Preguntes sobre l'evolució: D'on ve la vida? IV

Després de tres entrades el panorama queda així (els punts 1, 2 y 4 estan totalment establerts i comprovats):

1. Al principi ens trobem amb una Terra primigènia amb abundància de molècules inorgàniques i fonts externes d'energia.
2. Gràcies a aquesta energia les molècules van combinant-se formant molècules cada cop més complexes.
   
3. Diferents teories hipotetitzen què va passar en aquest espai de temps: Apareixen les primeres molècules autorreplicatives o les primeres rutes metabòliques autorreplicatives. Aparecen las primeras moléculas autorreplicativas o las primeras rutas metabólicas autorreplicativas
   
4. Apareixen els primers éssers vius.

Segons la teoria més acceptada, en el pas 3 ens trobaríem amb una quantitat creixent de molècules d'RNA. L'RNA és important perquè no tan sols transporta informació genètica sinó que, a diferència del DNA, és capaç de "fer cosas". Més endavant alguns d'aquests primers éssers vius van incorporar proteïnes (que fan millor les coses) i DNA (que transporta de manera més estable la informació genètica). Els éssers vius que van incorporar aquestes millores es van imposar als que no les havien incorporat, els quals van acabar per desaparèixer per sempre.

La hipòtesis del món d'RNA està per demostrar, és cert, però això no la desacredita automàticament (si fos així moltes altres hipòtesis, científiques i, sobretot, no-científiques quedarien anul·lades de manera immediata). El nombre creixent de proves que s'esta recollint la van enfortint cada any que passa. Les hipòtesis que sí estan establertes absolutament és la de l'origen abiòtic de les molècules orgàniques i la de la procedència comú de tots els éssers vius actuals. TOTS els organismes de la Terra provenen dels supervivents de la carrera armamentística vital, d'aquells amb eines eficaces (proteïnes), i material genètic estable (DNA). Tots transportem la nostra informació en una combinació de 4 molècules (A, C, G i T, les quatre bases del DNA); tots generem RNA a partir del DNA; i tots generem proteïnes (formades per la combinació de les mateixes 20 totxanes) a partir de l'RNA. No us sembla senzillament meravellòs?

Una altra pregunta que podríem fer-nos és "per què" va sorgir la vida... Com pot sorgir un element ordenat en un univers que tendeix al desordre? Gràcies a l'energia... i a la pròpia complexitat del sistema. En aquest sentit, vull recomanar-vos el llibre Así de simple (us sona el nom?) de John Gribbin. En ell trobareu una explicació de la teoria del Caos i com aquesta pot ajudar a entendre el naixement -mai millor dit- de la vida. I, devidentment, no us podeu perdre Què és la vida? d'Erwin Schrödinger, i Què és la vida? o Microcosmos de Lynn Margulis i Dorion Sagan. Segurament parlarem més sobre aquests llibres en endavant. Els seguidors més "veterans" ja sabreu com m'agrada l'obra de Lynn Margulis, comentada a Gusiluz, el mol·lusc fotosintètic i la transferència horitzontal de gens y Spore-peniforme, de peixos fora de l'aigua al joc d'EA. Crec que és una injustícia que encara no tingui el premi Nobel. Però és clar, no n'hi ha de biologia... on li donarien? A Química? A medicina i fisiologia?

Llegir l'article sencer

Preguntes sobre l'evolució: D'on ve la vida? III

En l'entrada anterior ens havíem quedat en la possibilitat de que l'RNA pot formar-se abiòticament, és a dir, a partir de compostos orgànics simples, sense ajuda dels éssers vius. I per què ens hem centrat en l'RNA i no en les proteïnes, lípids o en el DNA? Perquè l'RNA és el candidat millor situat a "biomolècula portador d'informadora i realitzadora de funcions de la Terra". En aquesta entrada trobareu l'explicació de perquè és així.

