- -
- 100%
- +
la vida creix i no s’atura.
A pas de tortuga o de llebre,
el moviment la manté jove.
Si la fecundació té èxit, la nova vida pot créixer i augmentar la seva massa. Aquesta massa es basa en la divisió i l’elongació cel·lular. Com més cèl·lules compleixin els dos processos, més creixeran també els teixits, els òrgans, etc., i això regeix tant pel que fa al gruix d’un arbre com al perímetre de la cintura. El marge de creixement a la natura pot ser immens, com demostren els dos punts següents: un dels éssers vius més grans coneguts fins ara és el fong Armillaria ostoyae, que creix al subsol. En un parc natural d’Oregon hi ha un exemplar que cobreix una superfície de 2.385 hectàrees, l’equivalent a més de 1.700 camps de futbol. Els científics calculen que té la imponent edat de 2.400 anys. Per contra, un dels éssers vius més petits, el Nanoarchaeum equitans, tan sols fa un diàmetre d’entre 350 i 500 nanòmetres. El nom llatí d’aquest microorganisme unicel·lular es podria traduir per «nan primitiu a cavall d’una bola de foc» i no és producte d’un excés etílic: el nan primitiu cavalca damunt d’un altre microorganisme unicel·lular anomenat Ignicoccus hospitalis, també conegut com a bola de foc. I, parlant de cavalcar, la capacitat de moure’s és una altra característica de la vida, també en el cas dels fongs i les plantes, que a simple vista semblen inamovibles.
La vida evoluciona
Panta rei, com deien els grecs.
La vida planteja tothora noves preguntes.
Tot flueix i està connectat.
La vida s’explora a si mateixa.
L’aspecte del nostre planeta ha canviat sovint al llarg dels darrers milions d’anys, i també ho han fet les condicions de vida predominants. A vegades hi feia calor i a vegades hi feia fred; a vegades hi havia molts aliments i a vegades n’hi havia pocs. Però la vida no s’ha deixat vèncer mai i sempre s’ha adaptat a les noves condicions. Per aconseguir-ho ha hagut d’evolucionar, i precisament aquesta capacitat d’evolució és una altra característica de la vida. Una cèl·lula se’n surt prou bé tota sola, però només pot assumir noves tasques si s’uneix amb d’altres. Ens podem imaginar el desenvolupament dels fongs, les plantes i els animals multicel·lulars com la construcció d’una casa: si col·loquem bé tots els totxos, tindrem un edifici que podrà assumir noves funcions. De la mateixa manera, els organismes pluricel·lulars es formen amb tot de cèl·lules, i aleshores també poden fer més coses que cada una de les cèl·lules per separat o la seva simple suma. El principi d’organització i estructura es torna a trobar en els diversos espais, tant en el cas dels éssers vius multicel·lulars com en el de l’edifici, el qual es divideix en diverses estances dissenyades per a usos determinats, com ara la cuina per fer-hi el menjar. Quan la vida va passar de l’aigua a la terra, el nou hàbitat va exigir innovacions, com ara una secció especialitzada únicament en el transport d’aigua.
UN MÓN PLE DE MISSATGES
Centrem-nos ara en la segona part de la biocomunicació i en la qüestió de què és realment la comunicació. Durant les meves investigacions i en converses amb científics d’altres especialitats he trobat moltes definicions i models teòrics sobre la comunicació. La resposta a la pregunta podria omplir sens dubte la resta de pàgines d’aquest llibre, ja que la comunicació és tot un món amb infinitat d’aspectes. Si en parlem amb un psicòleg, la seva resposta serà diferent de la que ens donaria un informàtic o un expert en ciències de la comunicació. Entre els biòlegs també hi ha un debat permanent per determinar a partir de quan un ésser viu es comunica realment amb un altre.
