I doncs, s’ha portat bé el tió a casa vostra? Heu tingut tot el que us esperàveu? O, encara millor, heu rebut alguna sorpresa?
Sigui com sigui, aquí us deixo el regal de Nadal d’iCIENTIFICats. Trazando caminos és un vídeo de divulgació que hem realitzat amb els companys del Màster en Comunicació Científica, Mèdica i AmbientalTomás Catalán, Isadora Christel, Xavi Joya, Andrés Martínez i Laura Siles. Narrat per un servidor, Xavi Vilana, tracta sobre els mecanismes que diverses espècies animals utilitzen per navegar i moure’s pel món. Veureu, a més, que de fet els humans no hem inventat gran cosa pel que fa a l’orientació…
Aquest treball l’hem dut a terme com a exercici pràctic de l’assignatura de Taller de Vídeo del Màster. Dividits en cinc grups, en principi orientats a cinc públics diferents, hem comptat amb la direcció de l’Héctor González i el suport tècnic de l’IdEC de la UPF. Tots els documentals han girat al voltant d’un mateix tema, el del comportament animal, tot i que enfocat de maneres molt diferents, com podeu veure aquí sota:
Us convido a deixar els vostres comentaris (aquí, a YouTube, al blog de l’Observatori, en persona…) perquè, tot i que n’estem molt orgullosos, potser trobeu detalls que ens permetin afinar una mica més en el futur.
I, naturalment, podeu fer-ne tanta publicitat com vulgueu. 😉
Espero que passeu un molt bon Nadal i que els vídeos us ajudin a fer baixar una mica millor els torrons i les neules d’aquests dies. Salut!
Ja em disculpareu la traducció lliure del títol, però la veritat és que aquest em sembla més suggerent que no pas el més correcte de Potències de 10.
El que podeu veure en aquest post, avui que recupero la secció Vídeo del Mes (que, com vaig profetitzar, es convertirà aviat en Vídeo del Semestre), és un petit clàssic de la divulgació. Es tracta d’un curtmetratge documental de 1977, pensat i fet per dos dissenyadors nord-americans (Bernice “Ray” Eames i el seu marit Charles Eames), i narrat per Philip Morrison, professor emèrit de Física del Massachusetts Institute of Technology (més conegut com MIT o “em-ai-ti”, si sou molt anglòfils).
L’origen de la pel·lícula és un llibre il·lustrat de 1957, Cosmic View (“Visió còsmica”), de l’holandès Kees Boeke. Boeke va ser un educador que va crear aquest projecte en col·laboració amb els alumnes de l’escola que ell mateix va fundar a Bilthoven. Tenia la idea de mostrar que la Terra es troba immersa en un Univers inabastable, però després es va adonar que també podia mostrar les meravelles que es troben a una escala infinitament petita, al nostre interior. L’obra original completa es pot trobar a la pàgina de Mitchell Charity, i hi he arribat gràcies a aquesta entrada que Microsiervos va dedicar al llibre i les seves diverses derivades.
Tres etapes de referència als viatges per les potències de 10 que ens proposen Cosmic View i Powers of Ten: el nucli atòmic, la visió familiar d'una persona i la immensitat de l'Univers
El que més m’agrada del llibre i del documental dels Eames, i que sobretot aquest últim reflecteix particularment bé, és la idea de la continuïtat entre el més microscòpic (del que encara no ho sabem tot) i el més macroscòpic (del que tampoc ho sabem tot) dels móns.
Gràcies al vídeo (tot i alguns mínims errors que podeu trobar a l’entrada a la Wiki), fem un viatge a través de 40 (!) ordres de magnitud: la diferència d’augment entre els extrems és de 10.000 sexilions (una paraula que no he pogut confirmar si existeix). O dit d’una altra manera, la diferència és de
de vegades. Passem, com es veu, dels 10^-16 m (0,000001 ångstroms) del nucli atòmic als 10^24 m (100 milions d’anys llum), proper al límit de la vastitud de l’Univers que podem veure.
Tot plegat són xifres que maregen, però que queden perfectament ben lligades gràcies a l’escala humana, que coneixem perfectament bé.
