El biòleg i doctor en genètica animal Oscar Ramírez explica que encara no se sap massa bé quan es van començar a domesticar els gossos, i hi ha molt debat, amb forquilles temporals separades per desenes de milers d’anys.

Això es deu a que sempre hi ha hagut hibridació entre gossos i llops, a que les restes arqueològiques més antigues costa de diferenciar si són de gossos o de llops, i també a la possibilitat que les dues espècies derivin d’una població de llops que ja s’ha extingit.

Pots escoltar-ho aquí:

Aquesta és una transcripció aproximada d’aquest fragment:

Josep Maria Camps Collet (JMCC): I se sap quan va passar aquesta domesticació? He vist una forquilla molt ampla, entre 12.000, 17.000, 30.000 anys, i pels articles que m’has passat i he llegit, no se sap encara massa on, se suposa que a Euràsia, i tampoc està clar quan, o si ha passat diverses vegades.

Oscar Ramírez (OR): No, aquesta és una de les preguntes que en principi semblaria de les fàcils de respondre, i no ho és tant. Nosaltres hem vist que lògicament el gos ha passat com dos colls d’ampolla, dos reduccions de la població molt grans, que han fet que perdi molta variabilitat genètica. Però és que el llop, les poblacions actuals, també han passat un coll d’ampolla molt important que ha estat després de la domesticació. Per tant, si comparem el llop actual amb els gossos actuals no reflecteixen, o no del tot, els gossos i els llops del primer moment de la domesticació. Ni els llops tenen la mateixa variabilitat, i podria ser que es donés el cas que la primera domesticació vingués d’una població ja extingida, per dir-ho d’alguna manera…

JMCC: Això tampoc és segur?

OR: Això tampoc és segur, però sí que ara, quan nosaltres ara ja amb informació de tot el genoma, quan agafem tot el genoma de diferents llops de diferents poblacions, i de diferents gossos de diferents races, gossos sense raça, gossos de tot el món, sempre ens agrupen tots els gossos junts i tots els llops junts. No hi ha cap població de llop que estigui més a prop dels gossos. Si trobéssim aquesta població ens podria indicar que és l’origen de la domesticació.

Però vaja aquesta pregunta que en principi havia de ser fàcil de respondre té la dificultat que les poblacions actuals no són equiparables a les que hi havia en el moment, i el que després també segurament s’ha produït, i això també ho podem veure al genoma, és que sempre hi ha hagut processos d’hibridació entre gossos i llops.

Això se sap que poblacions d’esquimals posaven una gossa en zel lligada perquè vingués un mascle dels llops i quedar-se els cadells perquè tenien més força, etc. I de manera artificial o no artificial, o buscada o no buscada, sempre hi ha hagut contacte entre llops i gossos. Això també ens fa perdre l’empremta d’on es va produir la domesticació, perquè hi ha hagut diferents processos a posteriori.

JMCC: O sigui que no hi ha una sola línia sinó que poden ser diverses i no està clar si sí o si no.

OR: Exacte, a més a més també segurament una vegada es coneix posem el cas que es calcula… perquè sí que hi ha registres arqueològics que hi ha com primers gossos ja, de fa 40.000 anys, que és una dada que està dins del que podria dir la genètica, posem que els primers gossos es van domesticar fa 40.000 anys. Si després una població humana diferent es trobava amb una població que tenia gossos, segurament agafarien i intentarien domesticar els llops d’aquella regió.

JMCC: Vols dir que s’hauria estès la idea de la domesticació.

OR: Exacte, aquesta també és una teoria, això també s’ha vist en poblacions de porcs, per exemple, el porc senglar s’acabava agafant, o com a mínim sempre hi ha una influència d’hibridació, i això fa que l’origen quedi com una mica difícil de precisar. També és difícil perquè els primers llops que es van domesticar serien molt semblants als llops, llavors quan et trobes a les restes arqueològiques moltes vegades és difícil diferenciar si és de gos o és de llop. Moltes vegades quan pots dir que és de gos és perquè ja té una morfologia característica de gos, i això vol dir que ha passat un temps.

Aquest és un fragment del tercer programa de Sistema Gaia, pots escoltar-lo sencer en aquest podcast:

I aquí trobaràs la transcripció de la xerrada sencera:

L’ENIGMA DE LA GENÈTICA DELS GOSSOS: UNA ÚNICA ESPÈCIE, CENTENARS DE RACES MOLT DIFERENTS

El biòleg i doctor en genètica animal Oscar Ramírez explica que els criteris per escollir i creuar els gossos van ser sobretot utilitaris, fins que el segle XIX es van crear els clubs de raça i els pedigrís, i a partir de llavors els criteris estètics han passat a primer terme.

En aquest procés, al llarg de la història s’han seleccionat els exemplars menys agressius, per controlar els ramats, per vigilar, per caçar. Quan s’ha pogut analitzar el genoma, s’ha vist que l’agressivitat és un caràcter complex que depèn de molts gens diferents que intervenen en la formació del cervell.

Escolta-ho aquí:

Aquesta és la transcripció aproximada d’aquest fragment:

Oscar Ramírez (OR): La creació de les races com es coneixen ara ve de l’època victoriana, quan s’estableixen els canons dels pedigrís, com ha de ser el gos de cadascuna de les races, etc. Fins llavors el gos era una eina pels pastors per guardar el ramat, de vigilància, per la casa, etc. i es seleccionaven aquells gossos per aquestes característiques, si tu eres un pastor que tenies un gos molt bo, els altres pastors et venia a buscar, suposo. Però tot i així, la selecció és molt forta, perquè de vegades, una de les coses que es veu molt, és que segurament un dels primers caràcters que es va seleccionar va ser el color, el pelatge.

Això, que en principi podríem considerar que és un caràcter neutre, que no afecta, en salvatges sí, perquè pot servir per camuflar-te millor, però en les poblacions humanes podem considerar que és un caràcter neutre, si tu estàs seleccionant per exemple pel color blanc, potser estàs arrossegant també alguns al·lels que també són deleteris, nocius. Però si pensem en els primers gossos, que aconseguir un color que fos diferent, que marqués molt la diferència dels llops, segurament seria un caràcter buscat i apreciat.

Igual que també tota domesticació també comporta una menor agressivitat, es buscar una menor agressivitat, això pot ser que ni tan sols sigui buscat de manera conscient: hi ha la teoria que el gos es va domesticar perquè seguia les poblacions humanes nòmades de caçadors, aquests llops sabien que on hi havia humans, quan havien caçat el mamut o el què fos, deixarien restes que ells podrien menjar-se, les poblacions humanes els deixaven que estiguessin a prop perquè els avisaven si arribava algú altre, no convivien encara però estaven en simbiosi, fins que el contacte es va fer més estret.

Però es clar, els llops que s’apropaven a la gent i que podien arribar al campament encara que fos de nit, robant, etc, eren els que menys por tenien als humans i els que eren menys agressius, perquè si entraven al poblat ensenyant les dents el farien fora, però si entrava amb la cua baixa i agafava alguna cosa li permetien. Llavors d’alguna manera també estàs seleccionant animals menys agressius.

Josep Maria Camps Collet (JMCC): Seria una mena de «selecció natural», entre cometes, perquè no hi ha una intenció conscient humana al darrere?

OR: En les seves primeres fases, però després sí, quan si un individu et surt agressiu, doncs segurament se’l devien carregar o no el deixaven reproduir-se, perquè els podria donar problemes. Quan mirem les diferències en el genoma entre gossos i llops, les regions més diferenciades són les que tenen normalment també molts gens relacionats amb el desenvolupament del cervell, amb aspectes cognitius, de canvi de conducta, els gossos estan pendents de la cara del seu amo per veure què és el que vol, i de vegades amb només una mirada ja sap el què ha de fer, tot això requereix uns canvis de conducta.

També caràcters fenotípics de cadell: les orelles caigudes, que són típiques de cadell, són juganers, els llops també ho són, però els gossos ho són durant tota la vida, són aquests caràcters que fan que siguin menys agressius, en aparença i en conducta, i per tant sigui més fàcil apropar-t’hi, interactuar, i fer la domesticació.

Per exemple, tinc un gos pastor que és molt bo, és molt dòcil amb les ovelles, però necessito que tingui més agilitat, doncs buscaves un gos que fos més àgil, el creuaves i miraves a veure què sortia. Amb aquests gossos més de joguina crec que era alguna cosa més, tenies cadells, deies m’agrada aquest, que té poc pèl… i quan tu creaves (una raça) agafaves molt pocs individus, perquè volies els individus que tenien aquesta característica i els creuaves, per tenir descendència que s’assemblés, i això és el que fa perdre variabilitat genètica dins de les races.

JMCC: Això implica poblacions molt petites i consanguinitat, i per tant poca variabilitat genètica, i més risc de malalties genètiques. Quan parles de colls d’ampolla, estan molt ben definits? Perquè m’ha semblat que un el situaves al segle XIX, però genèric, un coll d’ampolla per moltes races diferents? Perquè es pot saber a l’any 1800 quantes races hi arriben? Es podria fer una estimació? I què passa a partir de llavors, que canvien els criteris? Perquè es parla de més de 300 races ben definides ara mateix, oi?

OR: Sí, el coll d’ampolla, per exemple analitzant el genoma d’un individu, podem extrapolar la història de la població. I aquí per exemple és en el cas que hem pogut fer amb eines de genòmica per poder veure que els llops van tenir un coll d’ampolla posterior a la domesticació. Aquesta eina ens permet anar molt enrere, 200 anys no són moltes generacions, i aquí ens costa més de determinar. Però sí que quadra, amb el sentit que és quan es comencen a fer els clubs de raça, es comença a establir quin és l’estàndard de raça i el que no segueixi aquest estàndard no és de raça.

JMCC: Això on passa? Només al Regne Unit?

OR: Comença al Regne Unit i després s’estén a Europa i després a Amèrica i ara ja a tot el món. I de fet, hi ha races que sí que trobes diferències, per exemple, el golden, que és una raça molt comuna, trobes diferències entre el golden americà i el golden europeu, no com si fossin dues races diferents, però sí que pots diferenciar dues poblacions diferents. Segurament van tenir dos orígens, que van ser el mateix, però que després s’han mantingut aïllats, la línia americana i l’europea, això ha passat amb algunes races. I ara quan una raça es posa de moda se li fa molt mal, es creuen molt els exemplars, es perd el control…

JMCC: És el que comporta, la puresa de la raça comporta poca variabilitat. Déu n’hi do, és tot un món! Quan s’ha fet tot això al llarg de la història la gent no sabia què era la genètica i anaven a cegues però amb una intenció i s’aconseguia més o menys.

OR: Es clar, la selecció artificial la pots millorar i fer més eficient si tens dades genètiques, però funciona de totes les maneres. Et posaré el cas més clar: si jo tinc uns cadells, i me n’ha sortit un de marró, un altre de blanc i un altre de negre, i el meu color preferit és el blanc, doncs només deixo que es reprodueixi el blanc. Llavors jo no sé quins gens estan interferint en què sigui blanc ni res, però sé que aquell individu és blanc i és l’únic que deixo que es reprodueixi. D’aquest blanc en la següent ventrada ja en sortirà algun de marró, però en sortiran dos de blancs i potser un de negre. Torno a agafar el blanc i el torno a creuar amb blancs, i el següent ja sortiran tots blancs, és una mica així. Amb aquests caràcters tan típics és fàcil fer-ho, el que és més difícil de fer-ho amb caràcters de conducta o caràcters complexos, on no interfereix només un gen, amb la mida, no interfereix només un gen, potser estàs seleccionant al·lels que són de raça petita, per exemple. Llavors si tens informació genètica pots anar més fi i seleccionar els individus que per tots els gens siguin l’al·lel de ser gran.

Aquest és un fragment del tercer programa de Sistema Gaia, pots escoltar-lo sencer en aquest podcast:

I aquí trobaràs la transcripció de la xerrada sencera:

L’ENIGMA DE LA GENÈTICA DELS GOSSOS: UNA ÚNICA ESPÈCIE, CENTENARS DE RACES MOLT DIFERENTS

El biòleg i doctor en genètica animal Oscar Ramírez ens explica que el gos és el primer animal que es va domesticar, i per tant, el que fa més temps que es selecciona artificialment.

Aquesta selecció artificial és la que ha permès que hi hagi races tan diferents de mida, comportament i aspecte, com per exemple, el chihuahua i el gran danès.

Però com que no els afecta la selecció natural, acumulen moltes mutacions nocives que aquesta eliminaria o en mitigaria la incidència, moltes més que els llops, dels quals van evolucionar.

Escolta-ho aquí:

Aquesta és la transcripció aproximada d’aquest fragment:

Oscar Ramírez (OR): Des que es va dir que tindríem el genoma humà, i que es respondrien totes les preguntes, i el que ha fet és generar més preguntes encara. Ara ja tenim la seqüència humana i de molts altres organismes, però tot i així se’ns escapen moltes coses de com funciona aquest genoma. Hi ha una part, que és la regió que no codifica per cap proteïna, que és la majoritària dins del genoma, i és la que encara ens genera moltes preguntes, i tenim moltes preguntes per respondre, d’aquesta part. L’altra potser sí que moltes d’aquestes preguntes ja estan respostes, però la complexitat d’expressions, per exemple, com pot ser que els gossos, que tenim des del chihuahua, que pesarà un quilo, fins el gran danès, que pot arribar a pesar 100 quilos, o sigui dos ordres de magnitud, tots venen de la mateixa espècie, i si mirem la seqüència nucleotídica del genoma, no són tan diferents, són pràcticament iguals per la majoria de les posicions. O sigui que sí, encara queden moltes preguntes per respondre.

Josep Maria Camps Collet (JMCC): I com s’explica aquesta gran variabilitat? Perquè d’una banda pots parlar d’una sola espècie, però quan els veus semblen moltes espècies diferents.

