El microbioma, una nova frontera de la ciència

El nostre cos és un ecosistema que els científics estan començant a descobrir i salvaguardar com a especialistes en” gestió de vida salvatge microbiana”. El cos humà conté 10 vegades més microbis que cél.lules humanes: bacteris, fongs i virus. El Projecte del Microbioma Humà ja porta comptabilitzats 5 milions de gens. No hi ha dubte que aquesta serà una de les grans àrees de recerca de les properes dècades.

Per posar un exemple curiós. Recentment s’ha investigat com canvia el microbioma vaginal de les dones que estan embarassades.   Una de les espècies dominants que es troben a la vagina de les dones en estat és el Lactobacillus johnsonii, que normalment es troba en el budell i que facilita la digestió de la llet.  Sembla que l’aparició d’aquest microbi en la vagina facilita que en el moment del naixement l’infant quedi banyat en aquest microbi i l’acabi ingerint, la qual cosa facilitarà la digestió de la llet materna.  Aquesta llet té unes 600 espècies de bacteris i alguns sucres anomenats oligosacàrids que els infants no poden digerir i que serveixen d’aliment als bacteris beneficiosos.  Quants més d’aquests hi hagin, més difícil és que els bacteris perjudicials s’instal.lin en el cos de l’infant.

Els científics han desenvolupat ratolins que no tenen microbioma. Això fa que el sistema inmunitari tingui una sobrereacció causant inflamacions danyines.  Si s’els donen bacteris quan són joves es poden corregir aquestes conseqüències, però és massa tard si es fa quan són adults.

En la boca de qualsevol persona es poden trobar entre 75 i 100 bacteris, però les espècies varien de persona a persona i s’hi poden trobar més de 5.000.  Es un gran misteri com el sistema inmunitari decideix a quins microbis atacar i quins no, la qual cosa és una sort  perquè els microbis faciliten moltes tasques com l’elaboració de vitamines, la digestió de plantes i en la pell eviten que aquesta es fracturi impedint així la penetració de gèrmens dolents.

Els antibiòtics d’espectre ampli maten també els microbis beneficiosos i no és fàcil restaurar l’ecosistema.  El Clostridium difficile, per exemple, invadeix de vegades el budell desprès d’un tractament amb antibiòtics. Ara, per a restaurar els microbis beneficiosos s’assagen supositoris fecals de persones sanes. En un estudi recent s’ha vist que aquest tractament és efectiu en un 83% dels casos per erradicar el Clostridium difficile,  pel qual,  només als Estats Units,  es van hospitalitzar més de 300.000 persones en l’any 2009.  La obesitat pot tenir també relació amb els canvis en el microbioma,  segons s’ha vist en ratolins prims a qui s’ha injectat bacteris de ratolins obesos.

¿Què és una flama?

Quan s'encèn un combustible, aquest reacciona amb l'oxigen de l'aire i aquesta reacció produeix el gas que és la flama, que només és un gas calent que brilla i dóna calor.  La llum i la calor es generen de la següent manera. Quan els àtoms del combustible s'escalfen es mouen més ràpid. Aquest augment d'energia fa que els electrons saltin a òrbites de més energia. Els electrons tenen tendència a tornar a les seves òrbites i, al fer-ho, emeten fotons que percebim com llum i calor.

Els àtoms del combustible els podem excitar, per exemple, amb un llumí i els àtoms del llumí els excitem amb el fregament.

Aquest vídeo en anglés ho explica molt gràficament.

http://blogs.scientificamerican.com/video-of-the-week/2012/06/13/flame/?WT_mc_id=SA_DD_20120614

Els moviments del estels al voltant del centre galàctic revelen el forat negre supermassiu

Aquí teniu un primer vídeo, però mireu el segon: cliqueu sobre l'enllaç i quan aparegui el vídeo cliqueu per a començar el vídeo.
http://www.youtube.com/embed/k7xl_zjz0o8

L'estel que s'aproxima més ràpidament al forat negre del centre de la galàxia marcat amb un signe + ho fa a 12000 km/s, una velocitat 400 vegades més alta que la de la Terra al voltant del Sol la qual cosa revela la força del forat negre de massa equivalent a 4 milions de sols

El forat negre està en un punt anomenat Sagitari A*.   Aquests moviments han estat estudiats al llarg de 16 anys pels investigadors del institut Max Planck liderats per Reinhard Genzel i per Andrea Ghez i el seu grup a UCLA. Als dos grups s'els ha concedit recentment el premi Crafoord per aquestes investigacions.