Com es transformen les dades en missatges
Un denominador comú sobre el terme biocomunicació és que designa la transmissió activa de missatges entre éssers vius. Així de simple. Tanmateix, això ens obliga a plantejar-nos dues preguntes més: què és realment un missatge i com el pot enviar activament un ésser viu. Tot i que a primera vista sembla senzill, la paraula missatge complica el tema. Val a dir que vaig passar tot un vespre discutint sobre el terme amb dos programadors de bases de dades. Algú que interpreta dades considera que són informacions útils. Ara bé, aquesta interpretació pressuposa que abans s’han hagut de captar les dades.
En aquest punt tornen a entrar en joc les estacions receptores o, simplement, receptors. Al meu parer, llegir la premsa il·lustra molt bé la diferència entre dades i informació: quan llegiu un diari, capteu les dades que hi ha en forma de lletres, de paraules i de frases senceres. Si interpreteu aquestes dades correctament, se us obrirà el contingut informatiu de la publicació. L’únic requisit és que conegueu l’idioma en què l’han redactat. Els bacteris, els fongs, les plantes i els animals també estan envoltats de dades constantment. Les dades d’un bosc, d’un llac o d’un prat provenen de les propietats dels elements que hi ha en aquests llocs. A més d’éssers vius, també hi ha éssers inanimats, com ara aigua, pedres o llum. Tots aquests elements tenen propietats mesurables que els diferencien l’un de l’altre. Un ocell no té el mateix aspecte que un arbre o una pedra, i també hi sent i percep les olors de manera diferent. Per tant, les dades que hi ha a la natura, com ara colors, formes, sons o sorolls, no es converteixen en informació fins que un ésser viu no les capta amb ajuda dels seus receptors.
Senyals: comunicant amb el número correcte
Ara ja sabem que calen éssers vius amb receptors per tal que les dades es converteixin en informació. Els receptors que capten missatges també es troben a l’interior d’una cèl·lula. Amb tot, en aquest llibre ens centrarem en el terreny de la comunicació entre les cèl·lules i començarem amb els interlocutors més petits, els organismes unicel·lulars que viuen de manera autònoma, com poden ser els bacteris o els paramecis. Per simplificar el tema, a partir d’ara no tornaré a parlar de dades, sinó d’informació.
La transmissió activa d’informació i el seu funcionament dins la comunicació es pot explicar a partir d’un model senzill. A la dècada de 1940, els matemàtics Claude E. Shannon i Warren Weaver van desenvolupar un model als EUA basat en la comunicació humana per telèfon. Amb ajuda de l’aparell emissor (telèfon), l’emissor comprimeix en un senyal les dades que vol transmetre. Aquest senyal es transmet tan bon punt truca al receptor, que el rep amb ajuda del seu aparell receptor (telèfon). Les dades comprimides es tornen a convertir en informació quan el receptor capta el senyal. Quan un ésser viu vol enviar informació de manera activa a un altre ésser viu, també la pot comprimir en un senyal per transmetre-la millor. Comprimir significa que es combinen diversos missatges segons quin sigui el motiu de la comunicació. D’aquesta manera es creen senyals d’allò més diferents, com ara una alerta per avisar d’un perill els congèneres. Vegem-ho amb un exemple: quan una merla mascle es troba en un estat d’excitació sexual i vol aparellar-se amb una merla femella, comprimeix la informació en un senyal acústic. El seu refilet consisteix en una sèrie de sons emesos en una tessitura aguda. A més d’aquest senyal acústic, el mascle també envia senyals visuals per donar més èmfasi a la seva motivació per aparellar-se. Aquests senyals visuals poden ser determinades postures corporals o moviments especials. En el cas de la merla, això inclou abaixar lleugerament les ales i fer-les vibrar. Els canals per on es transmeten els senyals són la llum disponible, l’aire o l’aigua de l’entorn. La femella no només capta amb els seus aparells receptors (orelles i ulls) els senyals acústics i visuals que envia el mascle. També reconeix el contingut d’informació dels senyals i la motivació del mascle per aparellar-se amb ella. Ara li toca reaccionar al senyal i contestar a la proposta del mascle («Vols venir amb mi?») amb un sí, un no o un potser.
