

Per això de vegades es diu que per saber si en un planeta llunyà hi ha vida n’hi hauria prou de veure si hi ha clorofil·la a la seva superfície.

Però en realitat no té perquè. Si a la Terra han triomfat les plantes verdes és per un bon motiu. La clorofil·la és el pigment que millor s’adapta al tipus de llum que arriba a la superfície. Amb una atmosfera diferent, o amb una estrella diferent, l’evolució hauria donat lloc a unes plantes que ferien servir uns pigments fotosintètics diferents i, per tant, el color de la vegetació seria diferent.

La llum que arriba del Sol va canviant a mida que travessa l’atmosfera, la capa d’ozó absorbeix bona part de l’energia, però no ho fa de manera igual per totes les longituds d’ona, de manera que les plantes s’han adaptat a la llum que arriba a la superfície. No és casualitat que les algues mostrin altres colors. La llum útil per la clorofil·la és absorbida molt de pressa per l’aigua, de manera que a certa profunditat ja calen altres pigments per captar una llum que ha perdut la part del roig de l’espectre.

I en altres planetes podríem trobar vegetacions de color predominantment vermell, similar als nostres boscos caducifol·lis a la tardor, blavós, com alguns bacteris de la Terra, o fins i tot completament negre, si aconseguissin captar llum de tota la gamma de l’espectre. En aquest sentit, les pel·lícules de ciència ficció mostren una notable falta d’imaginació (o de pressupost per canviar el color de les imatges dels boscos terrestres on es filmen).

En tot cas, si ja resulta extraordinari observar els canvis de color que mostren els boscos quan arriba la tardor i la desaparició de la clorofil·la ens permet observar la resta de pigments, com deuen ser aquests canvis en altres planetes?

No és difícil que, de nou, la imaginació es quedi curta.

Supertempesta solar

Entre les actituds més poca soltes dels humans una que destaca és la de construir edificacions dins el llit d’inundació d’un riu. Una franja de terreny que gairebé sempre resta seca, amb plantes, habitualment plana i en aparença sense cap problema. Però allà és per on passarà l’aigua del riu el dia que hi hagi una riuada. I aquest dia sempre arriba. Trigarà més o menys, però arribarà.

Als anys seixanta van ser tràgiques les inundacions que van tenir lloc al Vallès i al Baix Llobregat. Un miler de persones van perdre la vida quan els rius es van desbordar. Els espavilats de l'època havien construït al llit d’inundació del Llobregat i de la riera de Rubí. Quan un aiguat dels que ocasionalment ens deixa la tardor va descarregar s’ho va endur tot al seu pas. Edificis i persones.

Era evident que allò havia de passar, però ningú va tenir-ho en compte. I el preu va ser altíssim.

Però les riuades no són l’únic fenomen natural que ocasionalment ens colpeja i pel qual hauríem d'estar mínimament preparats. A Japó construeixen els edificis preparats per resistir terratrèmols i a alguns indrets dels Estats Units tenen refugis per si arriba un tornado. En canvi, estem molt menys preparats per fer front a una tempesta que un dia o altre es desencadenarà i que ens deixarà d’allò més indefensos. Però no té res a veure amb la meteorologia sinó amb el Sol. Els experts parlen de la futura supertempesta solar. I quan arribi ja ens podem calçar.

Que el Sol presenta ritmes en la seva activitat és ben sabut. Hi ha períodes de molta activitat i altes de menys i les taques solars en són un bon exponent. Però de vegades al nostre estel particular li dóna per llençar grans quantitats de partícules energètiques en el que s’anomenen fulguracions o tempestes solars. Aquestes tempestes són relativament freqüents i hi ha una xarxa de seguiment de l’activitat solar que en bona part es dedica a controlar aquests fenòmens.

Però de vegades la magnitud de la tempesta solar és particularment gran. De vegades també surt disparada una bona quantitat de plasma, rajos X i gegantesques bombolles magnètiques. Si una fulguració és una tempesta, aquest fenomen seria un huracà.

I, com passa a la Terra, també en aquest cas hi ha huracans i huracans.

L’any 1859 va tenir lloc la major supertempesta solar que tenim noticia. El dia 1 de setembre, un astrònom anomenant Richard Carrington estava dibuixant un curiós grup de taques solars particularment grans quan, a les 11:18 va observar l’aparició sobtada de dues taques particularment brillants sobre les taques. Diuen que va córrer a buscar algú per comentar-ho, però que estava sol a l’observatori i no va poder compartir l’experiència.

El cas és que hores més tard van tenir lloc les aurores boreals més espectaculars que es recorden. Un fenomen habitualment restringit a les regions àrtiques es va poder veure fins a Panamà. Durant la nit el cel brillava amb una llum rogenca que permetia llegir sense problemes i, i això és el més preocupant, els sistemes telegràfics que feia pocs anys havien començat a funcionar, van deixar de fer-ho.