Per què el virus de la sida és tan difícil de combatre?

A risc de rebre una rectificació d'un expert com és el meu amic Ventura Clotet us volia donar aquest enllaç que explica molt bé perquè el virus de la sida és tan difícil de combatre. Hi han dues raons:

En primer lloc té una gran habilitat per a canviar el recobriment proteínic i això fa que el sistema immunològic tingui dificultats per a detectar-lo.

Segon i més important: ataca les cél.lules CD4+ del sistema immunològic.  Aquestes cél.lules fan de controladors del sistema i absenta la seva funcionalitat les demés cél.lules del sistema no saben qué fer i el pacient queda exposat a tota classe de malalties com la tuberculosi, meningitis, pulmonia, càncer, etc.

Mireu el vídeo:

http://www.scientificamerican.com/video.cfm?id=instant-egghead-why-is-2012-06-06&WT.mc_id=SA_DD_20120607

El trànsit de Venus i la detecció d'exoplanetes

El pas de Venus davant del Sol que tindrà lloc demà, i que a Catalunya només podrem observar a l'alba i per un curt període de temps (atenció a protegir-se els ulls!),  és un fenòmen que només s'ha observat sis vegades que es tingui constància, la primera en el 1639, encara que Kepler va predir el trànsit del 1631.  Els trànsits es produeixen en parelles vuit anys apart i amb uns cent anys entre una parella i la següent. Per tant, la propera ocasió serà en el segle XXII (2117). Una de les famoses observacions va ser la del Capità Cook en el 1769 a la Polinèsia.  Venus apareixerà com una petita piga a la cara del Sol i això farà que la intensitat lumínica de la nostra estrella disminueixi lleugerament.

Aquest és un dels mètodes que s'usen per a descobir exoplanetes mirant les disminucions en les intensitats de llum dels estels quan els planetes les eclipsen parcialment.

Un altre mètode el teniu representat en la figura adjunta.  Es la variació en la velocitat radial del estel quan un planeta passa a prop seu i que fa que si l'estel s'allunya de nosaltres la seva llum es veu més vermella (efecte Doppler similar al xiulet d'un tren que s'allunya) i, en canvi, es veu més blava si l'estel s'aproxima a nosaltres. Naturalment això fins ara només servia per planetes gegants propers als estels,  quan les variacions de la velocitat són més pronunciades.  L'espectrògraf HARPS europeu instal.lat a l'observatori xilé de La Silla pot detectar canvis de velocitat de tan sols un metre per segon, similar a la velocitat d'una persona caminant. Però si volem detectar planetes similars a la Terra no és suficient perquè aquesta només causa una variació de 9 cm per segon.  Ara un grup d'investigadors han desenvolupat una tècnica de calibració usant el que anomenen una "pinta" de freqüències làser que permetrà detectar planetes com la Terra.

Això obre noves possibilitats per a investigar planetes on es pugui detectar vida.

En una altra notícia rellevant que també obre noves possibilitats dins del sistema solar val a destacar que el fundador de Space X ha dit que creu possible enviar astronautes a Mart en un plaç màxim de 20 anys. Elon Musk va ser el fundador de PayPal i a continuació ha fundat Tesla Motors (fabricant d'un vehicle elèctric esportiu amb una impressionant acceleració de 0 a 60 milles o 96,6 kms per hora en 3,7 segons) i més tard Space X, la primera empresa privada que ha enviat un càpsula a l'estació espacial.  Com veieu, això sí que és un emprenedor!

Carlo Rovelli i la ciència

La ciència parteix d'observacions de les que obtenim dades que organitzem en teories.  Les teories són suggerides per les dades, les comprovem amb més dades i a mesura que avança el temps obtenim més dades que, o reforcen les teories o les refuten,  i hem de trobar noves teories.


