23 de desembre 2009

Els deu millors

No, no parlarem dels deu millors jocs del 2009, ja n'hi ha massa de llistes dels jocs top ten de l'any. Avui toca (més) ciència, que no ens en cansarem. Es tracta dels deu avenços científics més destacats de l'any 2009. No l'hem feta pas nosaltres, la llista. Es tracta de la que cada desembre publica la revista Science i que aquest any ens duu làsers i púlsars, proteïnes i altres molècules, la Lluna i el carboni, teràpia gènica i homínids...

10. El primer làser de rajos X. Tots tenim làsers a casa i cada dia n'utilitzem a patades, però tots els habituals emeten radiació electromagnètica visible (és a dir, llum) o radiació infrarroja. A mesura que augmentem la freqüència de la llum, és a dir, ens n'anem cap al blau i el violat, l'ultraviolat i els rajos X, cada vegada és més difícil aconseguir emissió de llum làser (per raons que ara no cal explicar). Ara, finalment, s'ha aconseguit crear un làser que emet en rajos X. Però no us penseu que s'assembla als làsers habituals, es tracta d'un làser d'electrons lliures, un tipus de làser que funciona de forma molt diferent a la dels làsers tradicionals. La joguina es diu Linac Coherent Light Source i està situada a les instal·lacions de l'accelerador lineal de Stanford.

9. El rejoveniment del Hubble. El vell i entranyable telescopi espacial Hubble es fa vell. Un dels més exitosos estris que tenim donant voltes damunt dels nostres caps ja ha complert 19 anys. Però es resisteix a morir. Després de dues dècades de donar-nos imatges espectaculars de l'univers i fer una "carrera científica" impressionant, la missió de maig del transbordador espacial Atlantis el va rejovenir amb una nova càmera i diversos instruments nous. El Hubble ens seguirà deixant bocabadats i seguirà contribuint a la ciència.


Una imatge feta pel rejovenit Hubble. La galàxia espiral NGC 4522, membre del cúmul de Virgo. Però si us hi fixeu també veureu munts de galàxies molt més llunyanes al fons

8. Grafè, el material de moda. Agafeu la mina d'un llapis i traieu-ne una fina capa, una capa que només tingui un àtom de gruix: ja teniu el material de moda, el grafè. Bé, sí, no és pas fàcil treure una capa d'un àtom de gruix; de fet no fou fins el 2004 que un equip d'investigadors van aconseguir obtenir mostres de grafè. Aquest any 2009, però, s'han produït un seguit de decobriments sobre les propietats del grafè i sobre les maneres d'obtenir grans làmines del material. L'interès de la cosa està en les magnífiques propietats elèctriques del material, que poden dur a noves aplicacions en electrònica i comunicacions, com ara transistors molt més ràpids que els actuals.


Imatge del grafè obtinguda per microscòpia electrònica de transmissió (coi, no us impressiona? que esteu veient àtoms individuals de carboni, collons!)


7. Èxits en teràpia gènica. La teràpia gènica va començar a aplicar-se en humans el 1990, però el seu progrés ha estat lent, ple de dificultats i problemes. El 2009, però, ha vist tres grans èxits en aquest camp quan diferents grups d'investigadors han informat de bons resultats en el tractament de tres malalties:
  • Amaurosi congènita de Leber. És una disminució greu o pèrdua total de la visió que apareix en la infantesa. És deguda a una afectació de la retina i el nervi òptic que es transmet hereditàriament (pels que ho volgueu saber, de forma autosòmica recessiva). Un equip d'investigadors al Regne Unit i a Estats Units han aconseguit millorar significativament la capacitat visual de 12 pacients injectant als seus ulls un virus inofensiu que duu un gen que codifica l'enzim necessari per a produir un pigment fotosensible (com a daltonià que sóc, cal dir que amb una tècnica semblant un altre equip va proporcionar visió totalment en color a unes mones esquirol que eren daltonianes!)
  • Adrenoleucodistròfia associada al cromosoma X. Una malatltia hereditària que acostuma a provocar la mort abans de l'adolescència: un error en un gen provoca la destrucció de la mielina que recobreix les fibres nervioses, fet que els impedeix conduir els impulsos nerviosos. Fa dos anys un equip francès va insertar un gen corrector, l'organisme va començar a fabricar la proteïna que mancava i actualment s'ha aturat la degeneració en el cervell provocada per la malaltia.
  • Immunodeficiència combinada greu. Absència d'immunitat cel·lular provocada per diversos factors. El segon tipus més habitual és provocada per la manca d'un enzim, l'adenosina deaminasa. Un equip italià confirmà que el 80% dels pacients d'un estudi amb teràpia gènica iniciat fa vuit anys ja no presenten els problemes d'aquesta malaltia i no han patit cap mena d'efecte secundari.