He dit candidat? Sí. Unes de les preguntes que van propiciar aquestes entrades eren: D'on sorgeix la vida? Quin és el seu origen? Està demostrada la hipòtesis que l'explica? Doncs bé, amb les dades actuals, queda demostrada i comprovada la formació de molècules orgàniques d'un ordre de complexitat creixent a partir de molècules inorgàniques simples, gràcies al consum d'energia. Aquesta hipòtesis ha estat demostrada i es pot repetir l'experiment, obtenint-se sempre els mateixos resultats (amb condicions inicials idèntiques) Tanmateix, queda per aclarir què va passar entre la formació abiòtica de biomolècules i l'aparició del primer ésser viu (si heu llegit l' entrada recomanada, sabreu que podria haver estat un "organisme RNA", tot i que també hi ha altres hipòtesis). Les hipòtesis que intenten explicar els processos intermitjos encara no han estat confirmades, tot i que això no les desacredita automàticament, evidentment. Tota teoria vàlida ha de poder ser demostrable o descartable. I les hipòtesis científiques sobre aquest període de temps compleixen aquestes premises... a mesura que avança la biologia (en tots els seus àmbits) es van acumulant resultats i evidències que ajudaran a definir millor quina és la teoria que més s'ajusta a ells.

Experiments com els descrits en l'entrada anterior ajuden a posar grans de sorra en aquest monumental castell que pretenem reconstruir. Tan sols portem 50 anys investigant la química "biogènica" i ja hem arribat fins l'RNA. La vida va tribar uns 500.000.000 anys en aparèixer. De moment, no ens podem queixar del ritme que duem.

A la propera entrada, la recapitulació fina de D'on ve la vida?

Llegir l'article sencer

Preguntes sobre l'evolució: D'on ve la vida? II

L'entrada anterior acabava amb la següent reflexió: Els famosos compostos vénen dels éssers vius, els quals estan formats al seu torn d'altres compostos orgànics, que es van formar gràcies a compostos orgànics que venien d'altres éssers vius... i ja us podeu imaginar com continua en conte. Però, aleshores... d'on van sorgir els primers compostos orgànics que van formar el primer ésser viu? Aquí teniu la resposta...

De la no vida. Es el que es coneix com origen abiòtic de la vida. Una barreja de molècules inorgàniques amb molècules orgàniques molt simples, pot generar molècules orgàniques complexes, sempre que hi hagi una font d'energia. Aquesta va ser la revolucionària idea de l'investigador rus Oparin (de qui ja hem comentat el seu llibre més famòs), la qual va quedar demostrada amb els experiments de Miller-Urey (per als fetitxistes, aquí trobareu el seu article original de 1953). En aquest experiment una barreja de molècules simples situades en una "representació" del que era l'atmosfera primitiva del nostre planeta, vadonar lloc a una sopa de compostos orgànics. Miller i Urey no van crear vida, tan "sols" van comprovar experimentalment la possibilitat que molècules simples poguessin crear molècules més complexes. És el primer pas cap a l'explicació de l'aparició del primer ésser viu.

Des d'aleshores, l'origen abiòtic de les grans molècules orgàniques ha estat una de les principals puntes de llança de la investigació de l'origen de la vida... perquè una cosa es tenir aminoàcids (com els que va obtenir Miller), i una altra, aconseguir proteïnes (cadenes d'aminoàcids). Casualment el número de Nature del 14 de maig d'aquest any parla de la possible síntesi de molècules d'RNA partint de molècules orgàniques simples, la presència de les quals en la "sopa primordial" sembla plausible. L'articl anava acompanyat d'un destacat en l'apartat de notícies, en el sumari de l'Editor, i en el podcast de la setmana. Tanta atenció dispensada és un indicador de la importància que encara se li dóna als descobriments en aquesta fascinant branca.

D'acord, però... un cop tenim RNA... què? Sí què? Seguirem a la següent entrada.

Relacionada amb aquesta entrada us en recomano una altra: S'apropa l'hivern: l'origen fred de la vida, en la que vem tractar d'explicar els principals punts de la teoria que situa l'origen de la vida en les etapes "fredes" de la Terra, durant les quals els gels regnaven sobre les aigües.

Llegir l'article sencer

Preguntes sobre l'evolució: D'on ve la vida? I

A la primera tanda de les preguntes que us vaig anunciar a l'entrada anterior, es condensaven questions que giraven al voltant de l'origen de la vida. D'on ve la vida? Es té alguna hipòtesi? S'han demostrat aquestes hipòtesis?