Espero que en gaudiu, que al·lucineu amb com en som alhora de grans i de petits i, sobretot, que no us talleu per comentar qualsevol cosa que us cridi l’atenció de tot plegat!
A dia d’avui, Google no té rival a l’hora de presentar eines interessants i, sobretot, gratuïtes. Tot i algunes pífies recents (ejem… us sona Google Buzz?) i el fet que Facebook ja l’hagi superat en trànsit el 2010 (això va passar per primer cop el març de l’any passat, i el global de l’any ho confirma), per mi està clar que Google continua oferint uns serveis de gran valor a preu 0.
Això és possible, en bona part, per la particular manera de treballar a Google (aquí teniu un reportatge de fa un cert temps sobre el Googleplex, i aquí un vídeo de mostra). És ben sabut que els seus treballadors poden dedicar un 20% del seu temps a fer crèixer projectes personals, sovint idees boges. D’aquí n’ha sorgit—entre altres—GMail, o moltes de les eines que es desenvolupen sota el paraigua de Google Labs.
Si teniu un compte de Google i activeu l’opció “Labs”, podreu tenir el privilegi de provar noves funcionalitats que encara estan desenvolupant. I és dins d’aquestes opcions que han creat GoogleBody, un navegador per l’anatomia humana que funciona de manera molt similar a Google Maps i Google Earth. Les seves virtuts queden prou clares en el vídeo que ençapçala aquest post: podem moure’ns amb total llibertat pel cos d’aquesta noia, veure’l des de qualsevol angle, aprofundir-hi capa a capa…
Us deixo aquí un parell de captures del detall i utilitat d’aquesta aplicació:
Òrgans tous interns, sistema circulatori i sistema nerviós
Un detall de tota la musculatura facial i els vasos sanguinis que ens recorren el cap
El control s’exerceix bàsicament de dues maneres. En primer lloc, la barra lliscant horitzontal ens permet anar “pelant” el cos de la noia, quedant-nos cada cop amb capes més internes. Així, traiem (per aquest ordre) la pell, la musculatura, l’esquelet, els òrgans tous, el sistema circulatori i, per acabar, el sistema nerviós. Per altra banda, les barres lliscants verticals ens permeten “apagar” i “encendre” un a un aquests grups, i combinar-los de diferents maneres. Per moure’ns i aproximar-nos a la imatge, tenim finalment els elements clàssics de Google: la creueta i els botons de zoom.
Els controls de Google Body
A banda de navegar i explorar el cos, també podem identificar-ne elements concrets simplement clicant-hi. Aquest clic aclarirà la imatge de la resta d’òrgans, de manera que el que hem triat ressalti sobre la resta. A més a més, també hi afegirà una etiqueta amb el nom.
Per totes aquestes raons, aquesta nova aplicació de Google es pot convertir en una gran eina per a l’estudi de l’anatomia a diversos nivells, des de les escoles fins a les facultats de medicina. Tot i que de moment només funciona en navegadorss que suportin WebGL (una especificació per a visualitzar 3D en navegadors)—entre els quals Chrome i la beta del nou Firefox—ben segur que aviat es convertirà en una eina molt popular.
Aquest matí pensava que m’estava quedant sense temps per complir una promesa renovada fa poc: la de portar-vos com a mínim un vídeo cada mes. Patia perquè hi havia el risc de decebre-us, i no tinc cap ganes de tenir-vos descontents; ben al contrari. Doncs bé, patia, us deia, quan ha aparegut això (si podeu, veieu-lo en HD i a pantalla completa):
El vídeo original és de Brad Goodspeed, però jo hi he arribat a través de Fogonazos, seguint un enllaç a Facebook del company biòleg Borja Rodríguez.
La seva idea, a partir d’un vídeo recent sobre un eclipse de Lluna, va ser preguntar-se quin aspecte tindia la Terra, vista des d’aquí, si es trobés a l’òrbita de la Lluna (a 380.000 km d’aquí). Des d’aquí la idea va anar desenvolupant-se, i l’efecte que s’aconsegueix és realment espectacular (tot i que sembla ser que Júpiter no seria tan gran).