En aquesta versió de la ciència sembla que el que és més rellevant siguin les dades empíriques,  ja que aquestes permaneixen i les teories van canviant.


Carlo Rovelli, que dirigeix un grup de recerca sobre gravetat quàntica a la Universitat de la Mediterrània, a Marsella, creu que falta alguna cosa en aquesta versió standard de la metodologia científica.


Rovelli ha escrit un llibre sobre Anaximandre a qui considera el primer científic.  Abans d'Anaximandre totes les civilitzacions del planeta dividien el món en dues parts, el cel sobre el nostre cap i la terra sota els nostres peus. Hi havia el sobre i el sota, les coses pesants queien des de dalt.  Anaximandre va dir: "La Terra és un cos finit que flota a l'espai, sense caure, i el cel està tot al seu voltant". ( Aquesta revelació no va arribar a Xina fins el segle XVII de la mà dels jesuïtes).  La pregunta que ens podríem fer és: "¿Com és que al Terra no cau si flota a l'espai?". Anaximandre no contesta aquesta pregunta, el que fa és qüestionar la pregunta. ¿Per què hauria de caure la Terra?  El que cauen són els objectes sobre la Terra, tant si vius a Europa com si vius a Austràlia.  Anaximandre ens ofereix una altra visió de la realitat, descobreix una veritat que, en certa manera, és una veritat negativa.  Ens llliura d'un prejudici.  Carlo Rovelli creu que aquesta història és interessant perquè es repeteix en cada pas fonamental de la física.  No es tracta tant de canviar les teories com de canviar la manera com veiem el món.  


Quan Einstein contrueix la relativitat especial no es carrega la teoria de Newton i la de Maxwell, respecta les dues, encara que hi ha una contradicció entre elles. Per a resoldre-la, Einstein ens canvia el concepte de temps.  La ciència és, sobretot, el comprende alguna cosa nova sobre el món, construint una nova visió de la realitat que funciona millor que l'anterior. 


El que és important de la relativitat general és la nova visió de l'espai-temps corbat per la matèria-energia, no la dada de que el periheli de Mercuri es mou tal i com ho calcula la relativitat general i no la teoria de Newton. La relativitat general ens prediu el Big Bang i els forats negres. És el contingut de la teoria el que és important.  En el camp de la biologia, la teoria de l'evolució  i la genètica ens diuen que tots els éssers vius tenim un ancestre comú. Aquest és un dels continguts importants de la teoria, no els fets específics usats per a comprovar la teoria. 


Ara Rovelli està intentant unir la gravetat i la mecànica quàntica partint de les dues teories, però canviant la nostra visió de la realitat, com va fer Einstein. En la seva teoria ni l'espai ni el temps venen pre-donats sinó que emergeixen de la teoria.  La seva teoria, Loop Quantum Gravity, es contraposa amb l'alternativa teoria de cordes que no té en compte ni la relativitat general ni la mecànica quàntica, però parteix de l'espai i el temps com  a fonamentals.


Amb reminiscències del que ens deia Firestein en l'anterior bloc, Rovelli també ens diu que la ciència és incerta.   Ara bé és el coneixement més fiable que tenim en el present. Les idees científiques no són creïbles perquè siguin certes, sinó perquè són les que han sobreviscut totes les possibles crítiques passades, són creïbles perquè es posen a l'abast de tothom per a ser criticades. 


En aquest sentit, Rovelli creu que qualsevol esforç per a fer compatible ciència i religió, o almenys fer-les anar per vies paral.leles, és impossible, però per una raó oposada a la que es creu habitualment.  Es inevitable no perquè la ciència pretengui conèixer les respostes, sinó perquè la ciència ens recorda cada dia que no coneixem les respostes de moltes coses encara. En el pensament religiós això és generalment inacceptable. El que és inacceptable no és un científic que digui: "Jo sé això", sinó un científic que diu: "Jo no ho sé, com pots estar segur d'això?".   La religió, en general, vol veritats que no es puguin qüestionar.