La tremenda descàrrega magnètica que va arribar a la Terra va superar l’escut protector de la magnetosfera i va alliberar una descomunal quantitat d’energia. En aquell temps va ser un fenomen notable i certament inquietant. Però la propera vegada serà molt més devastador simplement perquè la nostra dependència de l’electricitat és molt superior.

Una supertempesta com aquella deixaria fora de servei bona part dels satèl·lits. Simplement els fregiria. Adéu a les telecomunicacions, al GPS i a tots els serveis que depenen de la tecnologia de l’espai. Les xarxes elèctriques tampoc resistirien sense més. Els corrents elèctrics de la ionosfera generarien corrents induïdes en cables elèctrics i fins i tot en canonades. Els transformadors no podrien resistir les sobrecàrregues i molts es fondrien. Ens quedaríem sense comunicacions i sense electricitat.

A més, no seria un problema local sinó global. Si una apagada com la que va tenir lloc a Barcelona poc va causar aquell caos i va costar tant de temps tornar a la normalitat, imagineu el que costaria tornar la normalitat a uns quants centenars de milions de persones.

I mentrestant pensem en tot el que depèn de la xarxa elèctrica i de comunicacions. El servei d’aigua no podria bombar aigua perquè les bombes no funcionarien. Els avions no podrien comunicar-se per radio perquè la ionosfera estaria massa esvalotada per transmetre cap senyal en condicions. Internet majoritariament penjat i això també afectaria el sistema bancari i financer.

Però el més inquietant és que, igual que passa amb les riuades, el problema no és si això passarà, sinó quan. I si estem preparats per fer-hi front.

Interpretant consultes i referèndums

Aquest ha sigut un cap de setmana prou especial i intens en el que les paraules referèndum i independència s’han fet servir generosament. L’endemà, no podia ser d’altra manera, els diaris portaven tota mena d’interpretacions del que havia passat. I també com no podia ser d’altra manera, segons el medi de comunicació que triessis podies llegir coses diametralment oposades.

Entre les moltes afirmacions que he pogut llegir algunes eren interessants. Particularment les que recordaven que era un referèndum il·legal i es preguntaven per quin motiu algú no impedia que es realitzés (i aquest algú anava des del govern fins a l’exèrcit). Sembla que hi ha qui no acaba de tenir clara la diferència entre consultar i referendar una cosa. O potser és que hi ha qui prefereix directament prohibir el preguntar.

Però també resulta curiós la interpretació dels resultats. Hi ha qui parla de ‘fracàs’ per causa de la poca participació si ho comparen amb altres referèndums (aquests si que ho eren) o simplement conten com a "no" tots els que no van votar.

Això és, òbviament, un error important ja que estaríem comparant situacions i procediments diferents. Però, a part de la ideologia de cada medi de comunicació, és indicatiu de com de complicat pot ser fer enquestes electorals i el gran nombre d’errors que poden fer-nos interpretar malament unes dades.

La idea de les enquestes electorals és, naturalment, fer-nos una idea de quin serà el resultat en unes eleccions abans que aquestes tinguin lloc. Amb aquesta informació els diferents partits poden tenir un cert marge de temps per modificar les seves estratègies.

Per fer una enquesta el que es fa és simplement preguntar a un nombre limitat de persones i a partir de les respostes intentar deduir el que passarà amb el total de la població. Aquí ja cal anar en compte amb la primera decisió que han de prendre els qui faran l’enquesta. Quantes persones calen per tenir una dada representativa del total, i qui seran aquestes persones. Segons on fem l’enquesta obtindrem uns resultats o uns altres. Per això cal que la mostra de població sigui raonablement semblant al total de la població.

Però a més, les persones som molt murris, i ens encanta no dir tota la veritat. Sobretot en les enquestes. Per això a més de a qui pensem votar també pregunten a qui vàrem votar l’anterior vegada. Aquesta pregunta no és irrellevant i, simplificant-ho una mica, serveix per valorar la quantitat de mentiders que hi ha a l’enquesta. El motiu és que els resultats passats si que els sabem, de manera que podem fer una correcció sobre les dades obtingudes. Cal recordar que malgrat el mal ús que amb freqüència se’n fa, l’estadística és una branca de la matemàtica i hi ha tècniques que permeten processar els resultats d’una manera tècnicament correcta.

Hi ha més factors a tenir en compte. Per exemple, les persones despistades o les que no recorden el que van votar, o aquells que el seu vot va ser nul però ho ignoren. També els que pensen votar nul o blanc però no ho diuen. Per cada un d’aquests possibles factors d’error hi ha una manera o una altra de corregir-ho que acabarà depenent del temps i dels diners que s’hi vulguin dedicar.

Naturalment també cal tenir en compte el client que encarrega l’enquesta i que tindrà unes preferències que poden condicionar el resultat final. No hauria de ser així, però tots sabem que les enquestes tenen subtils (o no tant subtils) diferències en funció del medi de comunicació que les mostra.