La qüestió de l’escala del Sistema Solar, i evidentment de la resta de l’Univers, és un tema freqüent i que s’ha explicat a través de moltes analogies. No les repassaré pas, i de fet em sembla que aquesta que acabem de veure n’és una molt bona mostra. Una altra de força interessant és la d’aquest post a BlogOdisea, amb un altre vídeo que va encara més lluny que l’anterior. De moment, us en deixo una imatge:
A banda de la mida dels astres, l’altra gran qüestió de l’escala a l’Univers és la de la distància. Només perquè ens en fem una idea, permeteu-me apuntar que—amb la tecnologia actual—cap de nosaltres podria arribar al límit del Sistema Solar (força més enllà de Plutó) en vida.
Espero que us agradi, i us convido a aportar qualsevol dada que us resulti curiosa per recordar-nos com en som d’insignificants en el nostre racó d’espai-temps…
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… 😛
El que acabeu de veure és un paràsit en plena acció. Però tal i com explica molt bé (*)Sir Richard Attenborough en aquest documental de la BBC, no es tracta d’un paràsit normal.
El parasitisme és una relació freqüent entre dos organismes a la Natura. Fins i tot hi ha qui afirma que la meitat dels éssers vius són paràsits, ja que cada espècie té com a mínim un paràsit que s’aprofita d’ella. Deixant de banda que això sigui cert o no, és clar que els paràsits han creat tot tipus d’estratègies per continuar el camí de l’evolució.
Entre els paràsits, sovint hi trobem fongs. I entre aquests, n’hi ha molts del gènere Cordyceps (aquí en teniu una mica més d’informació wikipèdica) especialitzats en atacar insectes, motiu pel qual s’anomenen entomopatològics. Cada espècie de Cordyceps afecta una espècie concreta d’insecte, de manera que la seva evolució conjunta es converteix en una lluita per desempallegar-se del fong o continuar aprofitant-se de l’hoste.
La particularitat d’aquest cas en concret (posem-li nom d’una vegada: Cordyceps unilateralis), però, és que no només parasita el seu hoste (la formiga fustera, Camponotus leonardi), sinó que el converteix en un autòmat al seu servei. Un cop les espores del fong s’introdueixen al cervell de la víctima, comencen a alterar el seu comportament. L’objectiu és dirigir la formiga afectada cap a una zona concreta dels arbres, amb la temperatura i humitat adequades per al creixement del miceli (el cos) i l’esporangi (el bolet en si) del fong. Un cop allà, obliga la formiga a ancorar les seves mandíbules a les fulles i l’immobilitza. La pobra víctima mor, però encara farà dues últimes funcions per al seu paràsit: li servirà d’aliment i, també, de “test” on crèixer còmodament per generar noves espores. El resultat és evident en el vídeo, oi?
Cordyceps en acció sobre una de les seves víctimes
Sembla, a més a més, que aquesta manera d’actuar ve de lluny. Concretament, recentment s’han trobat pistes que mostren que fongs i formigues van entaular la relació actual fa com a mínim 48 milions d’anys. Podeu llegir-ho a Amazings.es, un projecte de creació recent portat per bloggers veterans, i que queda apuntat al blogroll d’iCIENTIFICats. A l’article podreu trobar més informació sobre la descoberta dels 48 milions d’anys, gràcies a un fòssil d’una fulla que presenta les marques característiques de les mandíbules de les formigues infectades.
[Em vaig oblidar de dir-vos que vaig descobrir l’article gràcies al twittero @DoctorMoriarty i al seu tumblr. Tots dos s’han de descobrir.]
(*) A la descripció del vídeo a YouTube, al peu, podeu trobar-hi tot el text de la narració en anglès, per cortesia de la gent de FreeScienceLectures. Ho sento, però no he trobat res amb subtítols…
Coneixeu altres casos semblants a aquest? Quins? Podeu parlar-ne als comentaris, i també remarcar que la Natura és cruel (i un pèl fastigosa) a vegades. Si us interessa la qüestió, no deixeu de veure alguns dels vídeos relacionats que us ofereix YouTube.