OR: Aquí hi ha 2 factors molt importants, una és que el gos és el primer animal que es va domesticar, i per tant és el que més temps porta l’home aplicant aquesta selecció artificial. La selecció artificial podria ser com una selecció natural, però molt molt molt més forta, amb la selecció natural es reprodueixen aquells que estan millor adaptats, però amb la selecció artificial pot ser que només es reprodueixi un mascle, i aquest mascle es reprodueixi amb moltes femelles. O sigui, la pressió de la selecció artificial és molt més forta, podem fixar caràcters en molt poc temps respecte a la selecció natural, que triga molt més temps. I també quan fixem aquests caràcters amb selecció artificial, moltes vegades estem arrossegant altres caràcters que potser no estem seleccionant de manera conscient, que estan lligats al caràcter que estem seleccionant, i per això també hem vist que, dins dels gossos, si els comparem amb els llops, la població salvatge, on només actua la selecció natural, els gossos tenen moltes més mutacions deletèries, o mutacions no positives, és molt més alta que no pas amb els llops, en els quals només actua la selecció natural.

JMCC: Aquestes variants deletèries són nocives, són les recessives que tenen efectes negatius?

OR: Exacte, aquestes mutacions nocives normalment la selecció natural, amb el temps les va eliminant, o les manté amb freqüències molt baixes, però amb la selecció artificial de vegades seleccionem caràcters que, com per exemple amb el bull-dog anglès, es busca un gos amb un cap molt gran, i una manera que es vegi que el cap és molt gran és que els malucs siguin molt estrets, i llavors s’estan creant unes femelles amb malucs molt estrets que tenen cries amb caps molt grans i donen molts problemes amb els parts, la majoria han de ser per cesària, i aquest cap gran, amb el morro, també dona molts problemes respiratoris, etc.

Es clar, aquests individus, si no estiguessin, per dir-ho d’alguna manera, sota la protecció dels humans, no sobreviurien, la selecció natural no permetria aquests individus, i aquests caràcters no es fixarien dins la població.

JMCC: És una altra selecció que és estètica humana, oi?

OR: Exacte, i aquesta és una selecció que és volent, que tu sí que estàs seleccionant individus amb el cap més gran i això porta unes conseqüències, però de vegades fins i tot quan estàs fent una selecció que tens un mascle que compleix unes característiques molt bones i el vols creuar amb moltes femelles perquè aquest mascle deixi aquestes característiques a la seva descendència, estàs perdent molta variabilitat genètica, i potser aquest mascle té algunes mutacions nocives que quan es fa reproduir tant, amplia la freqüència dins la població i després trobes individus que són homozigots i tenen problemes. Aquesta és una de les conseqüències d’aquesta selecció artificial tan forta.

Aquest és un fragment del tercer programa de Sistema Gaia, pots escoltar-lo sencer en aquest podcast:

I aquí trobaràs la transcripció de la xerrada sencera:

#SistemaGaia3 – L’ENIGMA DE LA GENÈTICA DELS GOSSOS: UNA ÚNICA ESPÈCIE, CENTENARS DE RACES MOLT DIFERENTS

Aquest és el tercer programa de Sistema Gaia, un projecte per analitzar, debatre i donar a conèixer els sistemes complexos.

Gravat el 15 de març del 2022, l’Oscar Ramírez, biòleg i doctor en genètica, hi explica com és possible que tots els gossos pertanyin a una única espècie, tenint en compte la diversitat de races que hi ha, amb aparences, mides i comportaments tan diferents.

Pots escoltar-lo aquí:

Aquesta és la transcripció aproximada de tota la xerrada:

Josep Maria Camps Collet (JMCC): Bon dia, bona tarda, bona nit, sigui quan sigui que estigueu escoltant això, aquest és el tercer programa de Sistema Gaia, un projecte que vol debatre i divulgar sobre això que en el vox populi se’n diu complexitat i que en àmbits més especialitzats s’anomena teoria de sistemes o paradigma dels sistemes complexos, o simplement sistemes complexos.

És un projecte del que us parla, en Josep Maria Camps i Collet, que és periodista de professió i antropòleg de formació, i que porta uns quants anys llegint tot el que li cau a les mans sobre els sistemes complexos.

Per tant, per fer-ho necessito molta ajuda, i el més lògic és acudir a les persones d’aquest país que s’hi dediquen acadèmicament i també professionalment.

Avui compto amb l’ajuda de l’Oscar Ramírez, llicenciat en biologia i doctor en genètica per la UAB, i especialista en genètica animal, sobretot en la dels gossos. Porta 15 anys estudiant-la, i ha treballat en la seqüenciació del genoma dels llops, els antecedents dels gossos, i també en els canvis genètics que ha comportat el procés de domesticació.

L’he convidat perquè ens expliqui com és possible que en els pocs milers d’anys que fa que això ha passat hi hagi els centenars de races o poblacions de gossos que existeixen, i que tinguin aparences, mides i comportaments tan diferents malgrat que totes pertanyin a una única espècie.

La intenció és que ens expliqui quins són els mecanismes genètics que permeten aquesta gran varietat, i com ha actuat la selecció artificial que hem fet els humans i, a través d’això poder entendre una mica millor com funciona el genoma, que és una dels sistemes complexos més fascinants que existeixen, i també un dels més desconeguts, malgrat ens sembli que ja en sabem moltes coses.

No sé si aquesta afirmació és exagerada, però jo, des de fora, tinc la sensació que sabem moltes coses, però n’hi ha moltes més que encara no sabem.

Oscar Ramírez (OR): Sí, des que es va dir que tindríem el genoma humà, i que es respondrien totes les preguntes, i el que ha fet és generar més preguntes encara. Ara ja tenim la seqüència humana i de molts altres organismes, però tot i així se’ns escapen moltes coses de com funciona aquest genoma. Hi ha una part, que és la regió que no codifica per cap proteïna, que és la majoritària dins del genoma, i és la que encara ens genera moltes preguntes, i tenim moltes preguntes per respondre, d’aquesta part. L’altra potser sí que moltes d’aquestes preguntes ja estan respostes, però la complexitat d’expressions, per exemple, com pot ser que els gossos, que tenim des del chihuahua, que pesarà un quilo, fins el gran danès, que pot arribar a pesar 100 quilos, o sigui dos ordres de magnitud, tots venen de la mateixa espècie, i si mirem la seqüència nucleotídica del genoma, no són tan diferents, són pràcticament iguals per la majoria de les posicions. O sigui que sí, encara queden moltes preguntes per respondre.

JMCC: I com s’explica aquesta gran variabilitat? Perquè d’una banda pots parlar d’una sola espècie, però quan els veus semblen moltes espècies diferents.

OR: Aquí hi ha 2 factors molt importants, una és que el gos és el primer animal que es va domesticar, i per tant és el que més temps porta l’home aplicant aquesta selecció artificial. La selecció artificial podria ser com una selecció natural, però molt molt molt més forta, amb la selecció natural es reprodueixen aquells que estan millor adaptats, però amb la selecció artificial pot ser que només es reprodueixi un mascle, i aquest mascle es reprodueixi amb moltes femelles. O sigui, la pressió de la selecció artificial és molt més forta, podem fixar caràcters en molt poc temps respecte a la selecció natural, que triga molt més temps. I també quan fixem aquests caràcters amb selecció artificial, moltes vegades estem arrossegant altres caràcters que potser no estem seleccionant de manera conscient, que estan lligats al caràcter que estem seleccionant, i per això també hem vist que, dins dels gossos, si els comparem amb els llops, la població salvatge, on només actua la selecció natural, els gossos tenen moltes més mutacions deletèries, o mutacions no positives, és molt més alta que no pas amb els llops, en els quals només actua la selecció natural.

JMCC: Aquestes variants deletèries són nocives, són les recessives que tenen efectes negatius?

OR: Exacte, aquestes mutacions nocives normalment la selecció natural, amb el temps les va eliminant, o les manté amb freqüències molt baixes, però amb la selecció artificial de vegades seleccionem caràcters que, com per exemple amb el bulldog anglès, es busca un gos amb un cap molt gran, i una manera que es vegi que el cap és molt gran és que els malucs siguin molt estrets, i llavors s’estan creant unes femelles amb malucs molt estrets que tenen cries amb caps molt grans i donen molts problemes amb els parts, la majoria han de ser per cesària, i aquest cap gran, amb el morro, també dona molts problemes respiratoris, etc.

Es clar, aquests individus, si no estiguessin, per dir-ho d’alguna manera, sota la protecció dels humans, no sobreviurien, la selecció natural no permetria aquests individus, i aquests caràcters no es fixarien dins la població.

JMCC: És una altra selecció que és estètica humana, oi?

OR: Exacte, i aquesta és una selecció que és volent, que tu sí que estàs seleccionant individus amb el cap més gran i això porta unes conseqüències, però de vegades fins i tot quan estàs fent una selecció que tens un mascle que compleix unes característiques molt bones i el vols creuar amb moltes femelles perquè aquest mascle deixi aquestes característiques a la seva descendència, estàs perdent molta variabilitat genètica, i potser aquest mascle té algunes mutacions nocives que quan es fa reproduir tant, amplia la freqüència dins la població i després trobes individus que són homozigots i tenen problemes. Aquesta és una de les conseqüències d’aquesta selecció artificial tan forta.

JMCC: A mi això em suggereix que ha passat els últims dos segles, que abans no devia haver-hi aquesta preocupació tan estètica, sinó que devia ser més pragmàtica, els gossos eren més treballadors que no pas objectes de decoració, entre cometes, no?

OR: Sí, la creació de les races com es coneix ara ve de l’època victoriana, quan s’estableixen els canons dels pedigrís, com ha de ser el gos de cadascuna de les races, etc. Fins llavors el gos era una eina pels pastors per guardar el ramat, de vigilància, per la casa, etc, i es seleccionaven aquells gossos per aquestes característiques, si tu eres un pastor que tenies un gos molt bo, els altres pastors et venia a buscar, suposo. Però tot i així, la selecció és molt forta, perquè de vegades, una de les coses que es veu molt, és que segurament un dels primers caràcters que es va seleccionar va ser el color, el pelatge. Això, que en principi podríem considerar que és un caràcter neutre, que no afecta, en els animals salvatges sí, perquè pot servir per camuflar-te millor, però en les poblacions humanes podem considerar que és un caràcter neutre, si tu estàs seleccionant per exemple pel color blanc, potser estàs arrossegant també alguns al·lels que també són deleteris, nocius. Però si pensem en els primers gossos, que aconseguir un color que fos diferent, que marqués molt la diferència dels llops, segurament seria un caràcter buscat i apreciat. Igual que també tota domesticació també comporta una menor agressivitat, es busca una menor agressivitat, això pot ser que ni tan sols sigui buscat de manera conscient: hi ha la teoria que el gos es va domesticar perquè seguia les poblacions humanes nòmades de caçadors, aquests llops sabien que on hi havia humans, quan havien caçat el mamut o el què fos, deixarien restes que ells podrien menjar-se, les poblacions humanes els deixaven que estiguessin a prop perquè els avisaven si arribava algú altre, no convivien encara però estaven en simbiosi, fins que el contacte es va fer més estret.

Però es clar, els llops que s’apropaven a la gent i que podien arribar al campament encara que fos de nit, robant, etc, eren els que menys por tenien als humans i els que eren menys agressius, perquè si entraven al poblat ensenyant les dents el farien fora, però si entrava amb la cua baixa i agafava alguna cosa li permetien. Llavors d’alguna manera també estàs seleccionant animals menys agressius.

JMCC: Seria una mena de «selecció natural», entre cometes, perquè no hi ha una intenció conscient humana al darrere?

OR: En les seves primeres fases, però després, si quan si un individu et surt agressiu, doncs segurament se’l devien carregar o no el deixaven reproduir-se, perquè els podria donar problemes. Quan mirem les diferències en el genoma entre gossos i llops, les regions més diferenciades són les que tenen normalment també molts gens relacionats amb el desenvolupament del cervell, amb aspectes cognitius, de canvi de conducta, els gossos estan pendents de la cara del seu amo per veure què és el que vol, i de vegades amb només una mirada ja sap el què ha de fer, tot això requereix uns canvis de conducta. També caràcters que es diu fenotípics de cadell: les orelles caigudes, que són típiques de cadell, són juganers, els llops també ho són, però els gossos ho són durant tota la vida, són aquests caràcters que fan que siguin menys agressius, en aparença i en conducta, i per tant sigui més fàcil apropar-t’hi, interactuar, i fer la domesticació.

JMCC: I se sap quan va passar aquesta domesticació? He vist una forquilla molt ampla, entre 12.000, 17.000, 30.000 anys, i pels articles que m’has passat i he llegit, no se sap encara massa on, se suposa que a Euràsia, i tampoc està clar quan, o si ha passat diverses vegades.

OR: No, exactament, aquesta és una de les preguntes que en principi semblaria de les fàcils de respondre, i no ho és tant. Nosaltres hem vist que lògicament el gos ha passat com dos colls d’ampolla, dos reduccions de la població molt grans, que han fet que perdi molta variabilitat genètica. Però és que el llop, les poblacions actuals, també han passat un coll d’ampolla molt important que ha estat després de la domesticació. Per tant, si comparem el llop actual amb els gossos actuals no reflecteixen, o no del tot, els gossos i els llops del primer moment de la domesticació. Ni els llops tenen la mateixa variabilitat, i podria ser que es donés el cas que la primera domesticació vingués d’una població ja extingida, per dir-ho d’alguna manera…

JMCC: Això tampoc és segur?

OR: Això tampoc és segur, però sí que ara, quan nosaltres ara ja amb informació de tot el genoma, quan agafem tot el genoma de diferents llops de diferents poblacions, i de diferents gossos de diferents races, gossos sense raça, gossos de tot el món, sempre ens agrupen tots els gossos junts i tots els llops junts. No hi ha cap població de llop que estigui més a prop dels gossos. Si trobéssim aquesta població ens podria indicar que és l’origen de la domesticació. Però vaja aquesta pregunta que en principi havia de ser fàcil de respondre té la dificultat que les poblacions actuals no són equiparables a les que hi havia en el moment, i el que després també segurament s’ha produït, i això també ho podem veure al genoma, és que hi hagut sempre processos d’hibridació entre gossos i llops. Això se sap que poblacions d’esquimals posaven una gossa en zel lligada perquè vingués un mascle dels llops i quedar-se els cadells perquè tenien més força, etc. I de manera artificial o no artificial, o buscada o no buscada, sempre hi ha hagut contacte entre llops i gossos. Això també ens fa perdre l’empremta d’on es va produir la domesticació, perquè hi ha hagut diferents processos a posteriori.