Emissor, senyal i receptor. La comunicació segons el model de Shannon-Weaver. L’emissor (merla mascle, esquerra) envia un senyal al receptor (merla femella, dreta) a través d’un canal amb el seu aparell emissor. El receptor pot descomprimir amb el seu aparell receptor la informació comprimida en el senyal.
Per què hi ha comunicació?
Com sap la merla femella que és la destinatària dels senyals de la forta cridòria i de la vibració de les ales, i que l’espectacle significa que un mascle de la seva espècie es vol aparellar amb ella? Quan es tracta de coses tan bàsiques com la reproducció, la capacitat de reconèixer i interpretar els senyals de la comunicació acostuma a ser innata. Els progenitors de les dues merles, els progenitors dels progenitors i els seus progenitors es van reproduir fent servir la mateixa seqüència de missatges en forma de senyals. No obstant això, el significat de molts senyals també es pot aprendre: els fills observen els pares i els germans, i n’imiten el comportament; d’aquesta manera aprenen quins senyals són importants per comunicar-se. La producció de senyals comunicatius al llarg de moltes generacions s’explica perquè l’intercanvi d’informació implica un profit recíproc entre l’emissor i el receptor. L’emissió activa d’informació suposa un esforç per part de qui l’envia, i la resposta del receptor també implica invertir-hi recursos. Pel que sembla, l’esforç només val la pena si al final se’n treu alguna cosa, per part tant de l’emissor com del receptor. A la natura també hi ha motius molt diferents per comunicar-se, depèn de qui sigui el destinatari del missatge. I es crea una situació win-win sempre que tant l’emissor com el receptor treuen el mateix profit dels resultats de la comunicació. És molt probable que entre éssers vius emparentats, com ara pares i fills, l’emissor i el receptor tinguin les mateixes motivacions per comunicar-se i, per tant, intercanviaran informació sincera (!) en benefici mutu. Quan l’emissor i el receptor tenen interessos diferents, no és estrany que a la natura també s’emetin informacions falses. Alguns senyals poden contenir informació que no es correspon amb les característiques reals de l’emissor i que, per exemple, el fan semblar més gros del que és en realitat. Com veureu més endavant, aquest conflicte d’interessos es produeix especialment entre els dos sexes. Els mascles volen quantitat i les femelles, classe.
Espionatge i canals per evitar-lo
Tornem amb les nostres merles. La conversa entre el mascle i la femella no té lloc d’amagat, sinó en un canal de comunicació públic dins el seu hàbitat. Hi ha molts altres éssers vius que també poden percebre el seu entorn amb ajuda dels seus receptors. Per exemple, els gats tenen receptors que els ajuden a captar el cant de les merles, de manera que poden espiar les seves comunicacions. Els refilets del mascle en zel no provoquen el mateix efecte en un gat que en una merla femella. En el cas del gat, la informació que capta significa: «Una presa fàcil per sopar!» Espiant la comunicació entre els ocells, el gat accedeix a una informació que pot utilitzar en benefici propi. Quan sap on és la presa, s’acosta sigil·losament a la merla. En el pitjor dels casos, la comunicació entre el mascle i la femella acaba amb la mort del mascle entre les urpes del gat. Però si les merles senten o veuen l’agressor, el missatge de «s’acosta un gat» es converteix en un estímul per als ocells. El mascle podria llançar un crit d’alarma, que es diferencia clarament dels refilets de zel, tant pel que fa a la tessitura com a la seqüència de sons que emet. La femella reconeix el senyal acústic («s’ha acabat la diversió, ens amenaça un perill») i es refugia en un lloc segur. Per al gat, aquest crit d’alarma significa una altra cosa: l’han descobert. Moltes preses són conscients que els predadors utilitzen en contra seu els missatges que transmeten públicament. Per evitar les agressions d’aquests espies, sovint desenvolupen senyals de comunicació indetectables que envien a través de canals privats. Així, per exemple, molts insectes es comuniquen amb els seus congèneres fent servir senyals visuals que es transmeten en la longitud d’ona ultraviolada, i els seus predadors sovint no els poden detectar perquè els manquen els receptors corresponents.
