Creixement sostingut, progrés tecnològic i destrucció creativa (Mokyr, Aghion, Howitt; Premi Nobel d’Economia 2025)

Avui la Reial Acadèmia Sueca de Ciències ha anunciat la concessió del Premi Sveriges Riksbank en Ciències Econòmiques a Joel Mokyr «per haver identificat els prerequisits de creixement sostingut mitjançant el progrés tecnològic» i a Philippe Aghion i Peter Howitt «per la teoria de creixement sostingut mitjançant la destrucció creativa». Als tres se’ls reconeix «haver explicat el creixement econòmic impulsat per la innovació». La meitat del premi (5,5 milions de corones sueques) correspon a Joel Mokyr. L’altra meitat se la reparteixen a parts iguals Philippe Aghion i Peter Howitt, de forma que cadascú rebrà 2,75 milions.

Joel Mokyr

Joel Mokyr (יואל מוקיר, *Leiden, 26.7.1946) va nàixer al si d’una família de jueus holandesos que sobrevisqueren a l’Holocaust. Amb tot, el seu pare es va morir de càncer en el 1947, i la mare anà amb el fill a Palestina, establint-se a Haifa. Es va graduar en economia i història a la Universitat Hebrea de Jerusalem (1968). Va realitzar un mestratge en economia a la Yale University (1972), on es doctorà (1974) amb una tesi titulada Industrial Growth and Stagnation in the Low Countries, 1800-1850, supervisada per William N. Parker, Lloyd G. Reynolds i John C. H. Fei. Durant la tesi fou docent a Yale, i a partir del 1974 fou professor ajudant a la Northwester University, on ha realitzat la seva carrera acadèmica. Des del 1993 és l’editor en cap de l’Economic History of the Western World. Entre el 1994 i el 1998 fou co-editor del Journal of Economic History. Entre el 2002 i el 2003 fou president de l’Economic History Association. És també professor de l’Escola d’Economia Eian Berglas de Tel Aviv.

Philippe Aghion

Philippe Aghion (*Paris, 17.8.1956) és fill del militant comunista i galerista d’art Raymond Aghion (1921-2009) i de l’estilista Gaby Hanoka (1921-2014). Tots dos provenien de famílies jueves d’Alexandria. Philippe Aghion estudià al Lycée Henri-IV i a la secció de matemàtiques de l’École normale supérieure de Cachan (1976-1980). Estudià matemàtica aplicada en economia a l’Université Paris I, on obtingué el diploma d’estudis avançats (1981) i el doctorat de tercer cicle (1983). Es doctorà en economia a Harvard (1987). Fou després professor ajudant al MIT (1987-1989). Tornat a França en el 1989 ingressà en el CNRS com a investigador. En el 1990 entrà com a economista al Banc Europeu per a la Reconstrucció i el Desenvolupament. El 1992 esdevingué docent al Nuffield College d’Oxford, i el 1996 professor d’economia al University College of London. El 2002 fou designat professor d’economia a Harvard. El 2015 passà al Collège de France com a catedràtic d’economia de les institucions, de la innovació i del creixement, creant-hi el Farhi Innovation Lab. També ha fet classes a la London School of Economics i a la Paris School of Economics. Fou membre del Conseil d’analyse économique (CAE) i de la Comission pour la libération de la croissance française (2008). Fou assessor econòmic del president François Hollande. Des del 2023 és co-president del Comité de l’intelligence artificielle générative.

Peter Howitt

Peter W. Howitt (*Canadà, 1946) és graduà en economia a la McGill University (1968). Va fer un mestratge en economia a la University of Western Ontario (1969). Va fer la tesi doctoral sobre teoria de la dinàmica monetària a la Northwestern University (1973). Entre el 1972 i el 1996 fou professor a la University of Western Ontario. En el 1996 passa a la Ohio State University, i el 2000 a Brown University, de la qual és actualment professor emèrit.

Progrés tecnològic i creixement sostingut

Més enllà de cicles generals i disparitats sectorials i regionals, els darrers dos segles han estat d’un creixement econòmic sostingut sense precedents. Aquest creixement no ha estat un mer reflex del creixement demogràfic, car ha augmentat també la renda per càpita. L’acumulació de riquesa ha tret de la pobresa una fracció creixent de la humanitat duent-la a una prosperitat que tampoc no té precedents. Aquest procés s’ha acompanyat d'innovacions tecnològiques i organitzatives, producte i motor de creixement econòmic.