Tot plegat no és fàcil en absolut i a més, les enquestes ens donen una situació en un moment donat, però que pot anar canviant amb el temps. Per això és tant important o més el com van les tendències a mida que s’acosta el dia de les eleccions.

I per això fan gràcia les interpretacions i extrapolacions que alguns han fet del que va passar el diumenge. En realitat no ens diuen gaire res de com aniria un hipotètic referèndum sobre la independència, però ens diuen molt de com pensen els qui fan les interpretacions.

El que és evident és que a partir de les dades que van sortir a Arenys de Munt no podem saber que passaria en el cas que es fes la consulta popular d’una manera més formal. En realitat, el que resulta empipador és que encara es discuteixi el simple fet de formular una pregunta i escoltar la resposta.

l'argila i la vida

Imaginem que entrem en una església romànica i quedem bocabadats per la magnífica arquitectura que ens envolta. Abans o després ens preguntarem com s’ho van fer per construir-la. En una època en que els recursos tècnics no eren els actuals se'ns fa difícil als que no hi entenem imaginar com ho feien. Fer una paret no sembla complicat. Anar afegint pedres una sobre les altres mirant de no apartar-se de la vertical. Però i els arcs? Si s’intenten posar les pedres sense més, cauran amb tota seguretat.

La resposta, evidentment, és que les pedres es situaven sobre una bastida. Una estructura de fusta, que permetia dipositar l’arc de pedra amb seguretat i sense patir. La clau és que una vegada construït, la bastida ja es pot retirar, perquè les forces que actuen en l’arc de pedra fan que es mantingui sense caure.

La bastida ja no la veiem, però durant un temps va ser-hi.

Doncs probablement un problema semblant el tenen els investigadors que volen comprendre l’origen de la vida. Actualment la vida és el resultat de milions d’anys d’evolució. Les molècules que guarden la informació genètica, l’ADN i l’ARN fan la seva feina admirablement, però és difícil entendre com s’ho feien al principi, abans de disposar de tota la maquinaria proteica que s’encarrega de controlar el procés.

Actualment l’ARN és la molècula preferida a l’hora d’imaginar el món més primitiu. L’ARN pot catalitzar per si sol algunes reaccions químiques, una cosa que l’ADN no pot fer de cap manera. Per això potser la vida va començar com una sopa biòtica on l’ARN va iniciar la seva singladura fent copies d’ella mateixa una vegada i altre. És el que se'n diu el món d'ARN.

Però explicar això sense més resulta complicat. I és molt probable que estiguem intentant fer com algú que intenti explicar la construcció d’una església medieval sense pensar que hi havia bastides. Per això s’ha pensat que potser l’inici va ser encara més bàsic. Molècules més habituals i que actualment no relacionem de cap manera amb la vida. I en aquesta línia, l’argila s’emporta el primer lloc.

L’argila pot dipositar-se en forma de cristall, uns cristalls de composició purament mineral però que amb reaccions químiques prou simples poden anar creixent i també copiant-se. Són unes estructures amb poca gràcia, però l’important és que presenten regularitats i que sobre seu es poden dipositar altres molècules que ja relacionem molt millor amb la vida. A més, la presència dels cristalls d’argila facilitaria les reaccions químiques entre molècules orgàniques que són necessàries perquè aparegui la vida ja com la coneixem.

A la llarga algunes d’aquestes molècules adquiririen la capacitat de copiar-se ja sense la necessitat d’estar dipositades sobre l’argila i la sopa primitiva tal com la imaginem podria prendre forma d’una manera molt més fàcil. Igual que una bastida, que desapareix quan acaba la construcció, les interaccions entre l’argila i les biomolècules van existir durant un temps i després van desaparèixer de l’escena.

I el cas és que per l’origen de la vida està guanyant adeptes un plantejament diferent de l’habitual. Podria ser que l’inici no fos en una molècula que es copiava a si mateixa sinó que primer apareguessin cadenes de reaccions químiques. La idea que ara es discuteix és que va ser primer, si les molècules o el metabolisme. Potser en indrets relativament tancats, com les porositats d’alguns minerals, es van establir reaccions químiques seqüencials. Si això passava en indrets on hi ha abundants molècules altament reactives, com les surgències termals, les cadenes metabòliques podrien anar guanyant complexitat. Aleshores la formació de les molècules reproductores seria posterior.

Primer les molècules o primer el metabolisme? Doncs com acostuma a passar, el més probable és que tot plegat fos una combinació de tot plegat. Però l’interessant és que també en el plantejament de primer el metabolisme, es necessita la presència de minerals que actuïn com a bastida on allò que va conduir a la vida comenci a actuar.

Hi ha qui ho troba interessant fins i tot des d’un punt de vista religiós que la vida sorgís del fang. Però sense entrar en temes teològics, el fet que l’origen de la vida sigui degut a una relació entre les biomolècules i els minerals no deixa de ser curiós.

O potser, igual que passa amb les bastides, quan ho penses un moment t’adones que és completament lògic.