6. Aigua a la Lluna. Sembla que encara podrem anar a patinar sobre gel en algun cràter de la Lluna. Després de diverses observacions de ràdar durant la dècada de 1990 que suggerien la possibilitat de l'existència de gel d'aigua en els cràters de les zones polars de la Lluna, i després de la detecció de concentracions d'hidrogen a prop dels pols lunars el 1998, finalment hem sortit de dubtes. El passat octubre le sonda LCROSS ens ho confirmà a la manera bèstia: envià un trasto (una sonda d'impacte, si voleu ser més delicats) perquè literalment s'estavellés a 7.000 km/h contra el fons d'un cràter al pol nord de la Lluna (el cràter Cabeus) i poder analitzar tot el que sortia volant d'aquesta explosió... i la LCROSS, allà dalt va detectar sense cap possibilitat de confusió, la presència d'aigua. El gel només el podrem trobar als pols lunars: si el cràter és prou profund la llum del Sol no hi arriba mai i la temperatura és sempre molt freda (-200 ºC us sembla prou fred?), l'aigua pot arribar-hi per impactes de cometes, que escampen molècules d'aigua per la superfície de la Lluna. Amb la llum del Sol les molècules es descomponen ràpidament, donant hidrogen i ions hidroxil, però si cauen al fons d'un cràter polar, s'hi queden. I al llarg de milers de milions d'anys es poden haver acumulat molts i molts litres.


El cràter Erlanger, a 90 km del pol nord lunar, amb prou feines il·luminat pel Sol, fotografiat per la Lunar Reconnaissance Orbiter. És un bon candidat a tenir aigua acumulada al seu fons.

5. Eterna joventut?. La rapamicina o sirolimús és un fàrmac immunosupressor que s'utilitza sovint per a evitar el refús en els transplaments, especialment en els de ronyó. Es va descobrir ja fa anys com a producte d'un fong, el Streptomyces hygroscopicus, però ara tot just s'ha descobert que permet allargar la vida de ratolins fins a un 14% respecte a la mitjana de vida habitual. És la primera vegada que s'aconsegueix una cosa així en mamífers. Encara no es té totalment clar el mecanisme bioquímic d'actuació d'aquest "antienvelliment", i evidentment no és l'elixir de l'eterna joventut: recordeu que també és un immunosupressor i, per tant, redueix molt la capacitat del sistema immunitari per enfrontar-se a malalties. En quaslevol cas, el descobriment obre moltes portes per a nous camins de recerca.

4. Monopols magnètics. Tots sabem que un imant té dos pols, i tant se val com el tallem o el trossegem, cada trosset sempre tindrà dos pols. Els físics, però fa temps que especulen sobre l'existència de partícules magnètiques amb un únic pol, els monopols magnètics. El cert és que mai s'ha detectat cap monopol magnètic, però teòricament potser podrien explicar perquè la càrrega elèctrica està quantificada (és a dir, sempre és un múltiple de la càrrega elètrica fonamental), a més algunes teories de gran unificació també en prediuen l'existència. Ara uns quants equips de recerca en física, ja que sembla que no detectem monopols, han decidit tirar pel dret i crear-los ells mateixos. El que han fet és crear el que en física s'anomena una quasipartícula, que té les mateixes propietats que tindria un monopol, i ho han fet en un tipus de cristalls anomenats gels de spin, com ara el titanat de disprosi, no pas un cristall que trobeu a ca l'adroguer.

3. L'adrenalina de les plantes. Feia temps que se sabia que grans concentracions d'una substància anomenada àcid absícic o dormina en les plantes provoca que les llavors entressins en "hivernació" i limitessin al màxim el consum d'aigua i el creixement, cosa que les ajuda a sobreviure greus períodes de sequera. El problema és que no se sabia el mecanisme d'actuació d'aquesta molècula ni quins eren els receptors cel·lulars. Aquest any diversos equips d'arreu del món, han trobat la resposta a aquestes preguntes i han aconseguit aterrar una barrera que feia temps que obstaculitzava diverses línies de recerca en biologia de les plantes. A més, resulta que les proteïnes receptores en qüestió pertanyen a una família de proteïnes molt conservada, és a dir, que es troba en molts altres organismes, fet que obre encara més perspectives de recerca.