La vida s'obre camí en les més increïbles condicions: des de la superfícies de la terra a les més remotes profunditats de l'oceà; des de les selves més frondoses als submergits i freds llacs soterrats de l'Antàrtida (com el magnífic Llac Vostok). Som éssers vius i estem envoltats -literalment- d'altres éssers vius... però, d'on ve tota aquesta vida? I per què TOTA la vida està formada pels mateixos elements principals: 4 nucleòtids pel DNA i l'RNA, i 20 aminoàcids per a les proteïnes? No us sembla massa... "fantàstic" per a ser veritat?

En el moment de la seva formació, el nostre planeta era una bola de materials a altes temperatures, els quals patien contínuament els impactes de cossos celestes de totes les mides. En aquell moment l'embrió planetari era etèril. No tenia cap tipus de "vida". 1.000 milions d'anys després, la presència de vida era evident. Què va passar en aquests 1.000 milions d'anys? Com passem d'un planeta "abiòtic" (sense vida) a un planeta "biòtic"?

La vida que coneixem es basa en els compotos del carboni: els sucres, proteïnes, greixos... la immensa majoria de coses que trobeu a la informació nutricional dels aliments són cadenes de compostos químics basats en un esquelet de carbonis units entre ells: els famosos compostos orgànics. D'on vénen aquests compostos orgànics? Dels éssers vius, els quals estan formats al seu torn d'altres compostos orgànics, que es van formar gràcies a compostos orgànics que venien d'altres éssers vius... i ja us podeu imaginar com continua en conte. Però, aleshores... d'on van sorgir els primers compostos orgànics que van formar el primer ésser viu? La resposta a la següent entrada.

Relacionada amb aquest tema, us recomano una de les primeres entrades d'aquest blog: Origen de la vida I: L'ésser viu està viu.

Llegir l'article sencer

Preguntes sobre l'evolució: D'on vénen aquestes preguntes?

Gairebé un mes després, torno a escriure. Tot i que no molt, ja veureu. Ni molt molecular o concret...

L'altre dia, en una agradable taula de dinar, es va iniciar un debat sobre evolucio. Tots els participants havien estudiat carreres científiques, concretament, relacionades amb la biomedicina. Tot i això, alguns mostraren els seus dubtes sobre certs aspectes de l'evolució. I, fin i tot, sobre la fiabilitat d'aquesta. No són preguntes aïllades. Moltíssima gent "desconfia" d'aquesta "toeria". D'altres, directament, la neguen. Intentaré des d'aquí escriure alguna cosa sobre aquests dubtes: si estan fundats, si estan resolts, si continuen sense tancar... El dubte i la curiositat són els motors de la ciencia. Intentar respondre a preguntes que molta gent (o no) es fa és el que motiva a milers de científics arreu del món.

Us deixo algunes de les preguntes que van sorgir-hi... intentaré enfrontar-me a elles en quant els compromisos laborals i socials m'ho permetin (l'edad avança implacable):

D'on sorgeix la vida? Quin és el seu origen? Està demostrada la hipòtesi que l'explica? Es pot simular actualment de manera artificial la creació d'una cèl·lula simple?
L'evolució de Darwin és "només" una teoria?
Per què no s'ha trobat una girafa amb el coll curt?
Per què no existeixen restes de tots els pasos de l'evolució?
Des de l'Australopithecus fins avui dia, per què hi ha hagut tan pocs canvis evolutius aparents?

Algunes preguntes tenen una resposta clara, d'altres no tant. Doneu-me un temps prudencial i intentaré anar-les contestant.

Llegir l'article sencer

La grip que no cesa: grip aviar, grip porcina i grip espanyola

A hores d'ara, tothom ja coneix el brot de grip porcina que sembla haver-se originat a Mèxic. Però, la grip no és només aquell procès que ens afecta cada hivern i que no ha de ser tractat amb antibiòtics? Pot matar? Què hi tenen a veure en tot això els porcs mexicans i els pollastres xinesos?