JMCC: O sigui que no hi ha una sola línia sinó que poden ser diverses i no està clar si sí o si no.

OR: Exacte, a més a més també segurament una vegada es coneix posem el cas que es calcula… perquè sí que hi ha registres arqueològics que hi ha com primers gossos ja, de fa 40.000 anys, que és una dada que està dins del que podria dir la genètica, posem que els primers gossos es van domesticar fa 40.000 anys. Si després una població humana diferent es trobava amb una població que tenia gossos, segurament agafarien i intentarien domesticar els llops d’aquella regió.

JMCC: Vols dir que s’hauria estès la idea de la domesticació?

OR: Exacte, aquesta també és una teoria, això també s’ha vist en poblacions de porcs, per exemple, el porc senglar s’acabava agafant, o com a mínim sempre hi ha una influència d’hibridació, i això fa que l’origen quedi com una mica difícil de precisar. També és difícil perquè els primers gossos que es van domesticar serien molt semblants als llops, llavors quan et trobes a les restes arqueològiques moltes vegades és difícil diferenciar si és de gos o és de llop. Moltes vegades quan pots dir que és de gos és perquè ja té una morfologia característica de gos, i això vol dir que ha passat un temps.

JMCC: En aquest sentit, tinc el dubte de com es precisa el concepte d’espècie, perquè si un llop es pot creuar amb un gos… tenia entès que és difícil dir: això és una espècie, i hi ha una certa puresa, i tenia entès que el concepte, des d’un punt de vista més rigorós biològicament parlant, és que dos exemplars si es poden creuar és que formen part de la mateixa espècie, si tenen descendència fèrtil, es clar, no com el cavall i l’ase que tenen la mula, que és estèril. Fins a quin punt no continuen sent la mateixa espècie els llops i els gossos?

OR: Els gossos i els llops es consideren la mateixa espècie, i es considera el gos com una subespècie domèstica, igual que el porc i el porc senglar, és a dir, el porc domèstic és la mateixa espècie que el porc senglar. Però és que anem més enllà: dins de la família del gènere cànid tots es poden reproduir i tenir descendència fèrtil. Un llop amb un coiot, dona descendència fèrtil, un llop amb un xacal dona descendència fèrtil, i igual amb un gos. .

JMCC: Llavors tots els cànids serien la mateixa espècie?

OR: És que el concepte d’espècie és un concepte molt complicat, perquè en poblacions sanes segurament aquests processos d’hibridació no es donaran, però sí que en poblacions on hi ha pocs individus, o les condicions estan distorsionades per nosaltres mateixos…

JMCC: Vols dir que un coiot i un xacal no es liaran si no passa alguna cosa estranya…

OR: El coiot i el xacal és difícil perquè el coiot és americà i el xacal…

JMCC: És veritat, aquí m’he equivocat.

OR: Però per exemple, els Estats Units va fer un programa de protecció del canis rufus, el llop vermell, i després es va descobrir que era un híbrid entre llop i coiot. Després aquest programa ha continuat, i després també s’ha detectat que hi ha poblacions de Nord-Amèrica on s’està valorant si dir-n’hi una altra subespècie, perquè hi ha hagut molta barreja entre llop i coiot també. Als Estats Units les poblacions de llops van quedar molt reduïdes també, com a gairebé a tot arreu, és com aquí, a la península, quan es donen processos d’hibridació amb gossos normalment és perquè no hi ha una població bona de llops, i llavors si el llop arriba aquí a Catalunya, tots els individus que han arribat només s’ha detectat una femella, tots són mascles. Va haver-hi un moment que vam trobar que un mascle anava molt amb una gossa. Si no s’hagués actuat segurament haurien acabat tenint híbrids. Perquè? Doncs perquè aquest llop no tenia manera de trobar una lloba. Llavors com deies el concepte d’espècie és complicat, hi ha moltes definicions del concepte d’espècie, aquesta és la que és més… però no es compleix en tots els casos.

JMCC: Els cànids es consideren com un gènere, llavors, tot i que sigui viable la hibridació.

OR: Es consideren espècies diferents perquè tenen conductes diferents, tenen els seus hàbitats, que de vegades es poden solapar, però conductes diferents… Per exemple el coiot va en parelles, no fa manades, el xacal també… Tenen ecosistemes diferents, interaccions diferents, el que passa és que genèticament sí que poden ser considerats una sola espècie. Llavors no es contempla només la genètica per definir el que sigui una espècie, que puguin tenir descendència fèrtil, sinó que hi ha altres aspectes que també sumen, i per això se’ls considera espècies diferents, tot i que podrien donar descendència fèrtil.

JMCC: Llavors quines diferències genètiques hi ha? Quants cromosomes té el gènere canis?

OR: El gènere canis, el gos i el llop, tenen 38 cromosomes.

JMCC: I els gens no són molt diferents, el que són diferents són els al·lels, entenc?

OR: Entre gossos i llops no hi ha molta diferència, el que passa és que quan analitzem podem separar gossos i llops, sí que en informació nucleotídica, o sigui les bases, aquí sí que trobem que el llop, si considerem totes les poblacions de llop, tenen més variabilitat que els gossos. Si considerem totes les races de gossos com una única població, com una única espècie, tindríem una variabilitat genètica semblant a la humana, però quan mires a dins d’una de les races, aquesta variabilitat es redueix com 100 vegades. Això ha fet que el gos sigui un bon model genètic per estudiar malalties humanes, per exemple el càncer. El gos conviu amb els humans, per tant està sotmès a les mateixes condicions ambientals que els humans: viu a la ciutat, quan surt al carrer respira el CO2 i tot el que nosaltres respirem, i llavors com és dins de les races hi ha menys variabilitat, és més fàcil trobar possibles causants de malalties, etc. Que després no seran les mateixes mutacions que en humans, però sí que són els mateixos gens els que estan relacionats. Per això també la genòmica del gos va ser una de les més avançades dins de les espècies domèstiques.

JMCC: Llavors els gens són els mateixos, i el que varien són les versions de cada gen? El que es diuen al·lels, oi?

OR: Sí, al·lel és quan tens dues o més posicions diferents.

JMCC: Diferents en quin sentit?

OR: O sigui que tu tens la seqüència que en un, el que t’ha vingut del pare, tens una A, i en la que t’ha vingut de la mare tens una T, i tens dos al·lels diferents, l’al·lel que normalment es diu «salvatge», que és l’ancestre, i l’al·lel derivat, que és la mutació més nova. Llavors dins la població aquests al·lels s’estan segregant en freqüència. Dins de la genòmica podem parlar de moltes variacions, les puntuals, que interfereixen a canvis d’un o pocs nucleotídics, aquest canvi d’una A per una T, o una C per una G, o després canvis que diem estructurals, que portant-lo a l’extrem seria la duplicació d’un cromosoma, però aquestes normalment són molt deletèries i llavors no les trobem en les poblacions salvatges…

JMCC: Seria com la síndrome de Down?

OR: Exacte, però sí que trobem petites regions del genoma que s’han duplicat, o hi ha com diferents còpies de la mateixa regió, el número de còpies pot variar entre individus, que seria el que s’anomena «copy number variation», o regions que en individus en comptes de duplicar s’han eliminat, llavors són les delacions, que són fragments que un individu no té. Aquí és interessant perquè, per exemple, això que em preguntaves de com podem explicar que els gossos tinguin aquesta variabilitat tan gran, nosaltres quan mirem la variació nucleotídica, veiem que trobem menys variabilitat que en les poblacions de llop. En posicions, les poblacions de llop són més variables a nivell genètic, i això s’explica perquè els gossos han passat dos colls d’ampolla molt forts, sobretot l’últim amb la creació de les races, on pocs individus es reprodueixen, i llavors estàs fent que moltes variants que estaven en altres individus, com que no els has deixat reproduir, no passin a la següent generació, i perds molta d’aquesta variabilitat. Però quan mirem la variació estructural, els «copy number variation», etc, aquí hi trobem que, si més no, s’ha mantingut en nivell semblants, i sí que trobem regions que són diferents i a més que impliquen normalment gens que s’han duplicat en el gos. El cas més conegut és per exemple l’amilasa, els llops tenen una còpia, i en el cas dels gossos, igual que els humans, que també tenim varies còpies, doncs les poblacions de gossos també han duplicat aquest gen, que els ha fet més fàcil digerir el midó, que està associat a la convivència amb els humans, de poder menjar aquestes restes que nosaltres generem. I quan també mirem els gens que estan implicats, també es veu que hi ha molts gens implicats amb caràcters cognitius, del cervell, o del creixement, fenotípics molt marcats, el color del pelatge, caràcters que es poden veure.

Però el gos és el mamífer que té una diversitat fenotípica més gran, no hi ha cap altra espècie de mamífer que tu puguis trobar dins la mateixa espècie un individu… el cas del chihuahua i del gran danès, que un pesa un quilo i escaig i l’altre pot arribar a pesar 90 o 100 quilos, aquestes diferències no es troben en altres mamífers. L’explicació és també perquè el gos s’ha utilitzat per a moltes coses. Hi ha altres espècies domèstiques que també tenen moltes races, però són totes molt semblants, no hi ha tanta diferència, perquè normalment tenen una funció o dues, que és donar-nos la llana, la carn o així, però tenim gossos que han estat seleccionats per fer de pastors, per la caça, que ja tenim diferents tipus, unes que busquen els rastres, altres que fan aixecar les aus… I després, a l’època victoriana, que apareixen els gossos-joguina, que els gossos de tenir a casa, petits, que omple tot un ventall, que ja no tenen cap funció…

JMCC: Però el chihuahua per exemple, d’on surt? És una raça que algú descobreix i aprofita, o hi ha una intenció al darrere per aconseguir un gos molt petit, amb creuaments?

OR: El chihuahua en concret no ho sé, però de vegades sí que es fa de manera conscient. Per exemple, tinc un gos pastor que és molt bo, és molt dòcil amb les ovelles, però necessito que tingui més agilitat, doncs buscaves un gos que fos més àgil, el creuaves i miraves a veure què sortia. Amb aquests gossos més de joguina crec que era alguna cosa més, tenies cadells, deies m’agrada aquest, que té poc pèl… i quan creaves una raça agafaves molt pocs individus, perquè volies els individus que tenien aquesta característica i els creuaves, per tenir descendència que s’assemblés, i això és el que fa perdre variabilitat genètica dins de les races.

JMCC: Això implica poblacions molt petites i consanguinitat, i per tant poca variabilitat genètica, i més risc de malalties genètiques. Quan parles de colls d’ampolla, estan molt ben definits? Perquè m’ha semblat que un el situaves al segle XIX, però genèric, un coll d’ampolla per moltes races diferents? Perquè es pot saber a l’any 1800 quantes races hi arriben? Es podria fer una estimació? I què passa a partir de llavors, que canvien els criteris? Perquè es parla de més de 300 races ben definides ara mateix, oi?

OR: Sí, el coll d’ampolla, per exemple analitzant el genoma d’un individu, podem extrapolar la història de la població. I aquí per exemple és en el cas que hem pogut fer amb eines de genòmica per poder veure que els llops van tenir un coll d’ampolla posterior a la domesticació. Aquesta eina ens permet anar molt enrere, 200 anys no són moltes generacions, i aquí ens costa més de determinar. Però sí que quadra, amb el sentit que és quan es comencen a fer els clubs de raça, es comença a establir quin és l’estandard de raça i el que no segueixi aquest standard no és de raça.

JMCC: Això on passa? Només al Regne Unit?

OR: Comença al Regne Unit i després s’estén a Europa i després a Amèrica i ara ja a tot el món. I de fet, hi ha races que sí que trobes diferències, per exemple, el golden, que és una raça molt comuna, trobes diferències entre el golden americà i el golden europeu, no com si fossin dues races diferents, però sí que pots diferenciar dues poblacions diferents. Segurament van tenir dos orígens, que van ser el mateix, però que després s’han mantingut aïllats, la línia americana i l’europea, això ha passat amb algunes races. I ara quan una raça es posa de moda se li fa molt mal, es creuen molt els exemplars, es perd el control…

JMCC: És el que comporta, la puresa de la raça comporta poca variabilitat. Déu n’hi do, és tot un món! Quan s’ha fet tot això al llarg de la història la gent no sabia què era la genètica i anaven a cegues però amb una intenció i s’aconseguia més o menys.

OR: Es clar, la selecció artificial la pots millorar i fer més eficient si tens dades genètiques, però funciona de totes les maneres. Et posaré el cas més clar: si jo tinc uns cadells, i me n’ha sortit un de marró, un altre de blanc i un altre de negre, i el meu color preferit és el blanc, doncs només deixo que es reprodueixi el blanc. Llavors jo no sé quins gens estan interferint en què sigui blanc ni res, però sé que aquell individu és blanc i és l’únic que deixo que es reprodueixi. D’aquest blanc en la següent ventrada ja en sortirà algun de marró, però en sortiran dos de blancs i potser un de negre. Torno a agafar el blanc i el torno a creuar amb blancs, i el següent ja sortiran tots blancs, és una mica així. Amb aquests caràcters tan típics és fàcil fer-ho, el que és més difícil de fer-ho amb caràcters de conducta o caràcters complexos, on no interfereix només un gen, amb la mida, no interfereix només un gen, potser estàs seleccionant al·lels que són de raça petita, per exemple. Llavors si tens informació genètica pots anar més fi i seleccionar els individus que per tots els gens siguin l’al·lel de ser gran.

JMCC: I s’està aprofitant la genòmica per fer això? Per exemple, vaig a provar què passa creuant un chiuaua i un gran danès, hi ha gent que ho fa? Això em suggereix l’eugenèsia.

