VdM – El mecanisme d’Anticitera: una versió especial

Teniu algun pla per al 8 d’abril de 2024, cap a les cinc de la tarda? Us ho dic perquè potser podríem trobar-nos per anar a veure un eclipsi de Sol…

Però com es diria en anglès, first things first. O com diríem aquí, anem a pams. Primera pregunta: què és el mecanisme d’Anticitera?

La resposta és senzilla: és un dels artilugis mecànics més antics que es coneixen. Es tracta de les restes d’un complex mecanisme, basat en engranatges, que un grup de submarinistes van recuperar a principis del segle XX entre les restes d’un naufragi prop de l’illa d’Anticitera, entre Citera i Creta. Les primeres datacions havien situat la seva construcció cap al 87 a.C, però estudis més recents (de 2006), l’han envellit una mica més, i sembla que s’hauria fabricat entre el 100 i el 150 a.C.

 

El fragment més gran que es va recuperar del mecanisme, amb un dels engranatges principals. Avui es conserva al Museu Arqueològic Nacional d'Atenes. Font: Wikimedia

Aclarida la primera pregunta, intentem respondre la segona: per a què servia?

En aquest cas, la solució no és ni molt menys tan clara. Les respostes que s’han donat fins ara a aquesta pregunta són diverses, però totes es mouen en el mateix camp: l’astronomia i, més concretament, la reproducció del moviment dels astres coneguts (Sol, Lluna i els cinc planetes que grecs i romans havien identificat: Mercuri, Venus, Mart, Júpiter i Saturn). A partir d’aquí, s’han plantejat diverses aplicacions per a aquest instrument, com són la predicció d’eclipsis, l’anunci de la data dels propers Jocs Olímpics (que es feien en moments molt concrets cada quatre anys a Olímpia), l’explicació dels canvis de direcció aparents dels astres…

I entrem ara en la tercera (i última) pregunta: funciona?

La resposta és, òbviament, que no, com us podeu imaginar per l’estat que presenten les seves restes. Tot i això, l’estudi en profunditat del mecanisme ha propiciat que se n’hagin fet reconstruccions que funcionen perfectament o que, com a mínim, es pensa que reprodueixen amb prou fidelitat les funcions de l’instrument.

 

Una reproducció, construïda avui en dia, del mecanisme d'Anticitera original

Entre aquestes rèpliques, voldria destacar-vos la protagonista del post d’avui. Una versió del mecanisme, com us deia, força especial. Però és millor que la veieu vosaltres mateixos:

L’autor d’aquesta petita meravella és un enginyer d’Apple, que ha comptat amb el suport de Digital Science. He de confessar que no acabo de veure clares les matemàtiques que s’hi expliquen, de manera que si algú em vol ajudar (ens vol ajudar, de fet) a aclarir els dubtes, té els comentaris a la seva disposició.

L’interés creixent dels darrers anys, sobretot de la darrera dècada, ha afavorit que tot el mecanisme s’analitzés amb profunditat. Totes les parts que se n’han pogut recuperar s’han sotmès a anàlisis de raigs X d’alta resolució, el que ha permès entendre millor la disposició i funcionament del seus engranatges. Tal com s’explica a la Wikipedia (aquí l’article en català, força més concís), els investigadors pensen que s’han trobat 30 de les teòriques 72 rodes dentades que devia contenir el mecanisme, i a partir d’aquesta base se n’han construït les rèpliques que hem vist més amunt. També els estudis dels fragments de les inscripcions en grec donen més pistes sobre la utilitat i l’origen d’aquest complex artilugi.

 

Una altra peça trobada en el naufragi, on es poden veure algunes inscripcions en grec

Abans d’acabar, deixeu-me recomanar-vos un parell de peces de Nature per aquells que vulgueu ampliar la informació. En primer lloc, un altre vídeo (de fet són tres) on es detallen més a fons l’anàlisi del mecanisme i els seus resultats. En segon lloc, un article molt amè d’aquest mateix 2010, on s’expliquen amb claredat les diferents hipòtesis que s’han plantejat sobre els usos del “rellotge” d’Anticitera, a banda de proposar dos plantejaments inèdits: la possible influència babilònica en la construcció d’aquest artefacte, i el pes que podria haver tingut la mecànica en la definició de la cosmologia grega (un interessant intercanvi d’idees entre dues branques de la Ciència…).

Un darrer apunt: dono les gràcies a l’@oriolripoll per aquest twit, que em va fer decobrir el vídeo (i el mecanisme en si…).

I doncs, quedem per veure l’eclipsi de 2024?

PD: Com veieu, he optat per canviar el nom de la “secció”. Vídeo de la Setmana ja fa temps que va deixar de ser realista, de manera que procuraré complir amb el Vídeo del Mes (VdM). Esperem que no s’acabi convertint en Vídeo del Semestre… 😛

La NASA ens canvia la Vida

Aquest 2 de desembre de 2010 serà recordat com el dia en què ha caigut un dogma de la Biologia.

La revista Science (permeteu-me que em salti el clàssic adjectiu “prestigiosa”) publica al número d’aquesta setmana un article que suposa una revolució per a la bioquímica. Investigadors de la NASA ho han anunciat aquesta tarda en una conferència de premsa a la seu de l’agència espacial. Podeu veure més detalls del comunicat oficial de l’organisme en aquest enllaç.

