Encara que no els veiem i no en som conscients, la gran majoria d'éssers vius són organismes microscòpics, formats per una sola cèl·lula. Tanmateix, algunes estratègies evolutives han portat a la generació d'éssers pluricel·lulars, com ho som nosaltres. Quines raons evolutives expliquen la generació d'organismes pluricel·lulars? Una unió de cèl·lules totalment idèntiques no constitueix un organisme pluricel·lular. La qüestió bàsica, que rau en l'èxit de la proposta des del punt de vista evolutiu, és que les cèl·lules es divideixen les tasques i optimitzen la seva funció, i milloren la seva supervivència com a conjunt, podríem dir que de forma similar a com un grup de persones som més eficients si no totes fem exactament les mateixes tasques i diversifiquem la feina per ser millors com a conjunt que per separat.

En la formació dels organismes pluricel·lulars, la primera decisió és quina cèl·lula o grup de cèl·lules s'encarreguen de la reproducció i la generació de nous organismes. Les cèl·lules reproductives són potencialment immortals, ja que a partir d'aquestes es generaran nous organismes que alhora tindran més cèl·lules reproductives, que tornaran a generar nous organismes. En canvi, les cèl·lules somàtiques, les que no es reproduiran, perden en primer lloc aquesta capacitat de ser immortals i han de dedicar esforços i energia a mantenir les cèl·lules reproductives per tal que puguin reeixir, com un organisme, en la generació d'un nou ésser viu. A canvi de perdre la immortalitat, però, es poden especialitzar molt, adquirir morfologies, formes i volums diferents i realitzar tasques molt diverses. I tota aquesta gran diversitat de formes dels organismes vius pluricel·lulars només pot basar-se en aquesta diversificació de funcions i la cooperació entre cèl·lules. La pregunta de com es van originar les instruccions genètiques que van permetre passar d'un organisme unicel·lular a un de pluricel·lular amb la divisió de cèl·lules reproductives germinals i cèl·lules somàtiques és una gran pregunta de la biologia, que avui no respondrem, però de la qual us volia parlar perquè una de les científiques que s'hi dedica, la Dra. Cassandra Extavour, mereix una mica de pausa perquè us expliqui una mica la seva història i per què és una científica apassionada pel que investiga i un referent per a moltes estudiants, tant és així que s'han publicat diverses entrevistes sobre la seva recerca i les seves circumstàncies personals, l'última d'elles a la revista Nature aquesta setmana.

Les cèl·lules reproductives són potencialment immortals, ja que a partir d'aquestes es generaran nous organismes que alhora tindran més cèl·lules reproductives, que tornaran a generar nous organismes

Extravour és una científica nascuda al Canadà, d'un pare emigrant, músic i percussionista. Des de ben petita va viure envoltada de música i instruments, i com que tenia molt bona veu, semblava que el seu camí professional seria ser cantant. Però a la universitat, es va fer amiga d'una biòloga, que li va obrir els ulls al repte intel·lectual que suposa dedicar-se a la recerca científica, i mentre estudiava cant clàssic, també va estudiar biologia i va entrar a treballar en un laboratori de genètica. En aquell moment, va haver de decidir entre dedicar-se a la carrera de soprano professional o ser científica. Va sospesar els pros i contres: si feia una carrera com a soprano no podria mai dedicar-se a la ciència, però si escollia ser científica, sempre podria continuar cantant. I de fet, encara que actualment dirigeix un grup de recerca a Harvard, encara canta professionalment en un grup de música clàssica a Boston i, fins i tot, fa gires.