Un vídeo curtet per aquesta nova entrega del Vídeo de la “Setmana”. En què us fa pensar el que heu vist? Bé, no cal posar-hi massa imaginació per reconèixer el batec del cor. En realitat, es tracta de cèl·lules cardíaques que estan duent a terme la seva funció: bategar de manera coordinada, com ho fan una seixantena de vegades per minut al nostre cos. La qüestió és, però, que aquests cardiomiòcits—cèl·lules de la musculatura cardíaca—eren fa tot just uns mesos cèl·lules de la pell (fibroblasts més concretament). Sorprenent, oi?
Aquest vídeo el podeu trobar també a YouTube o a la seva font original. Va aparèixer fa uns dies al blog (altament recomanable) Apuntes científicos desde el MIT, escrit per en Pere Estupinyà, un bioquímic i divulgador científic que actualment treballa a Washington DC. Al post explica l’origen del vídeo, i com s’aconsegueix aquesta misteriosa transformació de cèl·lules de la pell a cèl·lules cardíaques. De fet, les cèl·lules que heu pogut veure són Induced Pluripotent Stem Cells (d’ara endavant, iPS), o cèl·lules mare pluripotents induïdes.
En aquesta darrera paraula hi ha la clau per entendre el procés del qual ara parlaré. Les cèl·lules mare (o cèl·lules soca, en una denominació més correcta) són aquelles cèl·lules d’un organisme que encara no s’han diferenciat totalment, i poden potencialmentconvertir-se en diferents tipus cel·lulars. Durant el desenvolupament d’aquest organisme, es produeix una limitació progressiva dels diferents “futurs” que els esperen a les seves cèl·lules:
El zigot (la cèl·lula resultant de la fecundació) és totipotent: té la capacitat potencial de convertir-se en qualsevol tipus cel·lular de l’individu adult.
A mesura que avança el desenvolupament, cada individu passa per les fases d’embrió, fetus i juvenil. En paral·lel, aquesta cèl·lula inicial es divideix moltíssimes vegades, i les seves descendents veuen progressivament reduït el ventall de possibilitats cel·lulars que tenen al davant; passen, doncs, a ser cèl·lules pluripotents (les cèl·lules de la masssa interna dels blastocists) i, més endavant (en estadis més avançats i fins i tot com a reserva en certs teixits adults), multipotents.
Finalment, cadascuna d’elles es diferencia (es converteix) en un hepatòcit, una neurona o qualsevol altra cèl·lula habitual al nostre cos, un estadi que ja no abandonaran: són, doncs, cèl·lules unipotents.
A mesura que el desenvolupament avança, es va definint el futur de cada cèl·lula derivada del zigot totipotent original. Font: Wikipedia
En general, quan sentim a parlar de cèl·lules mare, ens en vènen al cap dues tipologies: les embrionàriesi les adultes. De fet, són simplement cèl·lules que es troben en estadis diferents de la seva progressiva diferenciació. Les cèl·lules mare derivades d’embrions tenen el seu potencial gairebé intacte i poden esdevenir pràcticament qualsevol tipus cel·lular. Les cèl·lules mare derivades de teixits adults (la medul·la òssia, el greix o les capes més profundes de la pell, per exemple), en canvi, presenten una versatilitat menor i només podran esdevenir aquells tipus cel·lulars amb els quals estan emparentades més directament.
L’aplicació més evident d’aquestes cèl·lules, de la qual tots hem sentit parlar als mitjans, és la medicina regenerativa. Les cèl·lules mare adultes no provoquen problemes de rebuig pel fet que es poden obtenir del pacient, però tenen un potencial limitat i només es poden aplicar en certs teixits. Aquesta és una dificultat que es pot evitar amb les cèl·lules mare embrionàries, que presenten la capacitat de donar lloc a pràcticament qualsevol teixit. Les dificultats tècniques apareixen, en aquest cas, per la dificultat de controlar el seu creixement (el que pot provocar càncers) i perquè poden generar rebuig en pacients no-compatibles. A banda, hi ha les dificultats ètiques associades a la manipulació d’embrions, que són encara més grans quan pensem que la solució al problema del rebuig seria l’obtenció d’un embrió clònic del pacient.
Cèl·lules mare de ratolí... i cèl·lules mare de Kukuxumusu (Genial el calendari de 2009! Un cop més, gràcies.)