Els virus
Els virus són paràsits obligats, cosa que vol dir que no poden viure sense "ajuda" de determinades cèl·lules. Estan, per tant, vius? Ah! Aquest és un llarg debat que, quan volgueu podem reprendre. Per estar "vius", per poder reproduir-se, als virus els manquen certes eines moleculars que aconsegueixen en les cèl·lules que parasiten. Cada tipus de virus infecta un tipus concret de cèl·lules.
Hi ha diferents tipus de virus que es classifiquen, grosso modo, per la molècula que utilitzen com a material genètic: DNA o RNA.

El virus de la grip
L'amic colorejat de la foto és un virió del virus de la grip (membre de la família dels ortomixovirus, però això és per pujar nota). En taronja, podem veure la seva membrana de lípids, la qual, estrictament no és seva, ja que la "roba" a les cèl·lules que parasita. En lila podem veure la seva càpside proteica, que sí que és seva, la qual conté el material genètic d'aquest virus; en aquest cas, RNA.

Sí, el virus de la grip transporta els seus gens d'una cèl·lula a una altra en cadenes d'RNA (com el virus de la sida). Quan arriba a la cèl·lula, la maquinària del virus transforma l'RNA a DNA (mitjançant la retrotranscriptasa) i, així, pot ser reconegut per les proteïnes de la cèl·lula. Aquest DNA és transcrit a RNA i a noves proteïnes, que formen una miríada de nous virus que multiplicaran la infecció (com els gremlins anant a un balneari) i destruiran la cèl·lula. Unes "bestioles" molt simpàtiques, com haureu pogut comprovar.

Les subtils diferències
No tots els virus de la grip són iguals. Una primera classificació permet diferenciar entre tipus A, B i C. El "gènere" A és el més conegut per a tots nosaltres, i afecta humans, porcs, aus i cavalls. És dins aquest gènere on trobem els col·legues que ens visiten cada hivern i els seus cosins del Zumosol, que produeixen les pandèmies de grip. Com distingir-los?


Els virus de la grip, a la seva capa lipídica "robada" porten inserides proteïnes pròpies. Aquestes proteïnes dirigides cap a l'exterior poden ser reconegudes per anticossos... si recordeu, les substàncies reconegudes pels anticossos se'anomenen antígens. A la imatge de la dreta, aquests antígens serien les piruletes roses i els cons taronges, que, com veieu, apunten cap a l'exterior. Doncs bé, existeixen 16 tipus d'antigen “H” i 9 de tipus “N”. Cada virus presenta un antigen de cada tipus: així, podem trobar virus H1N1, H1N2, H1N3, H2N9, etc. Els virus més famosos, com veurem, són els H5N1 i H1N1.

Males influenzas
Cada any, entre octubre-novembre, s'inicia la campanya de vacunació de la grip entre els "grups de major risc". Per què ens hem de vacunar cada any? Hi ha vacunes, com la del tètanus, que duren 10 anys... per què la de la grip és anual? Els virus de la grip presenten una gran variabilitat antigènica, és a dir, canvien ràpidament les característiques de les proteïnes que mostren a l'exterior. Com que el nostre sistema immune es basa en el reconeixement d'aquestes proteïnes, serveix de ben poc "ensinistrar-lo" contra una soca de grip, si l'any següent la nova capa presenta antígens diferents. Per veure-ho d'una altra manera, no serveix de res tenir fotos de la cara de Tom Cruise si pot posar-se "pròtesis" (a Missió Impossible) o injectar-se "verins" (a Minority Report), i canviar així el seu aspecte (tot i que en el fons seguirà sent el mateix personatge).

Aquestes "variacions sobre un mateix tema" es produeixen per mutacions i per "recombinació" entre soques. Una cèl·lula infectada no és un "coto de caza" privat, pot ser infectada per un altre virus, mentres "allotja" el primer. Quan això passa, en aquesta cèl·lula es formen virus amb "noves" combinacions diferents de les originals per a les quals les nostres defenses no estan ensinistrades.

Vaques contra porcs i pollastres: vacunes contra la grip
Aquesta estratègia de "deixar les cèl·lules reordenar els virus" és la que va començar a utilitzar-se en el desenvolupament de les vacunes contra la grip. Si injectem dues soques de virus en un ou, obtenim totes les combinacions possibles. Les vacunes es preparen seleccionant la soca que s'assembla més a la detectada aquell any (podeu apreciar-ho millor si amplieu l'esquema; a Wikimedia trobareu una versió en altíssima ressolució, per si voleu fer-vos-en un pòster).