OR: No, no, no s’està fent. Si el concepte d’espècie el mantenim, com deies, que siguin capaços de reproduir-se, jo tinc molts dubtes que un gran danès i un chiuaua es puguin reproduir de manera natural.

JMCC: Ho hauries de fer un vitro.

OR: Exacte, però igualment una femella chiuaua hagués de parir els cadells del gran danès tindria molts problemes. Llavors no s’està fent. De vegades, en gossos no em consta, però per exemple amb altres poblacions domèstiques on sí que s’utilitzen més marcadors genètics per fer selecció, tipus porcs o vaques, per mirar la quantitat de llet, que és un caràcter més complex i necessites aquesta informació genètica, sí que s’han fet estudis de creuar, per exemple, dues races que difereixin molt en un caràcter que a tu t’interessa. Per exemple, en porcs, els porcs ibèrics que tenen molt poca descendència, amb races xineses que tenen molta descendència, i al creuar aquests individus per dir-ho d’alguna manera tu estàs fent la hipòtesi que els ibèrics seran homozigots, perquè tenen molt poca descendència, per els gens de descendència. T’ho estic fent molt simple, eh? I les races xineses, la meixan o així seran homozigota per tenir molta descendència. Llavors, la F1, els fills, seran heterozigots per tots dos, i si creues dos fills d’aquests, en tindràs el 25% homozigots amb poca descendència, heterozigots i homozigots, molta descendència.

JMCC: Això és Mendel, oi?

OR: Exacte. I llavors aquí sí que pots veure quina diferència hi ha, pots calcular la diferència entre uns i altres, i com que tens marcadors, has fet marcadors al llarg del genoma, pots veure els que tenen aquests al·lels tenen més descendència. Això vol dir que no aquests al·lels, però sí que al voltant d’aquesta zona hi ha algun gen o alguna cosa que està implicada en la descendència. Això et serveix per fer un zoom, i llavors després ja vas a analitzar quins gens hi ha en aquesta regió i mirar quines diferències poden haver-hi entre unes poblacions i altres. Et permet fer un zoom per detectar aquestes anàlisis.

JMCC: Vas acostant-hi fins que trobes el gen? I el trobes?

OR: Si tens sort sí. I si tens molta sort, trobes la mutació causal, i això sí que n’hi ha, se n’han descrit en alguns, en porcs i en vaques i així, i tu saps que si el té, tindrà una característica en concret. Es clar, això és important, perquè llavors fent un petit screening de genotipat de la teva població saps els individus que et convé més reproduir i quins no, etc. Però això s’aplica en animals de producció, amb els gossos es mantenen els estandards, sí que es fa de vegades al revés, hi ha moltes malalties genètiques descrites en gossos, llavors si jo soc un criador una mica amb seny, miro els meus reproductors si tenen aquestes malalties, si són portadors miro de no creuar-los amb altres portadors, o els faig que es reprodueixin menys, etc, però tan al nivell de fer creuaments amb diferents races.

JMCC: Per evitar malalties, vaja. Pel que he entès la diferenciació per al·lels és per àrees concretes del genoma entre els llops i els gossos, i s’ha pogut identificar, per exemple, la mida depèn d’aquest grup de gens, i aquests al·lels són els que els gossos siguin més grans o més petits?

OR: Sí, la mida per exemple és un caràcter complex, que no depèn d’un gen, sinó de diversos, en gossos s’han descrit com 6 o 7 gens que afecten a la mida, i la manera de trobar aquestes regions és, agafo per exemple, dins d’una mateixa raça que tens diferents mides diferents, per exemple l’schnauzer, que tens el gegant, el mitjà i el petit, o en el canitxe, mirar les regions que són diferents entre aquests que poden estar implicats en gens i analitzar-ho. I també mirant en les poblacions de llop. I el gen de la mida que més l’explica, n’explica un 15% de la variabilitat. I curiosament s’ha detectat que dins de la població de llop aquell ja està segregat. O sigui, no és una mutació que s’hagi originat en el procés de domesticació del gos, o a posteriori en el procés de domesticació dels gossos, sinó que és una mutació que ja estava en el llop, i fins i tot estava en els altres cànids de mida més petita, el xacal, que és més petit que el llop, aquest al·lel estava en una freqüència molt més alta que en les poblacions de llop. Dins dels llops… el llop és el mamífer amb una distribució natural més ample també. Ara ja no, però en el seu moment era a tot Amèrica del Nord, tot Euràsia, i llavors tenim des de llops que viuen en les zones més fredes, que poden tenir mides considerablement més grans que els que estan cap al sud, a l’Índia, la Península Ibèrica. O sigui que també hi ha un gradient de mides no tan exagerat com en els gossos, però sí diferències entre 10 i 15 quilos entre un llop d’una població i una altra. Llavors aquests al·lels ja estaven segregant en el llop, el que passa és que a l’arribar a les poblacions de gossos els hem fixat, per dir-ho d’alguna manera: les races petites, totes o almenys la gran majoria tenen aquest al·lel de raça petita i els de raça gran tenen el de la gran.

JMCC: Això no ho sabia: el llop és el mamífer que més distribució geogràfica té?

OR: Distribució natural, vull dir que per exemple la rata té una distribució gran però va amb l’home.

JMCC: Però el llop és prèvia, perquè prèviament ja era, al costat de l’home, el més distribuit? Més que els ratpenats? Bé, els ratpenats són més de zones càlides…

OR: Si mires la distribució el llop agafa tot el nord, també Amèrica central, abans també el Japó, etc, però també és veritat que vaig sentir que hi havia alguna altra espècie que potser sí que tenia més distribució, però no recordo, potser sí que eren els ratpenats.

JMCC: Jo deia això dels ratpenats perquè hi ha moltes espècies diferents.

OR: Però el llop és una espècie, si parlem de les guineus, per exemple, tens la guineu àrtica, la guineu roja, etc, que potser també tenen en conjunt, si sumes totes les espècies diferents, una distribució també molt gran, però aquí estem parlant d’una sola espècie, el llop. Però vaja, si no és la que més, és una de les que més.

JMCC: En tot cas és significatiu, perquè llavors precisament els humans s’han associat amb l’espècie més distribuïda, se l’ha trobat a tot arreu.

OR: Bé, menys a l’hemisferi sud, que no n’hi ha.

JMCC: No? Ni a Àfrica, ni a Sudàmèrica, ni…?

OR: Hi ha el llop etíop, però és una altra espècie, després hi ha els licaons, que fins i tot són una altre gènere, no són cànids.

JMCC: Una pregunta, m’ha sorprès una mica que als vostres articles científics hi ha molts autors, esteu treballant molts científics de molts llocs diferents, perquè és necessari fer aquestes col·laboracions tan amples per aquest tipus de recerques? Com ho feu, i perquè aquestes col·laboracions transatlàntiques i transoceàniques?

OR: Sí, ara estem analitzant moltes dades, quan estàs analitzant un genoma són 30 milions de posicions de nucleòtids, són moltes dades, i a més hi ha moltes eines diferents per poder analitzar-les. A més, en aquests casos, molts d’aquests articles van ser amb els primers genomes dels gossos, els primers genomes dels llops, quan tampoc no era tan assequible seqüenciar un genoma. Ara cada vegada, com que les eines o les màquines són més eficients, el cost també va reduint-se i et permet fer més genomes, abans era una inversió considerable. I a més s’ajunten diverses coses, molts d’aquests tenen diferents poblacions de diferents llops, que no són fàcils d’accedir, i t’és més fàcil contactar amb algú que ja treballi amb aquests llops, i que et cedeixi la mostra, o l’ADN de la mostra, el cost econòmic també és important, i també estàvem en un moment de començament d’anàlisis d’aquests genomes, i llavors tu estaves especialitzat en una part, hi havia un altre grup que estava especialitzat en una altra, però tenia sentit potser ajuntar les dues, i facilitaves una col·laboració.

És difícil en els articles reflectir la feina que ha fet cadascú, perquè som molta gent, i alhora tens des de la persona que ha fet la part del laboratori, a la que ha fet la feina de camp, si n’hi ha hagut, d’agafar les mostres, a la que ha fet l’anàlisi de més de dades, els respectius directors, coordinadors, etc… Són feines complexes, en què estàs analitzant tot un genoma i fent genètica de poblacions a gran escala i llavors necessites diferents eines de diferents grups i la manera més fàcil és fent col·laboracions. I moltes vegades aquestes col·laboracions donen fruit a dos o tres articles, en un mires la variabilitat nucleotídica, en altres la variabilitat estructural, i potser un grup és més especialista en una part i l’altra en una altra i has aprofitat el genoma dels dos. Són col·laboracions que sempre enriqueixen, perquè sempre com més gent hi hagi més idees es podran aportar.

JMCC: En el procés hi ha molt debat i acaben sortint idees noves, no?

OR: Exacte, a més ara això ho facilita el fet que ara estiguem treballant, hi ha molts autors d’Estats Units, d’Europa, i ara amb les videotrucades i el que sigui per fer el seguiment, fer les reunions, etc, t’ho facilita i és enriquidor. Són feines que requereixen molt de temps, molts diners, molta inversió, i com és grups quedin queda més repartit, i sobretot el coneixement.

JMCC: Repassant els articles que m’has passat es veu que és una feinada, hi ha aquest del 2014 en què vau identificar 1.611 variacions en número de còpies de gens en 23 genomes sencers: 4 gossos de raça pura, un dingo, 15 llops grisos, un llop vermell, un coiot i un xacal daurat… I parleu de zones del genoma sobre digestió, per exemple, amb gens que permeten digerir segons quines coses, o de conducta. Això està molt establert? Suposo que deu estar en relació amb altres mamífers, com nosaltres, àrees del genoma que està clar que es dediquen a la formació del cervell, per exemple.

OR: Aquí crec que estàs confonent, no és que hi hagi una zona del genoma que estigui especialitzada en la digestió per dir-ho d’alguna manera…

JMCC: Ah, sí! Són en llocs diferents, m’he confós.

OR: El que passa és que nosaltres quan mirem les diferències entre gossos i llops, les regions que són més diferents estan enriquides, o sigui, hi ha més gens que els que cabria esperar per atzar, de gens relacionats amb la conducta, de gens relacionats amb el creixement, etc. Si tu agafes dues poblacions i les separes, acumularan diferències. Però aquestes diferències, a priori, esperaríem que fossin semblants per tot el genoma, no que hi hagués una diferència en una regió en concret. Quan aquestes diferències es centren en zones que tenen una diferència major que la mitja de l’altre genoma, no és que sigui per un procés de perquè han aïllat dues poblacions i per deriva o per acumulació de mutacions han acumulat aquestes diferències, sinó que és que aquesta regió ha de tenir alguna cosa que, pel què sigui, està seleccionant de manera diferent que l’altra població.

Per això estàs acumulant més diferències, perquè hi ha una força que l’està activant, i aquesta força, en el cas de gossos i llops, pot ser la selecció artificial dels homes, que estan fent aquesta feina. Si nosaltres agafessim dues poblacions humanes, per exemple, d’Espanya i Itàlia, hi trobaries diferències, però les trobaries al llarg de tot el genoma de manera equivalent, i si agafessis tots els d’origen ibèric i els d’origen italià, els podries separar, és a dir, podries saber quin és ibèric i quin és italià, però no trobaries regions més riques que d’altres en diferències. En canvi quan ho fem amb els gossos i amb els llops, aquestes diferències ens permeten saber si és un gos o si és un llop, però a més veiem que aquestes diferències no estan repartides de manera equitativa al llarg del genoma i per tant han estat fruit de l’acumulació de mutacions per temps, però hi ha regions que estan més diferenciades que altres, i aquestes regions són les que ens interessen, perquè són les que tenen els gens que fan que una cosa sigui gos i l’altre sigui llop.

JMCC: Tu tens un recorregut acadèmic, però ara has decidit muntar una empresa, que és molt interessant i està relacionat amb el que vas fer el 2004, la identificació del llop a Catalunya, si pots explicar com ho vau fer.

OR: Sí, la Generalitat tenia queixes de molts pastors que tenien atacs a la zona del Cadí, i que hi havia llops i els estaven atacant. Llavors en un atac que semblava que sí que, per la manera de matar les ovelles podia haver-hi indicis que fos el llop, agents del cos de la Generalitat van agafar mostres i ens les van enviar. Com que jo ja havia fet estudis amb llops, van contactar amb nosaltres.

JMCC: Les mostres què eren?

OR: Eren mostres de femta agafades a prop d’on hi havia hagut l’atac. Llavors amb aquestes mostres el que vam fer és mirar… les mostres de femta conté ADN del mateix individu, però molt poquet, la majoria és ADN del que ha menjat, dels bacteris que hi ha, etc. L’ADN del mateix individu són les poques cèl·lules que s’han escamat de l’intestí i com que està a l’aire lliure, aquest ADN normalment està degradat, trencat, i llavors vam agafar un regió del genoma, que és el mitocondrial, que és d’herència exclusivament materna, que només heretem la còpia de les mares, i és un genoma que és molt més petit, és circular i es conserva millor, i a més, de genoma nuclear per cada cèl·lula en tens dues còpies, el de la mare i el del pare, de mitocondrial, segons quin tipus de cèl·lula, en pots tenir milers de còpies de mitocondrial, per tant és més fàcil treballar amb aquests marcadors. El vam agafar i el vam analitzar, i estudis previs ja havien demostrat que, comparant el mitocondrial ja podies veure si era gos o era llop. I llavors vam determinar que era llop. Una de les mostres era de llop, l’altra era de gos. I a més era d’origen italià, perquè els llops italians els anys 70 havien passat un coll d’ampolla molt fort, s’havien quedat amb 70 individus, i s’havia fixat una única variant d’ADN mitocondrial que és única i exclusiva dels italians, només el tenen els llops italians. El que passa és que aquest llop no venia d’Itàlia, sinó que aquests llops italians prèviament havien conquerit els Alps francesos, i es tenia constància per part dels francesos que algun d’aquests llops esporàdicament havia arribat al Pirineu per la part francesa. Llavors vam determinar la presència del llop, i des de llavors s’ha fet un seguiment, es va informar de la presència del llop a Catalunya, que havia tornat, i s’ha anat fent un seguiment a base de mostres no invasiva, principalment femtes, alguna mostra d’orina associada a un rastre a la neu, l’orina taca la neu i de vegades pots agafar-ne una mica. S’ha anat fent el seguiment, i el que passa és que només han arribat mascles, només hi ha la presència d’una femella que va aparèixer un any i ja no la vam tornar a veure. Hi ha presència constant de pocs individus, de fet tenim individus que, en col·laboració amb França hem vist que van arribar aquí i després han tornat als Alps, hi ha un moviment, els llops ho tenen, són animals que es poden desplaçar molts quilòmetres, poden saltar barreres com autopistes, etc, són animals amb una alta capacitat de distribució. I normalment ja és esperable, que els mascles són els primers que s’allunyen, i a l’espera que arribi alguna vegada alguna femella… també seria interessant, perquè la població ibèrica està creixent i podria ser que es trobessin en algun moment la població d’origen ibèric, que és principalment a Castella, però que cada vegada és més a prop, i la població d’origen italià, que ha vingut de França i que ara el tenim aquí a Catalunya.