Quina és la solució d’aquest dilema, doncs? Exactament, les cèl·lules iPS. Tal com dèiem abans, es tracta de cèl·lules pluripotents induïdes. Ja sabem que la pluripotència ens indica la capacitat de diferenciar-se en diversos tipus cel·lulars. Parlem doncs de la importància que siguin induïdes: són cèl·lules mare que, de fet, no eren cèl·lules mare, sinó cèl·lules diferenciades en un teixit adult, en aquest cas la pell. Afegint-hi i induint-hi l’expressió de quatre (!) gens, aquestes cèl·lules perfectament limitades per dur a terme la seva funció de pell recuperen la potencialitat que havien tingut en el passat.
Les iPS cells es van obtenir per primer cop el 2006 en ratolins, i l’any següent ja es va aconseguir reproduir el resultat amb cèl·lules humanes. D’acord amb els primers estudis de Yamanaka el 2006, els quatre gens que cal afegir-los (o, més ben dit, transfectar-los utilitzant un vector víric) són aquests: Oct3-4, Sox2, c-Myc i Klf-4. Els dos primers són molt importants per mantenir la pluripotència i se n’ha comprovat la presència a les cèl·lules mare “normals”. En analitzar-les, s’ha vist que aquestes cèl·lulespresenten la majoria de característiques pròpies de les cèl·lules mare: alta capacitat de proliferació, aspecte similar, expressió de gens característics, alta activitat de les telomerases (les recordeu? si no, aquí us en parlo)… Fins i tot són capaces de passar “desapercebudes” en un embrió, i donar lloc així a individus quimera: en part normals, en part iPS (com es veu a la figura).
El procés d'obtenció de les "iPS cells". Cliqueu-hi per accedir a la figura i el peu de foto originals a Nature
Durant aquests quatre anys, el procés de generació de cèl·lules iPS s’ha anat refinant. S’han utilitzat gens lleugerament diferents però pertanyents a les mateixes famílies, se n’ha eliminat algun perquè s’ha comprovat que no era imprescindible per al procés… En aquest aspecte, destaca la supressió de c-Myc, ja que és un oncogen: això permet una major proliferació d’aquestes cèl·lules, però també és responsable que aquestes cèl·lules puguin esdevenir tumorals (si fa no fa en un 20% dels casos). Evitant-ne l’ús, el procés de generació de les cèl·lules iPS és una mica més lent, però si fa no fa igual d’eficient. Podeu ampliar la informació amb més dades tècniques a la Wiki (en anglès).
Els usos d’aquestes cèl·lules són diversos, com heu pogut veure al post d’Apuntes científicos…, però l’ús més obvi és un cop més el de la medicina regenerativa. Un cop recuperada la seva pluripotencialitat, només cal convertir aquestes cèl·lules en el tipus que més ens convingui, és a dir, tornar a restringir-los clarament el destí, però aquest cop adoptant unes funcions diferents a les que feien originalment. Això s’ha de fer en primer lloc en cultius cel·lulars al laboratori, i és la tasca en la qual es centren avui els investigadors. Els cultius es suplementen amb els diversos factors (gens i proteïnes específics) necessaris per imitar el procés que té lloc de manera natural al desenvolupament, per arribar a fer d’aquesta manera cèl·lules necessàries per al tractament d’un fetge, un cor o un cervell d’un malalt.
Com moltes altres tècniques, som només en un estadi inicial, i pot ser que els seus fruits no siguin tan grans com les esperances que hi estem posant. La decepció just després d’una gran expectació és freqüent en aquest camp (recordeu el cas de la teràpia gènica, per parlar d’un exemple recent), però de ben segur que la recerca val la pena i ens continuarà proporcionant satisfaccions, de les quals el vídeo d’avui només és una petita mostra.
Actualització del 2 de febrer. Just l’endemà de publicar aquest post, El País anunciava la notícia que aquesta tècnica pot quedar superada aviat: en un article publicat a Nature es demostrava que és possible el pas directe de fibroblats a neurones, sense travessar l’estadi d’iPS. Vies complementàries?
Si teniu algun suggeriment pel blog, voleu fer alguna pregunta que no podeu respondre o no sabeu com passar l'estona, podeu fer-m'ho arribar a aquesta adreça:
icientificats[at]gmail[dot]com
iCIENTIFICats 