Amb el desenvolupament de les eines genètiques (penediu-vos-en! aquestes eines les carrega el dimoni!) s'ha pogut abordar el problema des d'una altra perspectiva. Els antígens "H" (HA en la imatge) participen en els "processos dolents" de la grip. Mitjançant l'enginyeria genètica, es pot "treure" la part dolenta de l'H per preparar virus inactivats i inocuus. Combinant en el laboratori aquests HA "dòcils" amb els "N", podem controlar millor el procés de producció de les diferents variants de la vacuna (de nou, ho podeu apreciar millor si amplieu l'esquema, amb la seva versió "posteritzable" aquí, Carmen, aquí). Més ràpid, més efectiu, més segur... (citius, fidus, securus, quasi olímpic) Algú s'hi oposa? Segur que ben pocs.

(Interludi)Dirigint-se al públic: Una reflexió, tots aquells que estan en contra dels transgènics i la manipulació de la natura, quan -Déu no ho vulgui- hi hagi una epidèmia de grip per a la qual -Déu ho vulgui- tinguem una vacuna obtinguda pels mateixos processos que tant detesten, es vacunaran?; es prendran els fàrmacs obtinguts a les cèl·lules "transgèniques"? (Fi de l'interludi)

Pollastres, porcs i espanyols
Habitualment la grip ens visita cada any, pels volts de l'hivern, posant fi a la vida de les persones "de risc": persones grans i immunodeprimides (amb les defenses tan baixes que ni amb actimel en vena...). Però en ocasions semblen brots de grip que ataquen tota la població destruint tot el que se li posa pel davant. D'aquestes epidèmies globals, d'aquestes pandèmies, tres són les més famoses: les aviars, les porcines i la pesta espanyola. Per a una informació més profunda, detallada, sèria i contrastada sobre aquestes epidèmies, us recomano llegir els següents articles de lliure accés: Emerging influenza virus: A global threat i Influenza pandemics: Past, present and future.

El 1918, en plena Primera Guerra Mundial, per si els humans no en tinguéssim prou amb nosaltres mateixos, va sorgir un brot de grip que va matar més de 25 milions de persones. Com que la majoria dels països europeus tenien els mitjans de comunicació en "modo propaganda" (molts encara el tenen actiu), es dedicaven a llançar consignes contra els enemics, i a demostrar com n'eren de dolents, i les llibertats que eliminarien (i que ells mantenien sota mínims amb l'excusa de la guerra). Perdó, és que m'encenc... Pot ser que d'aquestes tergiversacions i manipulacions sorgís una anècdota -segurament apòcrifa- que explica com els camperols de banda i banda de la frontera francogermànica conduïen les gallines cap a "territori hostil" amb l'esperança que estiguessin griposes i contagiessin els seus adversaris. Bon inici per a la guerra biològica, no creieu?: fronts d'atac de pastors alsacians conduint "batallons" d'aus al camp de batalla on s'enfrontarien a esternuts... "Menudo pollo".
Com que Espanya era un país neutre, va ser un dels pocs que va informar de l'epidèmia. D'aquí que es comencés a conèixer com a grip espanyola. Dècades després es va analitzar la composició antigènica dels virus responsables: eren H1N1.

Fa un parell d'anys van saltar les alarmes mundials per casos de grip aviar que havien passat d'aus a humans a l'est asiàtic. El brot aquest cop era de la soca H5N1. Les aus migratòries i els ocells turistes van escampar alguns d'aquests virus al voltant del planeta. Les indústries farmacèutiques van desenvolupar la vacuna i la van vendre a quantitats mai vistes als governs (des d'Estats Units a Espanya: aquí, a la resposta 24, en aquesta nota de premsa i en aquesta compareixença de l'aleshores Ministra de Sanitat, Elena Salgado-) . I aquí va acabar tot. Per sort, no va anar a més. Tan sols les arques dels estats es van veure afectades. Val més curar-se en salut... no? O creieu que va ser tot massa "precipitat"?