Som-hi!
Com veieu, tots els éssers vius, també els habitants d’un bosc, envien i reben missatges, i n’intercanvien de les formes més diverses. És fascinant la manera com interpreten la informació que reben i com hi reaccionen. Aquest llibre inclou històries sobre xarxes d’informació entre éssers vius que m’entusiasmen i que m’agradaria compartir amb vosaltres. A la primera part del llibre, us presento un breu resum de COM envien i reben informació els éssers vius. Hi senten les plantes? Hi veuen els fongs? A la segona part ens reunirem amb els emissors i els receptors de la natura a terra ferma, a l’aigua o a l’aire. Veurem organismes unicel·lulars, fongs, plantes i animals, i respondrem la pregunta següent: QUI intercanvia informació amb QUI i PER QUÈ? Parlarem de l’amistat sincera entre fongs i plantes, de paramecis espies i de peixos mentiders. A la tercera part ens centrarem en els conills de bosc de la ciutat de Frankfurt i com les xarxes d’informació a la natura es modifiquen amb l’entorn. Al final del viatge, podreu decidir quines impressions i coneixements sobre la biocomunicació us endueu a casa. Els éssers humans som part de la vida i això significa que probablement hi podem descobrir més paral·lelismes que no ens pensem. Conèixer com funciona la comunicació a la natura potser us ajudarà quan us trobeu amb limitacions a l’hora d’intercanviar informació amb els vostres congèneres, gairebé com en el cas dels meus herois dels contes infantils. Bon viatge i bons descobriments!
1
La vida en plena emissió
Quins missatges envien els éssers vius i quines diferències hi ha entre organismes unicel·lulars, fongs, plantes i animals? En aquest capítol es tractaran aquestes qüestions, i estic segura que la varietat amb què es comunica la vida us sorprendrà. Comencem amb la qüestió del COM més aparent: la informació visual.
TOT ÉS BONIC I PLE DE COLORS
El nostre món és ple de dades visuals i els éssers vius també fan servir informació visual, com ara colors, formes i moviments, per comunicar-se, tot començant pel vermell i blanc del reig bord (Amanita muscaria) o la forma d’una orquídia fins a la dansa d’un ocell en zel. Tots aquests missatges visuals poden servir per comunicar-se tant entre éssers vius de la mateixa espècie com d’espècies diferents.
Missatges visuals: una bicoca comunicativa dins els senyals
Si l’emissor i el receptor es veuen, enviar missatges visuals és una bicoca. Mitjançant senyals visuals, ja siguin colors, formes o moviments, es poden intercanviar missatges de manera ràpida, avantatjosa i amb unes pèrdues mínimes d’informació. Tanmateix, els colors i les formes no són un mitjà de comunicació gaire flexible. Les persones ens podem tenyir els cabells, maquillar-nos o canviar-nos de roba, i d’aquesta manera enviem diàriament informació visual nova. Tret dels camaleons i les sípies, la majoria dels altres éssers vius no ho poden fer. Quant a la forma, les parts del cos que es poden inflar com fa la laringe del gall dindi són força excepcionals.
Amb tot, els animals tenen molts recursos per comunicar-se visualment perquè són capaços de moure’s. I els moviments de qualsevol tipus són els senyals visuals més flexibles, ja que l’emissor es pot adaptar en molt poc temps a una situació comunicativa variable. Això és important en un entorn que canvia ràpidament; per exemple, quan un ésser viu està envoltat de molts congèneres i ha d’adaptar a cada individu la informació que envia. Els moviments per comunicar-se inclouen danses executades per insectes, ocells o peixos. La dansa d’aparellament de l’espinós mascle (Gasterosteus aculeatus), que es belluga traçant ziga-zagues, és probablement una de les més cèlebres del món animal. Tanmateix, l’esforç físic té un preu: si els moviments són molt intensos, requeriran molta energia. No obstant això, per transmetre informació no cal executar sempre una dansa digna de ser posada en escena.