JMCC: El teu interès personal d’on surt, dels llops, dels gossos? Potser et ve de la infantesa?

OR: Jo sempre he estat un amant dels llops, és una espècie que sempre m’ha agradat i m’ha interessat, i per tant els gossos, que m’agraden molt també, tinc una gosseta. Suposo que té la culpa en Félix Rodríguez de la Fuente, em sembla que ahir era l’aniversari de la seva mort. És una espècie que té molta capacitat d’adaptació, el podem veure en poblacions a l’Àrtic, poblacions en zones pràcticament desèrtiques, aquí a Castella se sap que han criat en camps de conreu de blat, és una espècie que s’adapta a molt hàbitats diferents, amb una capacitat d’adaptació molt alta, és una espècie familiar, de manada, que cuiden els seus… I després el gos sempre m’ha encantat. Llavors sempre que he pogut he anat estudiant els llops i els gossos.

JMCC: I a l’empresa fas anàlisi de femta bàsicament?

OR: Sí, estem identificant els propietaris incívics que no recullen les femtes, obtenim el perfil genètic d’aquestes femtes i el comparem amb la base de dades dels gossos prèviament censats en el municipi, al comparar detectem quin és el gos, i per tant quin és el propietari que no ha recollit la femta, perquè aquí el que té la culpa és el propietari, no el gos.

JMCC: I tens molts clients? Perquè és complicat, implica tenir el perfil genètic de molts animals.

OR: Actualment estem treballant amb 15 municipis aquí a Catalunya, i amb tot Andorra, tots els 7 comuns d’Andorra ho estan aplicant. I sí, és difícil, a més l’empresa es va crear just el març de fa 2 anys, quan estàvem amb el coronavirus, però sí que és veritat que vam crear l’empresa venia d’una altra empresa mare que ja havia desenvolupat tot el projecte on jo era, fa 2 anys vam crear aquesta empresa amb un producte que té uns clients molt diferents de l’altra, que són els ajuntaments, i ara lluitant perquè més ajuntaments ho apliquin, i que no hi hagi tantes femtes al carrer.

JMCC: Es clar, estàs en un ram que… la biomedicina sí que té molt marge en recerca, però la immensa majoria és en feina acadèmica, és difícil trobar empreses.

OR: Jo quan vaig acabar la carrera vaig fer el doctorat a l’Autònoma, a la facultat de veterinària, després vaig fer un postdoc a la Pompeu Fabra, allà també vaig estar de professor de zoologia quan feia el postdoc, però llavors em va agafar la crisi del 2018. La crisi a la ciència va arribar més tard, perquè els projectes van més tard, llavors vaig veure que és molt difícil acabar estabilitzant-se, era molt complicat, també tenia ganes de crear família, i llavors em vaig passar a l’empresa, en aquest cas era VetGenomics, que està dins el campus de l’Autonoma, per desenvolupar el projecte de la identificació dels propietaris incívics. Clar, era ja una recerca molt aplicada per treure un producte, que era molt diferent al que jo havia estat fent fins ara, també té les seves coses bones i les seves coses dolentes. El món acadèmic és molt atractiu, però també és molt exigent perquè has d’estar sempre al dia, la genètica ha avançat molt, durant la meva tesi vaig fer un pocs gens, ara es fan genomes sencers de diversos individus, tot ha avançat de manera molt ràpida. I sempre has d’estar pendent de si guanyaràs la beca, no la guanyaràs, i és molt complicat estabilitzar-se. Llavors vaig fer el salt cap a l’empresa, i a veure si hi ha sort.

JMCC: Doncs que hi hagi molta sort. M’agradaria preguntar-te moltes coses, però ja portem molta estona, potser que ho deixem aquí i suposo que hi ha moltes coses que per molt que et pregunti em diràs que no es pot saber perquè…

OR: No, es clar, hi ha moltes coses encara que… Bé, això també és el bonic, que a la que respons una pregunta te’n surten 10 més que abans no tenies la informació o les eines per poder plantejar-te aquestes preguntes…

JMCC: Sí, exacte, és la gràcia de la feina acadèmica, sentir-te a la cresta de l’onada descobrint coses noves.

OR: Tot va més lent del que voldríem, però sí que es va avançant contínuament, i quan vam parlar que ja teníem el genoma humà, semblava que en no res sabríem com funciona tot, i no és així, perquè és molt més complex del que ens podíem pensar, hi ha moltes regions del genoma que són molt repetitives i són molt difícils d’analitzar, cada vegada els fragments són més llargs, quan tens una regió molt repetitiva si fas fragments molt petits saber on estan és molt difícil, i aquesta part del genoma que no és codificant, que és la gran majoria, i veient com deies, a nivell de seqüència no hi ha tantes diferències, llavors deuen ser qüestions de que potser no és que tinguem un gen diferent, sinó que algú l’expressa més o l’expressa menys, o l’expressa en un moment que no l’expressa l’altre, i saber com es regula l’expressió gènica no t’ho dona només la seqüència, sinó que has de…

JMCC: La interacció entre els gens, suposo, i l’epigenètica…

OR: Exacte, tu pots tenir una regió que t’està determinant l’expressió, molt separada del gen, i això fa més difícil saber que estan relacionats, i això ho complica tot. Cada vegada es va sabent més, però…

JMCC: I imaginar-se com pot passar això a nivell molecular: un està aquí, l’altre allà, i com es relacionen? És purament el moviment?

OR: Ara també es van descobrint els micro-RNA, que són regions que es transcriuen, surten del DNA, però es poden moure a través, i llavors té una regió que és complementària a un gen, i fa que s’expressi, o no s’expressi, però aquesta regió pot estar molt separada, tot això ho complica. El que diem malalties mendelianes, que són: si tens aquesta mutació, tens la malaltia, i sinó no la tens, aquestes més o menys ja es coneixen totes, però és que després hi ha caràcters i malalties molt complexes, en les que un gen no és determinista, sinó que afecta a un percentatge, i un altre un altre percentatge, i potser fins i tot l’ambient un altre percentatge, si entres en contacte amb això tens més risc, sinó no, tot t’ho complica molt més.

JMCC: Els fàcils ja s’han descobert, per dir-ho d’alguna manera, oi? D’altra banda, he vist que hi ha alguns articles que has fet amb col·laboració amb Carlos Bustamante, que està a Califòrnia, i el segon programa de Sistema Gaia el vaig fer amb en Fèlix Ritort, que va treballar amb ell, no sé si el coneixes.

OR: No, no el conec.

JMCC: És de física, i havia treballat amb en Giorgio Parisi, aquest senyor de Roma que li han donat el premi Nobel de Física l’any passat, i va fer la tesi doctoral amb ell, i té un laboratori sobre sistemes biològics petits, i està intentant esbrinar com funciona la vida a nivell molecular.

OR: En Bustamante havia treballat molt amb poblacions humanes, que sempre van un pas més endavant, perquè tenen més recursos, i són els que havien pogut fer primer genòmica de poblacions, ja a partir de genomes, i moltes vegades els havies de demanar ajuda o suport en resoldre algunes qüestions, perquè ells ja s’havien enfrontat a preguntes o anàlisi similars en poblacions humanes, i per això vam col·laborar amb ell. N’hi ha altres que han treballat molt amb poblacions humanes. Per això et deia que de vegades sí que sembla que som molts, però és que tot va molt ràpid i no es pot saber de tot, és molt difícil, pots tenir coneixements i entendre-ho tot, però no ser especialista en tot.

JMCC: És impressionant veure com treballeu en xarxa, i us dieu: ens interessaria fer això, i és buscar la persona o l’equip…

OR: Es clar, quan jo estudio genòmica de llops, estic mirant també articles de genòmica d’humans, per poder veure què estan aplicant, d’humans i d’altres, dic humans perquè són els que sempre van una mica per davant. I ara per exemple, s’estan fent molts genomes d’ADN antics, això ens podrà acabar responent, ja comença a haver-hi genomes antics de gossos i llops, i aquí sí que ens estarà donant una fotografia de com eren en aquell moment els gossos i els llops, i potser sí que podem acabar sabent on s’ha originat… Tot això, amb genòmica humana, els neandertals es va veure que estan barrejats, es pensaven que no, després es va veure que sí. Després van aparèixer els denisovans i també estan com barrejats.

JMCC: De vegades es fan hipòtesi amb poques dades i després surten noves dades i ho engeguen a pastar. Doncs moltes gràcies per explicar-nos tot això, ha estat un plaer.

OR: Sí, un plaer compartir-ho, sempre que es pot fer divulgació així sempre va bé, perquè molts d’aquests articles no arriben a la majoria de la gent, i donar un granet de sorra per explicar, sempre fa content.

En el llibre de divulgació que acaba de publicar Giorgio Parisi, «In un volo di storni», el premi Nobel de Física 2021 fa servir el joc del Monopoly com a exemple per explicar què són els models amb els que treballen els científics dels sistemes complexos.

El catedràtic de Física de la UB Fèlix Ritort ho aprofita per precisar que totes les teories científiques són models, però que cal sempre contrastar-los amb la realitat, fent mesuraments experimentals.

Escolta-ho aquí:

Aquesta és la transcripció aproximada d’aquest fragment:

Josep Maria Camps Collet (JMCC): Aquí tinc diverses anotacions del que explica en Parisi. Fa molta gràcia perquè, com que és divulgació, explica què és un model, i diu que li agrada molt el laboratori, o l’experimentació, tot i que tens raó que ell és bàsicament matemàtic i físic teòric, però ha fet recerques com la dels estornells, que després si de cas en podem parlar, però crec que els estornells donaria per un programa sencer, i diu que ell té la matemàtica i la física teòrica però que li agrada contrastar-ho amb la realitat.

I per explicar que treballa bàsicament amb models, explica un model que creu que pot entendre tothom, que és el Monopoly, que no és un sistema econòmic real, és com si fos un model, un joc, amb unes quantes normes i genera la complexitat que té la realitat, fa la broma que no és exactament una broma, que acaba passant que els rics es fan més rics i els pobres es fan més pobres, i ho posa com a exemple de model.

I em fa gràcia, perquè bona part del treball científic amb sistemes complexos entenc que es fa amb models, i a vegades és difícil, no sé si per un problema de comunicació o un problema de divulgació purament, això no es transmet, sinó que es diu que la realitat és així, i de fet només estàs traslladant el que explica un model, que és un model simplificat, com per exemple en el cas dels estornells, no tenien els estornells en les eqüacions amb les que feien els càlculs, sinó que es van fixar en uns quants paràmetres, ho van resumir o formalitzar matemàticament i els va donar uns resultats.

Com ho veus com a científic? Treballar amb models però després explicar que en el fons no és el resultat de la realitat sinó un model de la realitat? Potser en física i en matemàtiques és més fàcil d’entendre, potser passa més sovint en l’àmbit de l’economia, que es fan models econòmics i després diuen: l’economia funciona així, quan de fet només està explicant com funciona un model que han creat en funció del que creuen que passa en el món real. Tu com a científic la idea aquesta del model com la vius i com l’expliques?

Fèlix Ritort (FR): Està molt clara la teva pregunta, és molt bona perquè si tu mires el coneixement des de les teories astronòmiques més fonamentals dels planetes i el sistema solar, tot han estat models, la teoria de Ptolomeu era un model, ptolemaic, després va venir el model copernicà, la diferència entre els dos és que el de Copèrnic era molt més simple, però funcionava pitjor que el de Ptolomeu, amb la teoria dels epicicles n’havia fet un munt, però molt més complicat. La teoria de Copèrnic era simple i això ja li dona un grau de bellesa, la simplicitat.

Després va venir la teoria de Kepler, i és un model també, les trajectòries són el·lipsis, amb el Sol en un dels focus, etc, etc. Després va venir la teoria de la gravetat, que també és un model, un model de com interaccionen… És un model, les teories són models del que creiem que són la realitat, i tots fem models. Llavors la diferència entre un model i un experiment, i per això jo emfatitzava que a mi sempre m’ha agradat l’experiment, perquè l’experiment no és un model, és una mesura.

Hi ha una gran diferència, encara que s’assemblin les dues paraules, entre modelitzar i mesurar, i el que fa les ciències experimentals autènticament genuïnes és que mesuren, utilitzen aparells i busquen donar un número el més acurat possible, i és amb aquesta mesura que s’ha de confrontar amb el model. Jo sempre ho dic: en física s’utilitza el concepte de la miltoniana, que els físics coneixen, perquè fan física quàntica, la miltoniana és la funció d’energia que descriu l’energia de totes les configuracions possibles, i tu fas un model per aquesta miltoniana.