I ara ens trobem amb un nou brot. El número de morts i afectats no para de créixer, com podeu veure en aquest mapa (via menéame). La soca és H1N1... com l'"espanyola" Com evolucionarà aquest cop? Tindrem vacunes? Les aplicarem? Una pandemia és un procés altament complex, i més amb la millora de les comunicacions. El repte està llançat,,, sabrem actuar amb seny? podrem abordar la possible situació des de la mesura? Hem de fer-ho? Ens ho permetran? Amb cada brot de grip apareix un brot psicòtic de la "fi del món", es repetirà?

En fi, com molts altres cops, haurem d'esperar. I confiar en què les eines que tenim siguin més eficaces i ràpides que les que teníem el 1918 durant la primera guerra mundial.

-----
Per cert, Hi ha un magnífic llibre de ciència ficció molt relacionat amb tota aquesta qüestió: El libro del día del juicio final, de Connie Willis. Us el recomano. És una meravella.

The Plague (1989), Arnold Böcklin. Via Wikimedia.

Totes les imatges emprades són lliures i les podeu trobar a Wikimedia commons: [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7] i [8].

Llegir l'article sencer

El laboratori de genètica més gran del món

El 14 de noviembre de 1963 les deposicions de diferents erupcions volcàniques van superar el nivell del mar, creant l'illa de Surtsey. Aquesta illa, declarada reserva de la biologia 2 anys després i patrimoni de la humanitat el 2008, constitueix un veritable laboratori a l'aire lliure en el que els pocs científics que tenen permís per a desplaçar-se fins a ella, poden estudiar la succesió ecològica, és a dir, com la vida colonitza un terreny completament estèril. Un camp extremadament interessant del que algun dia escriuré una entrada. Però avui toca parlar d'una illa més gran.

Surtsey es troba situada al sudoest d'Islàndia; de fet, és el seu punt més meridional. Curiosament Islàndia també representa un «laboratori» natural en el que es duen a terme numeroses investigacions sobre... genètica.

Islàndia va començar a ser habitada per humans fa uns 1.000 anys per poblacions vikingues originàries d'Escandinàvia i les illes britàniques. Gairebé des del seu establiment es té un registre dels matrimonis i batejos, cosa que ens informa sobre les relacions de parentiu que existeix entre els habitants actuals de l'illa. Només han passat 35 generacions des dels primers colons. Durant aquestes 35 generacions l'aportació genètica des de l'exterior ha estat poc rellevant. Una població d'aquestes característiques (pràcticament aïllada, que prové del creuament d'un grapat de colons originaris) permeten l'estudi de diferents marcadors genètics que serveixen per corroborar hipòtesis genètiques (sobre l'efecte fundador o la deriva genètica). També permet estudiar caràcters que, degut a la consanguinitat, es troben en una major proporció en els seus habitants. En aquest sentit, cal destacar el projecte de la companyia deCODE genetics, Inc, la qual realitza una base de dades del DNA dels islandesos.

Recentment PLoS Genetics ha publicat un nou article d'accés lliure sobre la genètica islandesa. Llegint l'article podem assabentar-nos que gràcies als estudis genètics anteriors embla que de totes les mares "originals" dels islandeses, un 40% eren escandinaves, la resta venia de les illes britàniques. D'altra banda, dels pares fundadors, un 80% eren escandinaus. Com podem discriminar entre pares i mares? Per a l'estudi dels pares s'analitza la seqüència dels cromosomes Y (exclusiu dels homes); per a les mares, s'analitza el DNA mitocondrial. Els mitocondris, com ja sabreu, són les centrals energètiques de les nostres cèl·lules. Els mitocondris són bacteris simbionts que conserven encara el seu DNA (que ja és nostre). Els espermatozous tan sols contribueixen amb el material genètic del nucli cel·lular: no transmeten mitocondris. Per tant, els mitocondris de tots nosaltres venen exclusivament de les nostres mares. Per això s'estudia el material genètic d'aquests orgànuls com marcadors de la línia materna.