Així doncs, la mímica té un paper important en la comunicació de molts animals, inclosos els éssers humans. Se’ns «esborra el somriure» o fem «al mal temps, bona cara». Els mamífers que viuen en grup tenen un repertori molt ampli d’expressions facials. En el cas dels llops i els micos, la mímica representa un mitjà de comunicació important.
Exemples de coloracions i dibuixos diversos en peixos. ESQUERRA: Cichlasoma salvini, una espècie de la família dels cíclids que mostra un color molt intens durant l’època de reproducció. DRETA: femella de cua d’espasa (Xiphophorus hellerii). Els populars peixos d’aquari exhibeixen un fons de color vermell mentre crien. A SOTA: exemplar de Vieja bifasciata amb el típic color fosc al llarg dels flancs.
Ara bé, enviar informació visual, ja siguin colors, formes o moviments, només funciona si l’emissor i el receptor es poden veure. Depenent de l’hàbitat i de quins éssers vius es tracti, el camp visual és molt limitat, i això fa que l’abast de la transmissió no sigui precisament un dels punts forts d’aquest tipus de comunicació. Un arbre es pot convertir ràpidament en un obstacle insuperable i dificultar la transmissió de missatges al bosc. Si un ocell femella no pot veure el mascle, les plomes més acolorides i la dansa més salvatge no serviran de res perquè la informació no arribarà al receptor.
El canal de comunicació dels missatges visuals: l’energia electromagnètica
La informació visual (colors, formes i moviments) s’emeten a través de la llum. Però, què és realment la llum? A primera vista, aquesta pregunta sembla ingènua i fàcil de contestar. Però és un os, i no només per a una biòloga com jo. Harald Lesch, professor d’astrofísica teòrica a la Universitat Ludwig Maximilian de Munic, presenta el programa de televisió dedicat a la ciència Alpha Centauri i ho va explicar en el capítol titulat Què és llum?: «La llum és increïblement ràpida i, segons la seva longitud d’ona, té més o menys energia.»
Habitualment, quan parlem de llum, només pensem en la llum del dia que veiem. La font principal de la llum visible al nostre planeta és el Sol. La llum visible conté les longituds d’ona dels colors que coneixem. Cada color té el seu propi contingut energètic, que depèn de la longitud d’ona: del violeta al blau, el taronja i el vermell, el contingut d’energia electromagnètica disminueix. Aquesta forma d’energia també s’anomena radiació electromagnètica i es troba a tot arreu. La radiació electromagnètica comprèn un espectre d’energia ampli. L’espectre visible per a nosaltres és tan sols una part d’aquest espectre. Per exemple, la radiació ultraviolada (raigs UV) està més enllà de la llum violeta, que encara és visible per a nosaltres i, per tant, queda fora de la nostra percepció visual. A l’altre extrem del nostre espectre visible, és a dir, més enllà del color vermell, es troben els infrarojos, les ones radioelèctriques i les microones, amb menys càrrega d’energia.