Tota la teoria de la física atòmica i nuclear és fer models de miltonianes, de funcions d’energia. Inclús la termodinàmica, la mecànica clàssica, és fer models d’equacions d’estat, models d’energies potencials, etc. I clar, quan fas un model, pots agafar un ordinador… o sigui, nosaltres podríem pensar que si el model fos la resposta final, perquè fem experiments? Agafem un superordinador, com el que hi ha aquí a Barcelona, ho posem tot a l’ordinador, i calculem i s’ha acabat, ja no necessitem l’experiment.

Però hi ha una diferència: en un model tu poses un número finit d’ingredients, els paràmetres, el que consideres que és més important… El Monopoly, que són unes quantes regles i hi ha una complexitat limitada, perquè hi ha fins a 4 a 6 jugadors, amb les peces que són i amb els carrers que són del Monopoly, no hi ha res més. Però després hi ha la realitat, hi ha l’experiment, no hi ha una funció miltoniana, hi ha un sistema i allà hi és tot. Si tu fas l’experiment, ho fas amb tot, no amb un número petit de paràmetres. I és això el que li dona la genuïnitat absoluta a l’experiment, i és que hi és tot en la peça, o el tros de material o en la molècula, o en el teixit o amb el que tu vulguis, o amb la mesura del temps, i observes el temps i mesures la temperatura que hi ha aquí, que estem a fora de l’Ateneu, això és la diferència entre model i realitat. Per tant jo ho veig bé, és l’única forma que podem racionalitzar la infinita complexitat de la cosa més simple que hi ha a la natura, modelitzant, o sigui m’agrada, jo faig també models.

JMCC: És que hi ha una altra opció? Em sembla que no, oi? De fet sempre qualsevol teoria, qualsevol proposta és un model, al final, no?

FR: A veure, tu pots fer unes mesures i pots estudiar un sistema i pots descobrir que la transmissió nerviosa està… que les neurones són les unitats bàsiques de la transmissió nerviosa. Aquest resultat, que hi ha una cèl·lula que és la unitat bàsica de transmissió nerviosa no és un model, és un resultat real, identifiques una causa amb un efecte i dius, això és la causa essencial. O dir que la informació genètica és a l’ADN, no és un model, dir que la informació genètica és allà, no dic si l’ADN és una doble hèlix, si té aquesta distància entre parells de bases, si hi ha una complementarietat… dic que està en aquella molècula, no necessito un model per fer això, i això ja és un descobriment. Però el model és la racionalització més completa, posar tot el que tu saps d’aquell sistema de tal forma que tothom ho pugui contemplar i pugui treballar amb allò. Per tant, és un pas… potser és un pas secundari el descobriment fonamental, dir que la gravitació existeix, que les masses s’atrauen, sense dir que és una força que és inversament proporcional al quadrat de la distància, ja és un descobriment dir això, però el model dona totes aquestes fórmules, tota aquesta descripció més quantitativa.

Aquest és un fragment del segon programa de Sistema Gaia, pots escoltar-lo sencer en aquest podcast:

I aquí trobaràs la transcripció de la xerrada sencera:

Perquè Giorgio Parisi ha rebut el premi Nobel de Física 2021?

Quina relació hi ha entre el trencament de simetria de rèpliques de Giorgio Parisi i els models climàtics de Syukuro Manabe i Klaus Hasselmann, guanyadors tots tres del premi Nobel de Física 2021?

El catedràtic de Física de la UB Fèlix Ritort explica que totes dues línies inclouen la teoria de les variables lentes i les variables ràpides, i afegeix que la comunicació oberta entre científics de camps diversos és el que permet «crear les coses més grans».

També especula amb les similituds entre el fenomen descobert per Parisi i la teoria del caos descoberta per Edward Lorenz.

Escolta-ho aquí:

Aquesta és la transcripció aproximada d’aquest fragment:

Josep Maria Camps Collet (JMCC): No sé si els responsables d’atorgar el premi Nobel de Física han estat capaços de fer una lectura d’aquest tipus, perquè ells parlen de física, es clar, parlen d’escales moleculars a escales planetàries. Com es reflexa això? Perquè són paraules grans, és gairebé com si es pogués plantejar com una teoria del tot, no? Com es podria dir que una galàxia està determinada per aquest trencament de simetria de rèpliques?

Fèlix Ritort (FR): Molt bona pregunta. De fet el que t’he exposat abans és la meva opinió personal de la projecció cap al futur, el premi Nobel reconeix el que s’ha fet, percep que això pot tenir moltes implicacions…

JMCC: Sí, però afirma això de les «escales planetàries»…

FR: Vols que et digui la resposta sincera? I don’t know, no ho sé, perquè jo quan vaig veure això de «les escales planetàries»… la molecular ho he argumentat una mica, amb l’ARN, bé, a nivell molecular hi ha un cert desordre. Si em preguntes si al nucli atòmic, que té quarks, tot d’interaccions, gluons, es pot descriure per la simetria de rèpliques, doncs potser allà… Però jo crec que la resposta a la projecció cap a sistemes grans del comitè Nobel una mica és el que fa unió amb l’altra meitat del premi Nobel, el canvi climàtic. Aquí és on entren les grans escales. És a dir: el canvi climàtic té alguna cosa a veure amb la teoria de Parisi? De fet, la teoria de Hasselmann, que separa l’evolució dels canvis climàtics… fa una teoria diguéssim del que seria el canvi climàtic en escales de temps no de dies o de mesos, sinó amb escales de desenes d’anys, de centenars d’anys, a escales molt grans, és una mica la teoria de les variables lentes i de les variables ràpides, que també apareix en la teoria dels sistemes desordenats de Parisi, sobretot quan es fa la versió dinàmica.

Les espècies, els humans, com si fóssim estats d’aquest trencament de simetria de rèpliques, naixem i morim, i triguem 100 anys, una mosca tres dies, però l’espècie evoluciona molt més lentament. Hi ha dues escales de temps, la personal, entre cometes «ràpida», i la lenta a nivell d’espècie. Això és una mica com el canvi climàtic: avui plou, demà no plou, això és una escala ràpida, després hi ha el canvi climàtic que ha demostrat rigorosament Hasselmann, i també els models de Manabe, etc, de que és degut a causes humanes, i això són dues escales de temps, i hi ha aquesta analogia. Per tant, no és absurd pensar que aquests models, aquestes teories del canvi climàtic, que connecten també amb la teoria de Parisi, són les que projecten el que pot passar a escales ja molt més grans, a nivell de l’univers o d’una galàxia. Clar, no hi ha canvi climàtic, en una galàxia. Llavors jo crec que aquesta paraula, «escales molt grans», és per dir que a escales molt grans els sistemes estan fent moltes unitats constituents, moltes estrelles, una galàxia està feta d’estrelles que interaccionen.

JMCC: Es clar, a escales planetàries potser es referia només al planeta Terra. En això hi ha una cosa que m’ha picat la curiositat perquè de fet és una analogia, no sé fins a quin punt és una metàfora o realment hi ha relació: l’experiment o la troballa clàssica de Lorenz del seu atractor, i el que li va passar amb el seu «model de joguina» (em fa molta gràcia que el comitè Nobel ho considera «un model de joguina») amb el temps amb 3 o 6 equacions, creant un model i replicant-lo i anar fent diverses versions i veient que cadascuna sortia cap una banda i feia una previsió del temps a mig i llarg termini diferent, absolutament diferent, m’ha suggerit que allò era com un mètode de rèplica, que el que fa és repetir diverses vegades el mateix, veure que divergeixen, i després veure que, depèn de com es visualitzi el resultat, crea un atractor. No sé fins a quin punt hi ha una relació profunda o és només una analogia entre el que és el trencament de simetria de rèpliques de Parisi i l’atractor de Lorenz. O és una empanada meva?

FR: Tu hauràs llegit segurament el report del comitè Nobel, precisament comença parlant de la complexitat, els inicis, una mica la història, i la teoria del caos, la teoria de Poincaré és una teoria matemàtica, que és de sensibilitat de les equacions deterministes no lineals a les condicions inicials. Llavors això és una de les primeres teories que demostren que un sistema d’equacions diferencials de 3 variables et pot donar una complexitat enorme, i de fet et dona una impredictibilitat a nivell pràctic. Té una certa relació amb la teoria de Parisi, el que passa és que no hi ha una teoria de les rèpliques que jo conegui pels sistemes caòtics deterministes, o si es vol, no hi ha una teoria de rèpliques aplicable a la solució del model de Lorenz, jo no la he vist.

No vol dir que no existeixi, de vegades hi ha coses molt separades en el temps i la comunitat científica que aborda un problema desconeix el que s’ha fet posteriorment i viceversa. Llavors, hi ha una certa similitud, perquè en els sistemes desordenats una cosa és la descripció de molts estats, però després hi ha el problema dinàmic, és a dir: si jo començo amb una configuració, cap on vaig? I això, quan he parlat abans de la física del no equilibri, de la dinàmica dels vidres d’espí, és tota aquesta problemàtica: com evoluciona un sistema amorf en molts estats quan jo començo aquí o començo allà. I en això sí que s’assembla a la teoria del caos, perquè aquesta teoria té aquesta sensibilitat a les condicions inicials: si tu tens una infinitat d’estats, perquè aquesta teoria de Parisi no prediu que hi ha dos o tres estats, però diu que hi ha una infinitat, n’hi ha un que domina, però després n’hi ha molts més.

Es clar, depèn d’on comencis te’n vas cap aquí o te’n vas cap allà, i això és una cosa que passa amb els sistemes desordenats, per tant, hi ha aquesta sensibilitat a les condicions inicials. Per exemple: les molècules d’ARN o les proteïnes de vegades es pleguen en molts estats, la biologia vol que es pleguin en una, que és la que dona la funcionalitat, però pobres proteïnes, quan es degraden en el cervell, ja no es pleguen correctament, i donen lloc a unes estructures, que es diuen prions, que comencen a formar uns agregats que són tòxics, i això són les malalties neurodegeneratives, el Parkinson, l’Alzheimer, etc. hi ha aquesta similitud a nivell de condicions inicials. Però seria molt maco fer una solució analítica del model de Lorenz amb la teoria de rèpliques, no l’he vist però segurament si ens hi posem ho podem fer.

JMCC: Bé, Parisi diu, i penso que té raó i que la història de la ciència li corrobora: que una idea que surt en un lloc es pot anar aplicant a molts altres llocs, ho anomena «cross fertilization», que és un concepte molt bonic: surt una idea en un camp però diuen, això té analogia allà, i podem intentar aplicar-ho, i per això em suggeria que potser, no que hi hagués hagut una «cross fertilization», però que haguessin arribat al mateix punt amb una idea similar.

FR: És així… Cross fertilization, l’altre dia estava llegint, ara em vull llegir l’article del Hasselmann del 60, perquè està molt relacionat amb una cosa que estic fent ara en col·laboració amb un grup italià, de la universitat de Padova, molt maca, molt nova, que són aquelles coses que són complicades, no l’entenc encara totalment però intueixo que és profunda. Trobes una cosa, i dius: no ho estic entenent, però no deixis això, continua perquè és profund, hi ha alguna cosa. I quan vaig llegir el resum de l’article (l’abstract del paper) del Hasselmann, més que no pas el Manabe, perquè aquest havia fet models més clàssics de convecció, de transferència de massa i de calor.

Però el Hasselmann és el que fa aquest model pel canvi climàtic que és el que ara ens ha demostrat sobretot que hi ha un canvi climàtic per causes externes, exògenes, degut a l’acció humana. I això passa de vegades, amb aquesta cross fertilization hi crec totalment, i en això hi contribueix la comunicació entre humans, entre persones diferents. Si pots parlar amb la gent més diferent és quan pots crear les coses més grans, perquè són dos punts de vista diferents, i el poliedre que és el coneixement comença a girar i et porta en qualsevol direcció. Una mica poètic, però com que m’estàs gravant, hala, ho dic! (riu)

Aquest és un fragment del segon programa de Sistema Gaia, pots escoltar-lo sencer en aquest podcast:

I aquí trobaràs la transcripció de la xerrada sencera:

Perquè Giorgio Parisi ha rebut el premi Nobel de Física 2021?

El catedràtic de Física de la UB Fèlix Ritort, que va canviar els vidres d’espí de Giorgio Parisi per la pinces òptiques de Carlos Bustamante, explica la feina que fa a l’Small Biosystems Lab que dirigeix.

Escolta-ho aquí:

Aquesta és la transcripció aproximada d’aquest fragment:

Josep Maria Camps Collet (JMCC): Canviant de tema, m’agradaria que m’expliquessis a què us dediqueu, m’has explicat això de l’ARN… El fet del 2005 dir: jo fundo aquest laboratori, aquí sí que hi ha un objectiu, oi? Quin «purposefulness» hi havia, què és el que volies fer, ja fa 17 anys, que Déu n’hi dó.

Fèlix Ritort (FR): Ara faré un acte de sinceritat: quan vaig fer la tesi amb el Parisi, vaig començar el 1989, vaig anar a veure’l a Roma, tota una història molt interessant com vaig acabar allà, vaig treballar fins l’any 2001 aproximadament, uns 12 o 13 anys treballant amb la teoria dels vidres d’espí, sistemes desordenats, sistemes fora de l’equilibri… hi ha tot un aspecte molt important dels sistemes desordenats i és que mai s’equilibren i llavors hi ha tot un aspecte de la física que s’anomenen sistemes fora de l’equilibri. I em vaig donar compte que… a tots ens passa, als científics, tu quan ets jove fas una tesi doctoral, t’especialitzes, si pots guanyes una oposició, en el meu cas vaig ser professor a Barcelona, fas una carrera…

Però llavors arriba un moment que has de canviar, has de matar per dir-ho d’alguna manera la teva joventut i decidir què vols fer per tu mateix. I jo estava una mica cansat de tanta teoria, perquè era tot molt teòric, i hi havia unes disputes que ara no cal parlar-ne, hi havia molta gent en contra de la teoria de Parisi, que ara es deuen estirar una mica els cabells perquè han vist que li han reconegut, però hi havia molta oposició a les seves teories en aquells anys. També és veritat que Parisi de vegades tirava pel dret i es va convertir una mica en una lluita entre sectes, jo quan veig sectes llavors ja no m’agrada, a mi m’agrada que hi hagi… El mestre absolut és la natura, no és el que jo pensi, o si jo soc Einstein, o soc aquest, o soc l’altre, la natura és la nostra mestra absoluta. Per això la física, la química, la biologia són ciències experimentals.