2. Púlsars en rajos γ. Els púlsars són estels de neutrons en ràpida rotació, amb un camp magnètic molt intens i que emeten radiació electromagnètica en dos feixos molt intensos als dos pols del seu camp magnètic. Vistos des de la Terra semblen una estrella polsant, talment com la llum d'un far, ja que només els detectem en el moment en què un dels dos feixos que emet està dirigit cap a nosaltres. El primer púlsar el va descobrir la Jocelyn Bell el novembre de 1967 i des de llavors no han deixat de sorprendre a tothom. Fins ara només se'ls observava i estudiava en la banda de les ones radioelèctriques, però amb la posada en marxa del telescopi espacial de rajos γ Fermi hem pogut observar aquestes criatures també en la banda dels rajos γ, i els resultats han estat espectaculars. Les dades comencen a donar als astrofísics una millor comprensió dels mecanismes que es produeixen en aquesta mena d'estrelles, a més de permetre descobrir molts púlsars nous. Però a més dels púlsars, el Fermi ens permetrà explorar tot el cel en la banda de rajos γ amb una resolució i sensibilitat molt superior a la que es tenia fins ara. Estigueu al cas, que aviat arribaran més descobriments fascinants!


Cicle d'imatges del púlsar de Vela, a partir de les observacions del Fermi. Tingueu present dues coses: 1) el cicle està passat a "càmera lenta", ja que en realitat només dura 98 mil·lisegons. 2) Recordeu que la imatge és en rajos γ, la brillantor representa la intensitat dels rajos γ, no correspon a llum visible, és a dir, a ull nu no veuríeu això.


And the winner is...

1. Ardi, el nostre avantpassat més llunyà. Pot haver-hi millor manera de celebrar l'aniversari de Darwin? No tenim una gran quantitat de restes fòssils força completes dels nostres avantpassats homínids més llunyans. Fins aquest any el més antic de tots era Lucy, l'entranyable Australopithecus afarensis descoberta el 1974 a la vall d'Awash, a la depressió Afar d'Etiòpia, un lloc que no para de donar-nos magnífiques troballes. I dic fins aquest any, perquè el 2009 s'ha afegit a la família un encara més antic: Ardi.

Ardi, un individu de l'espècie Ardipithecus ramidus, fou descobert el 1994, però s'han trigar quinze anys a exacavar, analitzar i classificar totes les restes. Els resultats, espectaculars, s'han publicat aquest passat octubre. Ardi té una antiguitat de 4,4 milions d'anys (Lucy només 3,2 milions d'anys) i així, Ardipithecus ramidus actualment és l'avantpassat dels humans més proper a l'ancestre comú entre els humans, Homo sapiens, i els ximpanzès, Pan troglodytes. Malgrat que ja s'havien trobat restes d'A. ramidus abans, aquesta és el primer esquelet més o menys complet i ens permet arribar a moltes conclusions sobre aquest avantpassat nostre (en realitat, no és segur que sigui avantpassat directe nostre, podia ser una branca lateral que no ha arribat als nostres dies).

Ara ja sembla clar que l'avantpassat comú entre homes i ximpanzès no era en absolut semblant a un ximpanzè, com hi ha sovint la tendència a imaginar-lo. Les conclusions més destacades de l'estudi són que l'A. ramidus probablement era arborícola, quadrúpede i no podia caminar sobre els artells (com fan actualment els ximpanzès). Diversos trets indiquen formació de parelles mascle-femella i inversió de recursos en la cura de la descendència. Destaca la presència del polze oposable també als peus i que, segurament, podia ser bípede, fet que suggereix bipedisme a terra però quadripedisme als arbres. Una altra conclusió és que possiblement els nostres avantpassats habitaven en zones més boscoses i no en àrees de sabana com fins ara es considerava més plausible.

Prou xerrameca, vegeu-ne el vídeo de Science:



Ara només cal veure què ens durà el 2010. Com sempre, cada descobriment que fem ens duu a cinquanta preguntes noves que abans ni tan sols havíem imaginat. Aquesta és la grandesa i la fascinació de la ciència... i encara hi ha qui diu que la ciència és avorrida... no us entretingueu, que us espera tot un univers per descobrir!