La seva recerca suposa un canvi de paradigma pel que fa al que sempre havíem pensat sobre la vida. Fins ara, tots (i ho remarco, TOTS) els éssers vius que coneixem presenten els mateixos components bàsics: carboni (C), hidrogen (H), oxigen (O), nitrogen (N), sofre (S) i fósfor (P). Doncs bé, l’equip dirigit per Felisa Wolfe-Simon ha identificat un bacteri que no necessita el fósfor per a sobreviure, sinó que el pot substituir per arsènic (As).

El llac Mono, a Califòrnia. (Matt Frederick, Wikimedia)

El plantejament de base de l’equip que ha fet la descoberta era justament aquest: intentem identificar alguna forma de vida que suposi una excepció a la regla, que pugui funcionar d’una manera diferent a com ho fa tota la resta d’éssers vius. El lloc ideal per anar a buscar aquest ésser era el llac Mono, que es troba a l’est de l’estat de Califòrnia. Aquest llac presenta un ambient molt bàsic, i recull grans quantitats d’arsènic de les muntanyes del voltant. L’alta disponibilitat d’aquest element en lloc del fósfor va fer pensar als científics que potser alguns dels seus éssers vius  podien utilitzar-lo com a susbstitut.

Una molècula de DNA. Els fosfats del seu "esquelet" apareixen en color crema (P) i vermell (O)

Un cop recollides les mostres in situ, van introduir-les en un medi de cultiu que reproduïa les condicions del llac al laboratori. Hi havia, doncs, riquesa d’arsènic i disponibilitat de tot tipus de nutrients. Excepte un: el fósfor. Van comprovar llavors que en aquest ambient hostil per a qualsevol altre organisme, alguna cosa hi podia crèixer. Una anàlisi més a fons va permetre comprovar que realment la soca GFAJ-1 (així s’anomena el bacteri en qüestió, de la família Halomonadaceae) absorbia l’arsènic del medi. A més, gràcies al marcatge radioactiu d’aquest element, es va veure que s’associava al DNA genòmic. Allà, l’arsènic hi feia la mateixa funció que el fósfor: actuava com una peça essencial de l'”esquelet” de la doble hèlix del DNA, com es veu a la figura.

La raó per la qual aquesta substitució és possible és senzilla: l’arsènic i el fósfor són dos àtoms molt semblants. De fet, formen part del mateix grup (la mateixa columna) de la taula periòdica, fet que ens indica que comparteixen moltes característiques. Són d’una mida força semblant, de manera que poden ser difícils de distingir per part de les cèl·lules. Aquesta semblança també explica perquè l’arsènic resulta tòxic per a la majoria d’organismes.

P i As comparteixen grup a la taula periòdica, juntament amb nitrogen (N), antimoni (Sb) i bismut (Bi)

Perquè tot i que en el cas del proteobacteri GFAJ-1 la substitució dels fosfats del DNA no en suposa la mort, l’ocupació per part de l’As d’aquesta posició suposa debilitar l’estructura de la molècula, fent-la mes fràgil (tal i com ha explicat aquest vespre el químic orgànic Steve Benner). I ja us podeu imaginar que un DNA fràgil no contribueix precisament a garantir la supervivència del seu hoste…

Aquesta fragilitat, però, s’ha comprovat en temperatures pròpies del nostre planeta. Aquesta delicadesa probablement es reduiria a temperatures molt inferiors, com les que es poden trobar a Tità, el satèl·lit de Saturn les característiques del qual han fet pensar sovint en la possibilitat que pugui allotjar vida.

I així s’explica també que aquesta recerca s’hagi dut a terme a la secció d’Astrobiologia de la NASA, dedicada a intentar localitzar pistes de l’existència de vida extraterrestre. Tot i que investigacions com la que avui us porto estiguin aparentment desconnectades d’aquest objectiu, cal tenir en compte que el primer pas per saber si hi ha vida “allà fora” és entendre a fons la vida “aquí dins”. Això inclou, per exemple, entendre’n l’origen, però també identificar possibles variants del que avui coneixem com a vida. Entre altres conseqüències,  la possibilitat que el DNA (i altres molècules com l’ATP, responsable de l’emmagatzematge d’energia) es basi en l’arsènic ja es comença a considerar un element a tenir en compte a les escales d’habitabilitat que la NASA desenvolupa (com detallava aquesta tarda Pamela Conrad).

 

Una micrografia de la soca GFAJ-1

• Aquí hi trobareu l’article original a Science (només per a ordinadors amb accés).
• Nature també ha publicat ja la notícia (i aquí teniu la seva traducció al castellà a Ciencia Kanija), on detalla més el conjunt de proves que han dut els investigadors a pensar que realment som davant d’una autèntica novetat.
• Us deixo també l’article del Pepquímic, que ha començat la feina abans i tot que acabés la conferència de premsa, que es podia seguir en streaming.
• I aquí teniu les visions de dos del blogs de la secció de Ciència de l’Ara: Centpeus i Laetoli (actualització).

I com que cal ser justos, donem crèdit a en José Manuel Goig (@jmgoig a Twitter) per avisar-nos de la conferència, i a en Javier del Campo (@fonamental) per posar-me sobre la pista de quin seria l’anunci concret que s’hi faria.

El proteobacteri GFAJ-1 és, ja us ho podeu ben creure, un element que esmicola bona part del que consideràvem segur, i que obre la porta a una redefinició—si més no parcial—de la VIDA.