Bé, en qualsevol cas jo vaig voler canviar i obrir-me a un camp nou, i llavors vaig decidir fer experiments. I en aquell temps… canviar de camp, vaig començar a experimentar amb coses, espectroscopia, òptica, vaig començar a mirar coses d’econofísica, però al final em va atraure l’atenció tot això de la manipulació de molècules individuals, hi ha unes tècniques, que per cert també a l’any 2018 vaig estar a Estocolm pel premi Nobel, perquè vaig nominar, en una altra àrea diferent, una altra persona que després va ser reconeguda, que era el descobriment de les pinces òptiques, i vaig agafar i per circumstàncies de la vida me’n vaig anar als Estats Units, i ja sent professor vaig dir, sort de la distinció de la Generalitat que em van donar per poder dedicar-me encara a la recerca, vaig agafar i me’n vaig anar, com si comencés de zero, i vaig començar a fer una altra cosa, i vaig dir: jo vull fer els meus propis experiments i muntar el meu propi laboratori. I un dels científics que em va ajudar és Carlos Bustamante, que està a Berkeley, que també aquest és, ja ho dic aquí públicament, que segurament serà premi Nobel dels pròxims anys, no necessàriament de física, va tenir unes tècniques maquíssimes de manipulació de molècules.

Llavors em vaig posar allà a treballar, i el 2005 vaig muntar el laboratori, ha estat una feinada però ara funciona, està operatiu, i és la recerca que m’ha fet més independent a nivell personal i m’ha fet madurar com a científic. I ara, tornant cap al passat, perquè tenim aquesta cosa de voler convertir una de les rectes en cercle, ara vull tornar al principi, i ara vull trobar el Giorgio i dir-li: mira, he fet un experiment on demostro que hi ha trencament de simetria de rèpliques. M’encantaria fer aquest experiment, i crec que es pot fer. I si es pot fer és amb aquest tipus de tècniques físiques a nivell molecular. I per això m’interessa tot aquest estudi de la biofísica molecular, estudiar l’ADN, l’ARN, que són estructures desordenades, i m’agradaria molt mesurar, quantificar experimentalment el trencament de simetria de rèpliques a escala molecular. Perquè jo estic segur que existeix, perquè són sistemes desordenats a nivell microscòpic.

JMCC: Però amb quines eines es fa això?

FR: Es fa amb unes eines que es diuen pinces òptiques, aquesta tècnica experimental que permet atrapar, immobilitzar, capturar partícules molt petites, de plàstic, i ancorar-les amb llum, movent el feix de llum, unint aquesta boleta a una molècula i tirar la molècula. Són tècniques que se’n diuen d’espectroscopia, mesura d’espectres, d’alguna manera de força, mesuren forces, i tenim una resolució de piconewtons, 10 elevat a -12 newtons, un newton és un quilo, per tant és una força extremadament petita. I mesurem distàncies de desplaçaments de l’ordre del nanòmetre. Per tant tenim una mesura d’energies, l’energia es mesura com el producte de la força per la distància, com el treball mecànic, i un piconewton per un nanòmetre és 10 elevat a -21 joules.

Això és l’energia cinètica d’una molècula d’aigua, d’una, per tant mesurem les col·lisions moleculars, i per tant tenim una tècnica exquisida per mesurar energies extremadament petites, i per tant podem mesurar tota l’energètica dels sistemes moleculars amb una precisió comparable a la que tenen els sistemes macroscòpics amb les tècniques de mesura macroscòpiques. Però l’interessant és que podem mesurar sistemes físics desordenats a escala molecular amb una precisió absoluta i veure les conseqüències d’aquesta simetria de rèpliques a escala molecular. Jo crec que això seria molt maco. Això encara no s’ha fet.

JMCC: Clar, però se’m fa difícil pensar fins a quin punt… perquè l’important seria veure com actuen les molècules a dins de la cèl·lula, i com actuen directament a dintre del sistema que és la cèl·lula. D’això potser s’és molt lluny encara? O no?

FR: Clar, això és molt lluny, perquè mesurar… Efectivament, hi ha diversos tipus d’experiment en biologia molecular, en biofísica: els experiments ‘in vitro’, o ‘in vivo’, i ‘ex vivo’, ‘ex vivo’ és una cosa que té propietats de sistema viu, però el treus del sistema viu, seria estudiar un tros d’una cèl·lula, però morta. Una altra cosa és ‘in vivo’, estudiar les propietats d’un tros d’una cèl·lula en el seu entorn viu, mentre la cèl·lula està viva, després hi ha ‘in vitro’, que és agafar aquest tros de la cèl·lula, aïllar-lo i amb un tub d’assaig mesurar-ho amb altres coses, clar.

Però el nivell de complexitat que és molt més gran, més gran és ‘in vivo’, absolutament, després ‘ex vivo’, i després ‘in vitro’, el nivell de complexitat que s’observa que hi ha ‘in vitro’, que és matèria inert, però orgànica, trossos de matèria viva, fragments d’aquesta complexitat de la vida, no és tan diferent de la complexitat dels vidres d’espí, que en definitiva no estan vius, tampoc. Ja que la teoria dels vidres d’espí es va fer per sistemes magnètics, per sistemes inerts, també es pot fer per ‘in vitro’. Per tant, jo crec que ‘in vitro’ és el pas intermedi entre fer-ho amb un sistema ‘in vivo’ i fer-ho amb un sistema totalment inert, amb matèria inorgànica inert o amb un metall o amb el que sigui, que és el que es diu la matèria condensada, que és la disciplina de la física que estudia les propietats d’electricitat, propietats de transport, de calor, tèrmiques, el que sigui, de la matèria. És un punt intermedi, passar directament al sistema ‘in vivo’ no sé si es farà però em sembla que metodològicament és millor quedar-se en un punt intermedi.

Però dit això, si tu penses per exemple en el problema del dese nvolupament, com creix un organisme des de que des de l’ou, des del zigot, fins que es fa un organisme… van passant les setmanes, es van multiplicant, cada setmana es va multiplicant fins que arriba la blàstula i arriba tot aquest conjunt de cèl·lules, i després comencen a sortir els membres, les diferents parts del cos… Això en el fons és una cosa ‘in vivo’ totalment, però tota aquesta complexitat si hi ha alguna teoria primigènia que pot explicar-ho és la teoria dels vidres d’espí, perquè partint de matèria orgànica però desorganitzada, com pot créixer tot aquest organisme amb tota aquesta complexitat? Una mica com apareixen aquests estats en la simetria de rèpliques, no és tan diferent conceptualment, però això crec que jo no ho veuré. I per tant jo m’he de centrar en un punt intermedi en el que crec que hi ha més opcions de copsar. Però això arribarà algun dia? Doncs sí, d’aquí 100 anys possiblement…

JMCC: Suposo que faltaran més instruments científics per poder analitzar-ho…

FR: Més instruments, més científics, més científiques, més gent, d’això es tracta. I d’aquí a 100 anys possiblement arribarà, d’una forma… jo ho he resumit així, potser no serà així, però d’una forma semblant. Però que la teoria de Parisi, des d’aquest punt de vista, és la primera teoria que aborda aquesta complexitat des d’aquesta perspectiva, amb una projecció cap a la matèria biològica, per mi és gairebé natural, la meva intuïció em diu que és així, que és correcte.

Aquest és un fragment del segon programa de Sistema Gaia, pots escoltar-lo sencer en aquest podcast:

I aquí trobaràs la transcripció de la xerrada sencera:

Perquè Giorgio Parisi ha rebut el premi Nobel de Física 2021?

Parlant del punt de vista del premi Nobel de Física 2021 Giorgio Parisi sobre què és la complexitat, el catedràtic de Física de la UB Fèlix Ritort recorda que Jacques Monod va afirmar que la biologia no actua com un dissenyador, sinó com un «bricoleur.»

Però li costa trobar la paraula, podeu escoltar-ho aquí:

Aquesta és la transcripció aproximada d’aquest fragment:

Josep Maria Camps Collet (JMCC): Sobre què són els sistemes complexos, Giorgio Parisi diu que un amic seu va estar buscant definicions de què és la complexitat i que en va recollir unes 65 de diferents. Ho dic per destacar com de difícil és definir què coi és aquest concepte en el que alguns hi veiem una nova manera de veure la ciència, i diu que la majoria de definicions diferenciava entre complex i complicat. I posava com a exemple, em va fer molta gràcia, un avió, un avió comercial, s’entén, que deu tenir uns 10 milions de peces, i que és una cosa molt complicada però que no és complexa, perquè està feta, això també fa gràcia com ho diu, «disegnato sul tavolino», dissenyat a sobre de la taula, i que per tant cada peça té una funció, i no es pot esperar que aquest avió evolucioni cap a coses noves, que seria el que fan els sistemes complexos, que no els ha dissenyat ningú i que evolucionen i s’adapten.

A mi m’ha agradat molt com ho explica, això, que és difícil de vegades explicar què és la complexitat. T’ho deia perquè ell diu que li agrada la complexitat perquè permet analitzar els sistemes a molts nivells diferents, i tu t’has centrat en el nivell molecular, que potser és dels més complexos o més difícils d’analitzar.

Fèlix Ritort (FR): No necessàriament, és el més fonamental, perquè és l’estructura més primària que hi ha a les molècules biològiques, és a nivell d’àtoms, de polímers, l’ADN, l’ARN, però no necessàriament, també hi ha a nivell cel·lular.

Has dit això de la complexitat i la complicació, «un aereo è disegnato su un tavolino» (imita Parisi), i és veritat, hi estic d’acord. No és l’únic que ha dit aquesta diferència, altres científics, inclús no físics, biòlegs han emfatitzat aquesta diferència. De fet, la diferència entre un avió, que és complicat, i un sistema complex, com pot ser una molècula biològica o un òrgan, és la multiplicitat de funcions que fa un sistema complex, a nivell de funcionalitat inclús. Mentre un avió només té una funció, que és volar, és a dir, no pretenguis amb l’avió fer altra cosa que no sigui volar, perquè està fet només per això, mentre que un òrgan biològic, que no està fet «sopra il tavolino», té la capacitat d’adaptar-se a tantes coses. Llavors aquesta adaptabilitat, aquesta mal·leabilitat, aquesta resiliència, tot això és més característic dels sistemes complexos.

Llavors hi ha aquesta definició que a mi m’agrada molt de François Jacob, que també és un premi Nobel de biologia molecular, als anys seixanta, amb Jacques Monod li van donar el premi Nobel pel descobriment del mecanisme de repressió dels enzims, la lactosa, la lactasa, etc, ell tenia aquesta definició: L’evolució, per fer els organismes vius, no opera com fa un enginyer, opera… i utilitza una paraula que mai recordo, que oblido sempre, però és com un artesà, no com una persona que dissenya i té un disseny escrit sobre la taula i llavors necessita aquestes peces… agafa el que té a la disposició, fa una cosa més artesanal: necessito això, ho busco, busca i manega tot el que té a disposició per aconseguir el que més necessita. I després si necessita una altra peça la canvia, i està sempre, com diuen en anglès «tinkering» (retocant), està tocant varis instruments, varies peces, varies notes per aconseguir alguna cosa que vagi cada vegada millor. Però no va cap a un objectiu únic, va cap a que allò cada vegada funcioni millor sense saber exactament cap a quina direcció va. I aquesta diferència entre aquest enginyer i aquest artesà… que no és artesà, és una altra paraula però l’he oblidada.

JMCC: És francesa, no?

FR: En castellà existeix, és una paraula comuna que jo oblido contínuament, i vaig al llibre i la busco.

JMCC: Això que dius recorda el que deia Claude Lévi-Strauss, que parlava del pensament bricoleur…

FR: Bricolatge! Aquesta és la paraula! No és una obra d’enginyeria, és una obra de bricolatge, exactament, aquesta és la paraula, gràcies, me l’has recordat.

JMCC: Doncs igual la va treure del Lévi-Strauss, que parlava del pensament bricoleur, que és el que fas servir quan has de solucionar un problema i no tens 5 anys per fer una carrera, diguem.

FR: Exactament, és una operació de bricolatge. És possible, però Lévi-Strauss possiblement és posterior a François Jacob.

JMCC: Bé, Lévi-Strauss té aquest llibre, El pensament salvatge, no sé si et sona, i que planteja que el pensament no és exactament racional, sinó que és sobretot inconscient, però a més a més és «salvatge» en el sentit que agafa el que pot i no està plantejant-se «hem de fer les coses bé», sinó que les fa. I penso que és la mateixa idea que l’evolució biològica a nivell molecular hi ha el que hi ha i tira endavant amb el que hi ha. I si funciona, sobreviu, i sinó, un altre.

FR: Exactament, aquest es mor i ve un altre individu, i nosaltres som les peces d’aquest bricolatge de la natura, efectivament. És una analogia molt maca i hi estic totalment d’acord.

JMCC: I a més a més que no hi ha un propòsit, no hi ha una teleologia… Això entenc que és la base, no hi ha un propòsit?

FR: Efectivament, això és la diferència entre una cosa que té un destí, un objectiu, i una cosa que no en té. I aquesta paraula en anglès, una vegada quan vaig escriure un article quan estava a Berkeley i parlava de la natura i la biologia, de tota la complexitat de la molècules que tenen funcions diferents, i ho intentava comparar amb les peces d’una màquina tèrmica, una màquina termodinàmica, un avió, per exemple, i deia que clar, les peces biològiques tenen aquesta… vaig trobar aquesta paraula, «purposefulness» («intencionalitat») i recordo que un amic biòleg professor de Berkeley que em va dir: això no ho posis mai, perquè la biologia no té «purposefulness». I tenia raó! Clar, el meu anglès era limitat, i la vaig treure.