En l'article esmentat (una col·laboració entre investigadors de Barcelona, Leiden i, evidentement, Reykjavik) s'han analitzat les seqüències del DNA mitocondrial de 68 esquelets de 1000 anys d'antiguitat, comparant-les amb les poblacions de les que venien (Escandinavia i illes britàniques) que a la seqüència dels seus descendents, els islandesos actuals. Segons els autors, aquest fet es deuria a la influència de la deriva genètica. La deriva genètica és un procés que actua, junt amb d'altres com la selecció o les mutacions, durant l'evolució de les espècies.

Tots nosaltres tenim dues còpies de cada gen, anomenades al·lels. Les nostres gàmetes (òvuls i espermatozous) només tenen un al·lel de cada gen (així quan formen un nou individu, aquest tornarà a tenir 2 al·lels). De les nostres gàmetes, la meitat tenen un dels al·lels, i l'altre meitat, l'altre. Per tant, el nou individu només durà un dels nostres al·lels. Quin? Aquí, gairebé sempre, intervé l'atzar. I aquest atzar és el que genera la deriva genètica. En aquesta imatge animada de Wikipedia (by profesor marginalia) podem veure el funcionament d'aquesta deriva genètica en un frascó amb boles de dos colors (que representen els dos al·lels d'un gen). Per atzar s'escullen 20 boles per al següent frascó. En cinc generacions un dels dos al·lels s'haurà perdut (Us recomano l'entrada de la wikipedia en anglès per aprofundir en aquest concepte).

La importància de la deriva genètica és més gran com més gran és la mida de la població d'estudi. Així, les poblacions originàries dels esquelets (Escandinàvia i illes britàniques) són molt més grans que les que es van establir a l'illa. Per això, el DNA mitocondrial dels islandesos s'ha «modificat» més que el d'escandinaus o britànics, presentant així més diferències respecte els seus fundadors que aquests.

Images: Wikimedia commons. 1. Surtsey; 2. Jon Olaffson; 3. Thorstein Gislason; 4. Cases amb teulada de gespa (Skógar)

Llegir l'article sencer

Bee movement: El ball de les abelles jo us el cantaré...

-Mireu
-Alerta
-Atenció
-Ha tornat
-Exploradora
-346
-Semicercle
-Mou l'abdomen
-¡Flor!
-45º
-A 1500 metres humans
-Semicercle
-¡Flor! ¡Flor!
-Molt carregada
-¡Flor!¡Flor!¡Flor!
-¡Som-hi!

No sé com "parla" una intel·ligència col·lectiva, però podria sonar així... no, definitivament no deu sonar així.

Per coses de l'atzar, al treball he hagut d'informar-me sobre el ball de les abelles (waggle-dance). És fascinant. El codi que usen és increïble. Mosquejat, em vaig posar a cercar en el nostre estimat PubMed i vaig trobar-me més d'un article gratuit. Aquí us deixo algunes curiositats amb els seus respectius articles per si voleu ampliar la informació.

Quan una abella exploradora torna de la seva exploració i ha trobat una flor, inicia un "ball" particular. Realitza moviments descrivint una figura similar a l'infinit (un 8 invertit). Quan passa pel centre del 8, mou l'abdomen. És aquest ball el que conté informació sobre on es troba la font de pol·len. La variabilitat en la precisió d'aquesta informació és constant, sempre hi ha un petit marge d'error.

D'una banda, l'angle que forma el seu vol respecte de la gravetat (l'eix vertical) és l'angle que forma la flor trobada amb el sol amb el rusc al seu vèrtex (eix horitzontal).

El temps que triga en recòrrer el centre del vuit (el temps que mou el cucu), indica la distància a la que es troba el pol·len, amb una relació aproximada de 750 metres per cada segon. La "distància" la integren gràcies a uns "comptaquilòmetres" (odòmetres) interns. Un article recent proposa l'existència de dos odòmetres, un d'individual, i un altre de col·lectiu, activat pel ball del cucu.

Aquesta codificació de la informació espaial es realitza gràcies a un "mapa mental" intern de l'abella exploradora, la qual integra les informacions visuals durant el seu vol per a ser capaç de detectar el nèctar o tornar a casa. No s'ha de menysprear, per tant, la memòria i la capacitat d'aprenentatge de les abelles.