Curiosament, la carrera científica de la Dra. Extavour podria haver-se estroncat quan feia la tesi doctoral. Va fer la tesi a Madrid, en el millor laboratori de genètica del desenvolupament de Drosophila, sota la direcció d'un dels genetistes científicament i intel·lectual més trencadors, però el seu tema d'investigació era molt difícil, se sentia sola, i podria haver tirat la tovallola abans d'acabar. Aquesta estada no li va permetre publicar gaires articles científics però, en canvi, li va proporcionar una formació excel·lent per continuar investigant a Cambridge i diversos laboratoris d'Europa. El seu treball ha permès qüestionar algunes de les hipòtesis més acceptades en el camp del desenvolupament sobre la determinació de cèl·lules germinals i del sexe dins un embrió. Quan va arribar a Harvard per iniciar el seu grup de recerca tampoc no li va ser fàcil: és dona i, a més, negra i declaradament lesbiana. Però, com ella admet, enfrontar-se amb el racisme l'ha fet més forta: "No deixis que els altres diguin qui ets o fins on pots arribar". Tot un referent.

Doncs bé, la Cassandra Extavour i el seu grup estudien tota mena d'insectes, com a organismes model, per intentar comprendre com es fan els ous, i acaben de publicar dos articles en què recullen i analitzen les mides de més de 10.000 ous, que dipositen més de 6.700 espècies de tots els ordres d'insectes. Us preguntareu com s'ho ha fet. No li ha calgut anar ou per ou, sinó que ha fet una cerca informatitzada i sistemàtica de tots els articles i llibres que molts entomòlegs han anat escrivint en desenes d'anys descrivint amb minuciositat cada espècie. Mai no s'havia fet un estudi recopilatori i d'anàlisi tan exhaustiu. Estem parlant d'ous que poden tenir més de 8 ordres de magnitud de diferència, des d'una mida microscòpica a la mida d'un cigró, i de formes ben variades, a esferes quasi perfectes, a formes com la d'un plàtan. Aquestes dades, analitzades i ordenades (ara són públiques), els ha permès estudiar si hi ha alguna relació entre la mida i la forma dels ous, o amb el tipus i temps de desenvolupament de cada espècie. Si ara ens preguntessin, a priori, què en pensem, segurament diríem que les espècies d'insectes més grans, o aquelles espècies en les quals el desenvolupament de l'embrió fins a arribar a larva necessita més aliment i més temps, ponen els ous més grans. La resposta científica és que no hi ha correlació al·lomètrica (com més gran l'organisme, més gran l'ou) i, en canvi, sí que hi ha una bona correlació de la mida i la forma amb l'ambient i el lloc i on aquests insectes ponen els ous. Per tant, la força evolutiva principal darrere els gens que determinen la mida i la forma dels ous és ecològica. Quan l'oviposició és en un medi aquàtic (com passa en molts mosquits i altres insectes que viuen als rius), els ous són rodons, esfèrics i petits. En canvi, quan l'oviposició és parasitària (dins un organisme), s'observen les formes d'ous més diferents, com a mecanisme seleccionat per a la supervivència en cada cas concret. L'accés a l'oxigen i aigua necessaris per al desenvolupament de l'embrió és molt diferent segons el lloc on es posi l'ou, i aquests constrenyiments determinen quina mida i forma són més eficients i compatibles amb la viabilitat de l'embrió. Les anàlisis realitzades demostren que espècies llunyanes ponen ous de formes i mides similars si comparteixen ambient i nínxol ecològic.

La resposta científica és que no hi ha correlació al·lomètrica (com més gran l'organisme, més gran l'ou) i, en canvi, sí que hi ha una bona correlació de la mida i la forma amb l'ambient i el lloc i on aquests insectes posen els ous

Esbrinar les raons genètiques que expliquen la forma dels ous, el programa genètic que determina la producció d'espermatozoides i òvuls (ous), o per què unes cèl·lules en l'embrió decideixen ser germinals o somàtiques, són grans preguntes biològiques que ens permetran comprendre per què som com som. I com la Cassandra diu, una sola cèl·lula no pot cantar tota sola una simfonia. Es necessita el concert de moltes cèl·lules, de "molts instruments i veus" per a ser coral.

Gemma Marfany
Opinió La ciència de les petites coses Gemma Marfany