Els pigments capturen la llum
Antraquinona, antocianina, carotenoide, betalaïna, melanina: això que sembla una llista de noms estrafolaris de dona, són grups de pigments que la natura té al seu estudi i expliquen d’on surt la coloració dels fongs, les plantes i els animals. Els pigments acostumen a emmagatzemar-se a la superfície dels éssers vius, a la pell, al pelatge o a les plomes. Si coincideixen amb la llum en una mateixa longitud d’ona, la poden capturar o, dit d’una altra manera, l’absorbeixen. El fet de trobar-se en una mateixa longitud d’ona es resumeix en una paraula: ressonància. L’estructura dels pigments determina quina part de la llum visible capturen, i d’aquesta manera pot haver-hi ressonància. I la cosa no acaba aquí: el que decideix el color és l’energia que el pigment no captura! Què passa amb les parts de llum que no absorbeix? El pigment les retorna o, expressat en termes físics, les reflecteix. Aquesta gamma d’energia reflectida és el que dona color a la matèria. El blau i el violeta lluents de les flors dels pensaments són un exemple molt bonic del grup de pigments de les antocianines. Reflecteixen la llum visible que té l’energia corresponent al blau, el violeta o el vermell. En canvi, els carotenoides reflecteixen la llum corresponent a la longitud d’ona del groc, el taronja i el vermell. Quan s’absorbeix tot l’espectre de la llum visible, els éssers vius ho veuen literalment negre! Les superfícies negres s’empassen tota la radiació electromagnètica de l’espectre visible. Amb les superfícies blanques passa el contrari: reflecteixen tota la llum visible. Les flors blanques es veuen blanques perquè no tenen pigments que absorbeixin la radiació electromagnètica. Dit d’una altra manera, les superfícies blanques reflecteixen la major part de la llum.
No obstant això, els pigments no ho expliquen tot quan es tracta dels bonics colors de la natura. La composició d’un ésser viu també decideix quanta llum captura i quanta en reflecteix. Moltes flors contenen bombolles d’aire en què es reflecteix la llum. Un exemple especialment bonic és el nenúfar Nymphaea alba. A Brandenburg, n’hi ha a molts llacs i les flors es veuen brillar des de lluny com si fossin pinzellades sobre l’aigua. Quin és el secret del nenúfar per tenir un blanc resplendent que faria morir d’enveja Mister Proper? Deixant de banda que no té pigments, al teixit aquós del nenúfar hi ha bombolles d’aire. Quan la llum cau sobre el teixit, ha de travessar totes aquestes capes d’aigua i aire, i això fa que modifiqui constantment la seva trajectòria. Aquesta refracció es produeix tantes vegades que la llum s’acaba reflectint totalment i les flors semblen blanques. El fenomen de la reflexió de la llum també el trobem en un paisatge nevat. La neu recent brilla amb intensitat perquè la llum es refracta un cop i un altre en els cristalls de glaç. Com a resultat de la refracció, es reflecteix tota la llum. La composició de la superfície també provoca un efecte de brillantor impressionant en els animals. Les plomes del paó o a la superfície de l’escarabat piloter compten amb estructures minúscules que refracten la llum d’una manera molt especial, i és per això que brillen.
Bioluminiscència: encendre i apagar la llum
Què passa amb l’emissió de missatges visuals si no hi ha llum a l’hàbitat o n’hi ha molt poca? Les aigües abissals i moltes coves estan habitades per éssers vius que no dubten a convertir-se en fonts de llum dins la foscor. A les coves de cuques de llum que hi ha a Waitomo, a Nova Zelanda, vaig ser testimoni d’una forma molt especial de comunicació entre animals: la bioluminescència. Es tracta de la capacitat d’un ésser viu d’alliberar energia amb ajuda de reacciones químiques i d’emetre aquesta energia en forma de llum. Hi ha nombrosos organismes unicel·lulars, fongs i peixos capaços de produir bioluminescència, i que s’encenen i s’apaguen com si tinguessin un interruptor. Tanmateix, alguns s’il·luminen màgicament amb ajuda externa. Els raps abissals en són un exemple: com que no poden dur a terme les reacciones químiques necessàries, agafen bacteris bioluminiscents a dispesa. Per contra, les criatures lluminoses de les coves de Waitomo que hem esmentat al principi no necessiten cap ajuda. Malgrat que es diguin Glowworn Caves («coves de cuques de llum»), no tenen res a veure amb les espècies d’insectes autòctons que coneixem amb aquest nom. La resplendor prové d’una munió de larves d’Arachnocampa luminosa, que fan que el sostre fosc de les coves brilli com una nit estelada.