Queda una informació per codificar: quantes abelles calen per recol·lectar el nèctar? O el que seria equivalent: quant nèctar s'ha trobat? Aquesta informació es transmet per via química. En l'article, quan inhibien la producció de determinades substàncies, cap abella segui a l'exploradora; en canvi, si s'injectaven aquestes substàncies oloroses, el reclutament era evident. Efecte Axe?

El que més m'ha sobtat ha esta l'existència de "dialectes" entre poblacions d'abelles. Aquests ialectes, a més, semblen estar codificats als gens: es transmeten per herència genètica, i, fin i tot, podria ser que estiguessin sota el contrl d'un sol gen amb més d'una variant. Aquests dialectes no constitueixen barreres entre les diferents abelles, ja que dues poblacions diferents posades en contacte acaben per entendre's. Ai! Ens queda tant per aprendre de les abelles!

Llegir l'article sencer

Bioquímica per a tothom. 8. La unió dels aminoàcids: enllaç peptídic

Les primeres set entrades d'aquesta sèrie les hem dedicar als aminoàcids. Els aminoàcids són les peces fonamentals de les proteïnes (cadenes llargues d'aminoàcids) i dels seus "germans petits", els pèptids (cadenes curtes). Tant unes com els altres són cadenes d'aminoàcids units, principalment, pel que es coneix com a Enllaç peptídic.

Un enllaç peptídic es forma entre el grup amino d'un aminàcid i el grup carboxil de l'altre. Com podeu observar, en aquesta unió no intervenen per a res la cadena lateral que duen els aminoàcids. Dit d'una altra manera, tots els aminoàcids s'uneixen de la mateixa manera. En la formació de l'enllaç peptídic es desprèn una molècula d'aigua.


Image: Yrithinnd. Wikimedia commons



si mirem aquest tripèptid (format per la unió de 3 aminoàcids) veurem com obtenim unea cadena formada pels antics grups aminos i àcids units en enllaços peptídics, amb les cadenes laterals "alienes" a aquests enllaços penjant de la cadena principal. Aquest fet tindrà una importància capital, com veurem en la següent entrada.

Un darrer apunt de nomenclatura. Quan els aminoàcids formen part o bé de pèptids (cadenes curtes), o bé de proteïnes (cadenes llargues), pasen a denominar-se residus aminoacídics i, quan se'ls anomena, se'ls hi afegeix el sufix -il al seu nom.

Llegir l'article sencer

Bioquímica per a tothom. 7. Aminoàcids essencials.

Aminoàcids essencials
Els organismes no som màquines perfectes. Per exemple: no tots els organismes som capaços de fabricar tots els aminoàcids. Els humans som un exemple magnífic d'aquesta carència: som incapaços de fabricar fenilalanina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, treonina, triptòfan, valina, arginina o histidina. No està res malament, veritat? Però, si les proteïnes necessiten els 20 aminoàcids i hi ha 10 que no podem fabricar, com ens en sortim? Menjant. Els aminoàcids essencials han de ser incorporats mitjançant la dieta.

Els diferents aliments que ingerim tenen proteïnes amb diferents composicions d'aminoàcids. Aquells aliments que ens aporten els 20 aminoàcids són considerats aliments amb proteïnes d'alta qualitat. En general els aliments d'origen animal (carn, ous i productes làctics) són aliments mb proteïnes de bona qualitat. En canvi, els vegetals soles ser més exclusius, faltant-los a la majoria d'ells algun o alguns dels aminoàcids essencials. Tanmateix, hi ha excepcions: la soja sembla ser una d'elles.

Ja sabeu, si voleu portar una dieta equilibrada, amb un aportament suficient de tots els aminoàcids que no podeu fabricar, s'ha d'ingerir productes animals (com tot, amb moderació). Si renuncieu ells per conviccions, o per ser més "naturals" (tot i que recordeu que "per natura" els homínids som consumidors de carn), no deixeu de mirar les composicions proteiques dels aliments vegetals per tal d'aconseguir una aportació suficient de cadascun dels 10 aminoàcis essencials (aquí us deixo les quantitats diàries recomenades). A no ser que volgueu acabar consumint pastilles d'aminoàcids (això sí, totalment naturals, creixeran als arbres?, mai us heu preguntat d'on treuen els productes d'aquests "suplements alimenticis"? Us sorprendrieu).

Llegir l'article sencer