JMCC: Bé, és la definició de teleologia, la idea que una cosa té un propòsit i que es projecta cap al futur, que és el que ens passa amb el nostre pensament, i que ens pensem que el món funciona així. Bé, nosaltres ho fem! Jo vull fer una casa i la faig, però la biologia no funciona així.

Aquest és un fragment del segon programa de Sistema Gaia, pots escoltar-lo sencer en aquest podcast:

I aquí trobaràs la transcripció de la xerrada sencera:

Perquè Giorgio Parisi ha rebut el premi Nobel de Física 2021?

El catedràtic de Física de la UB Fèlix Ritort, que va fer la seva recerca doctoral i postdoctoral sobre els vidres d’espí dirigit per Giorgio Parisi, premi Nobel de Física 2021, està convençut que la teoria de Parisi sobre aquests vidres magnètics, el trencament de simetria de rèpliques, RSB en les sigles en anglès, permetrà saber com s’organitza la biologia a nivell molecular:

Aquesta és la transcripció aproximada d’aquest fragment:

Josep Maria Camps Collet: Has afirmat que creus que és probable que el trencament de la simetria de rèpliques sigui una teoria que expliqui com s’organitza la vida a nivell molecular. Ho pots desenvolupar, o és una intuïció que és difícil de…?

Fèlix Ritort: Bé, no és tant una intuïció, és una intuïció, però hi ha fonaments per entendre aquesta intuïció. Una de les coses que s’està descobrint ara en biologia, per exemple, és que hi ha un munt de molècules, per exemple, d’àcid ribonucleic… fins ara l’àcid ribonucleic expressava proteïnes, se li deia ARN codificant, però existeix una multiplicitat de seqüències d’ARN que fan coses diferents, i de fet nosaltres ara estem estudiant molècules d’ARN al meu laboratori i estem veient que aquestes molècules són pràcticament idèntiques, són sistemes amorfs, són polímers desordenats, són una mica com els vidres d’espí però, pobrets, són cadenes, no són tridimensionals, no són trossos de matèria macroscòpica, són cossos moleculars, però són desordenats, són amorfs també, i veiem que es pleguen en estructures totalment diferents i cada estructura té la seva funció.

Sembla que la biologia, per tenir multiplicitat de de funcions, és a dir, multiplicitat de camins de regulació, multiplicitat de formes de defensa contra els patògens… O sigui, el cos humà, la matèria viva adopta tot aquesta multiplicitat que descriu la teoria dels sistemes amorfs de Parisi. Això ho ha utilitzat l’evolució perquè nosaltres puguem existir tal com som, amb tota la nostra complexitat. O sigui jo crec, i encara no se sap evidentment, però aquesta és una de les línies on demostrar experimentalment la teoria de Parisi, no en els superconductors, no en els vidres d’espí magnètics, no en els polímers, no ens els plàstics, possiblement en la matèria biològica. Això és una opinió personal, i em puc equivocar.

JMCC: I et dediques a això?

FR: Sí, tinc ganes de fer coses en aquesta direcció.

JMCC: Perquè suposo que haver treballat amb el Parisi en el seu moment, haver fet la tesi doctoral sobre el seu tema principal i continuar en aquesta línia, derives una mica d’això com a acadèmic i al teu laboratori?

FR: Sí, es clar, jo vaig fer la tesi amb ell, també el postdoc, vaig compartir despatx amb ell, tinc una relació amb ell, és el meu pare científic, i sé com pensa… Si tanco els ulls i estigués aquí, per la olor sabria que és aquí. Per la olor, fixa’t tu, té una olor peculiar, és una persona molt singular, però una cosa estic d’acord amb ell… Ell és molt físic matemàtic, a mi recentment m’ha interessat més l’experiment, crec que contrastar les idees amb els experiments, amb la natura és un repte que és fascinant. Jo crec que en això ell té raó, i no ho deia només ell, ho han dit molts científics al llarg de la història: han remarcat la importància de la bellesa de les teories físiques, la bellesa de de la natura. És a dir, quan tu descrius una cosa de forma simple però bella té molt més valor que si només és simple, la bellesa és un valor afegit.

JMCC: Això és el que expliquen els que van trobar l’estructura helicoidal de l’ADN, que van tenir aquesta sensació, quan es van preguntar: és aquesta? I la van veure i van dir: sí.

FR: Perquè l’ADN és una doble hèlix? Perquè és una escala de cargol? Doncs perquè l’ADN ha de ser estable, i per ser estable ha d’expulsar tota l’aigua. Tu què fas amb una tovallola per expulsar-ne l’aigua? L’enrotlles, veritat? Doncs l’ADN espontàniament s’enrotlla sobre sí mateixa i treu tota l’aigua, i així manté la seva estructura, la seva estabilitat. Llavors és un material que dura anys i anys, sempre amb mutacions, perquè no hi ha res perfecte i per això hi ha malalties, però ja és molt que jo vaig néixer l’any 1965 i estem el 2022 i encara soc exactament el mateix. Això és gràcies a l’estabilitat de l’ADN, sinó seria un tiu totalment… (riu)

JMCC: De fet està definit fa milers de milions d’anys, no? La cèl·lula eucariota no sé quan es situa en el temps…

FR: No se sap, això no se sap, 4.000 milions d’anys és l’origen dels cianobacteris, però es clar, els cianobacteris ho són tot: ja és ADN, replicació, proteïna, àcid ribonucleic i oxiribonucleic, transcripció, traducció, és tot.

Aquest és un fragment del segon programa de Sistema Gaia, pots escoltar-lo sencer en aquest podcast:

I aquí trobaràs la transcripció de la xerrada sencera:

Perquè Giorgio Parisi ha rebut el premi Nobel de Física 2021?

Giorgio Parisi ha rebut el premi Nobel de física 2021 sobretot per una teoria de sistemes complexos, el trencament de la simetria de rèpliques (RSB, «Replica Symmetry Breaking» en anglès) que va descobrir analitzant els anomenats vidres d’espí.

El catedràtic de Física de la UB Fèlix Ritort, col·laborador de Parisi, ens explica en què consisteix aquesta teoria en aquest fragment del segon programa de Sistema Gaia:

Aquesta és la transcripció aproximada d’aquest fragment:

Josep Maria Camps Collet (JMCC): Giorgio Parisi explica que li interessava sobretot la física de partícules subatòmiques, però que es va interessar pels vidres d’espí, i va fer servir això que en deien una metodologia de rèpliques, repetir diverses vegades un resultat i veure què passa. I llavors va descobrir el trencament d’aquesta simetria, que els resultats no eren simètrics, sinó que es trencava la simetria. Això què vol dir? O potser hauríem d’explicar abans els vidres d’espí, o no cal?

Fèlix Ritort (FR): Bé, els vidres d’espí són aliatges metàl·lics on hi ha una fracció molt petita, inferior al 10%, d’impureses ferromagnètiques, d’àtoms ferromagnètics, amb una malla d’un material que generalment és un metall, un coure, per exemple, o una plata.

JMCC: O sigui que no són vidres?

FR: No, són sistemes magnètics, són vidres magnètics. És a dir: un vidre com el de la finestra és un material que té unes interaccions fortes, que pot ser fet de diòxid de silici, i el que passa és que la conformació posicional, l’organització dels àtoms d’oxigen i de silici i del que hi hagi, està totalment desordenada, no hi ha una estructura periòdica, i això és el que se’n diu un vidre estructural. En canvi els vidres d’espí són sistemes on hi ha un desordre posicional de les impureses magnètiques, però sobretot hi ha unes interaccions magnètiques entre els espins d’aquests àtoms magnètics, de ferro, o de manganès, del que sigui, que el que fan és que la interacció sigui ferromagnètica o antiferromagnètica. És a dir, el desordre posicional dels àtoms de silici o d’oxigen que pot haver-hi en un vidre de finestra correspon a la interacció ferromagnètica dels spins d’un vidre d’espí magnètic.

Però l’analogia és que el material magnèticament es desordena i no hi ha una periodicitat en l’orientació dels spins magnètics: uns cap amunt, uns cap avall, i és tot desordenat, com un sistema amorf, són sistemes amorfs magnètics, és la variable de l’emanació local de cada àtom que apunta en una direcció totalment aleatòria, no hi ha ordre magnètic, això és el que és un vidre d’espí.

JMCC: I aquest ordre va canviant depenent de la temperatura, escalfant-lo o refredant-lo, que aconsegueixes que faci un canvi de fase, oi?

FR: Efectivament, a altes temperatures tot es desordena d’una forma trivial, com si agafes un vidre i el trenques en trossos, però no hi ha res allà. L’interessant que va fer Parisi és que quan tu refredes aquests materials no es queden totalment desordenats, tenen un cert ordre, és aquest ordre que descriu això que has mencionat de la simetria de rèpliques, i ell va fer la teoria matemàtica que, a baixes temperatures, encara que sigui amorf, és un amorf amb un cert ordre, hi ha una multiplicitat de fases en aquest desordre.

És com la biologia, tu mires les espècies biològiques i hi ha una aranya, una mosca, un humà, hi ha un tigre, això és desordenat, però no està totalment desordenat. Perquè? Doncs perquè si agafes totes les espècies biològiques i les poses en conjunt i les mires, hi ha similituds entre unes i diferències entre altres, però es poden organitzar en un arbre genealògic: hi ha espècies més petites i menys desenvolupades, i unes més grans, i estan relacionades a partir de l’evolució. Doncs ell el que va demostrar amb aquesta simetria de rèpliques és que els sistemes amorfs per sobre de la temperatura amb la que es desordenen, allà no hi ha res, però per sota, són amorfs però tenen una estructura, una organització com d’arbre genealògic, això és el que ell va trobar matemàticament.

JMCC: I què vol dir que hi ha trencament de la simetria de rèpliques?

FR: Llavors què vol dir això? Imaginem-nos que em miro la meva mà i després la poso davant del mirall. Evidentment hi ha una simetria entre la meva mà i la imatge especular que fa el mirall, són la mateixa, hi ha una simetria entre les dues. Llavors, imaginem que ara agafo moltes mans de moltes persones i un únic mirall per tothom i començo a mirar mans, i veuria que el 50% de les mans tenen una simetria dreta (imaginem-nos que tots alcen la mà dreta) les observacions de les mans que no pateixen reflexió serien mans dretes, i l’altre 50% que són reflexions serien mans esquerres. Jo em miro totes aquestes mans, sempre la mà dreta, però miro la real i la reflectida i hi ha el 50% d’espècies de cadascuna.

Llavors ell el que va demostrar que, igual que jo ara he dit que si jo multiplico la meva mà dreta per moltes mans, i en comptes d’una, agafo mil mans, idèntiques, que poden ser de persones diferents o la mateixa meva, perquè les mans són totes iguals, en definitiva, no? Jo classificaria entre el 50% un tipus i les reflectides i un 50% l’altre. Ell el que va fer matemàticament va ser agafar un sistema desordenat, amorf, i el va replicar, com si estiguessis replicant les mans, i al trobar la solució del sistema replicat, va trobar no que el 50% eren d’un tipus o d’un altre, va trobar un 1% d’un tipus, un 1% d’un altre… El sistema multiplicat, de forma espontània, adquiria moltes conformacions com les 2 orientacions que pateix una mà quan la mires en una reflexió, la mà dreta reflectida és mà esquerra. Ell va veure que això, espontàniament, aquest procés de reflexió entre cometes, succeïa al multiplicar el sistema amorf moltes vegades i resoldre matemàticament parlant, tot el sistema, la multiplicació d’aquesta multiplicitat d’aquestes còpies del sistema original. Fa una cosa matemàtica rara, per això se li diu «truc de la rèplica», perquè és fer moltes còpies del sistema.

I dius: com és possible que fent còpies d’un sistema vegis coses diferents? Precisament aquí està la gràcia d’aquesta teoria dels sistemes desordenats que va fer: al multiplicar-ho no generes un sistema gran que és la repetició dels sistemes individuals, és un sistema nou totalment diferent, és com si, agafant molts pastissos iguals, i mirant-los sortís un pastís gran però que és totalment diferent.

És com barrejar sabors, tens molts sabors que són aparentment iguals, però quan els barreges apareix tota una gamma diferent. Això és un dels misteris, no s’entén molt bé, encara hi ha dubtes sobre el significat físic d’això, de fet no hi ha una verificació experimental nítida d’això. Aquest és un premi Nobel que s’ha donat per la idea, per la concepció, per la bellesa de la teoria, i no tant per la verificació experimental que existeix a la natura.

JMCC: Suposo que és molt difícil verificar una cosa així en un vidre d’espí. Perquè s’està parlant de models, no hi ha realment vidres d’espí…

FR: Sí, hi ha vidres d’espí i hi ha mesures i hi ha prediccions que té la teoria de Parisi sobre com respon la magnetització a un canvi de temperatura, com respon un canvi de camp magnètic, com respon la capacitat calorífica, etc, etc. Però no hi ha una demostració experimental que hi ha tots aquests estats que surt d’aquesta solució múltiple de totes aquestes simetries que es trenquen, això no existeix. Però tampoc existien els anys 20 quan li van donar el premi Nobel a l’Albert Einstein. Bé, li van donar per l’efecte fotoelèctric, no li van donar per la teoria de la relativitat, però no existia una evidència experimental de les ones gravitacionals, s’ha trobat ara recentment. I també els forats negres, es van predir ja des de Laplace, per dir fa molt més temps, que ell va ser qui va dir que ni la llum podria sortir d’un forat negre. Però és que els forats negres existeix la teoria des de Penrose i Hawking, i només recentment s’ha verificat.

És a dir, hi ha moltes teories en física que la verificació experimental arriba més tard, i jo crec que la teoria de la complexitat de Parisi, entesa des d’aquest punt de vista de la simetria de rèpliques, és una de les que encara no s’ha fet i esperem que es pugui fer els propers anys. Seria molt maco.

Aquest és un fragment del segon programa de Sistema Gaia, pots escoltar-lo sencer en aquest podcast:

I aquí trobaràs la transcripció de la xerrada sencera:

Perquè Giorgio Parisi ha rebut el premi Nobel de Física 2021?