En la història anterior domina més aviat l’estagnació econòmica. Estagnació i recessió, d’altra banda, també són presents en l’actualitat. Fet i fet, és més dreturer explicar els factors darrera del creixement econòmic que no pas els de la recessió o l’estagnació. Mokyr, Aghion o Howitt han investigat com la innovació promou el progrés i el creixement econòmic sostingut.

El creixement econòmic sostingut significa que l’economia va més enllà de la reproducció anual, i que cada any es produeix de mitjana més que l’any anterior. Això implica la possibilitat de millorar el nivell de vida de la població en termes de salut i de qualitat. El creixement econòmic sostingut és causa i efecte d’un progrés tecnològic, que es manifesta en l’aparició de nous productes i serveis, i en la innovació dels mètodes productius.

Abans de la revolució industrial també hi havia descobertes i invencions. Amb tot, això no es traduïa en un creixement econòmic sostingut, sinó que els períodes de creixement eren gairebé anul·lats per períodes de recessió o estagnació. Les condicions de vida i la renda de la immensa majoria de la població romanien estagnades. Això ha estat especialment estudiat per al període que actualment tendim a anomenar ‘Alta Edat Moderna’ o ‘Primera Edat Moderna’, i que abasta a grans trets des del segle XIV al segle XVIII. En aquest període es produeixen importants innovacions, les més patents en la tecnologia bèl·lica, però també en arades pesades, en molins de vent, en la impremta o en l’anomenada revolució científica del segle XVII. No obstant, el nivell de renda en països com Suècia o Gran Bretanya experimentava pujades i baixades sense cap creixement sostingut.

Fa mig segle, Joel Mokyr elaborava la seva tesi doctoral sobre creixement i estagnació industrial als Països Baixos durant la primera meitat del segle XIX. Bèlgica es convertia en aquell període en la segona nació, després d’Anglaterra, en adoptar les tècniques modernes i intensives en capital en la indústria i la mineria. El creixement industrial que experimentava Bèlgica (i Valònia en particular) contrastava amb la situació de la resta dels Països Baixos. L’antiga potència comercial holandesa que ja era en davallada en les darreries del segle XVIII visqué entrat en el segle XIX en una situació de declivi industrial. Quines eren les causes darrera de la revolució industrial belga? Mokyr mostrà la rellevància de la innovació tecnològica i científica, però també la disposició social envers noves idees i canvis.

El creixement econòmic se sol formular a través la primera derivada en el temps del producte interior brut (PIB). El PIB recull tots els béns i serveis produïts en un país. Un creixement econòmic sostingut es manifesta més concretament en la millora de tota una sèrie de valors (alimentació, atenció sanitària, educació, lleure, qualitat de productes, mitjans de comunicació i de transport, etc.).

A partir de la revolució industrial hi ha una major connexió entre les innovacions tecnològiques i les aplicacions quotidianes. Així la màquina de vapor es posà al servei de ferrocarrils, vaixells i fàbriques. El generador trifàsic es traduí en el motor elèctric, en canvis en el sistema fabril, en la xarxa elèctrica i en els electrodomèstics. I avui la intel·ligència artificial s’obre pas en el sector sanitari, en la robòtica, en la recerca o en sistemes autònoms. En el quadre general, el PIB creix de manera exponencial, tot i detectar-se interrupcions com la Gran Depressió dels anys 1930 o altres crisis mundials.

Mokyr mostrà que per a un creixement sostingut cal un flux continu de coneixement útil. Aquest coneixement útil té dues components:
- el coneixement proposicional, és a dir una descripció sistemàtica de regularitats en el món natural. Aquest coneixement proposicional ens explica per què funciona una cosa.
- el coneixement prescriptiu, consistent en instruccions pràctiques que descriuen què cal perquè aquesta cosa funcioni.

En les societats preindustrials, segons Mokyr, la innovació tecnològica es fonamentava principalment en coneixement prescriptiu. La gent sabia com fer anar la tecnologia pròpia del seu ofici, però desconeixia per què funcionava així. D’altra banda, el coneixement proposicional en matemàtica o filosofia natural es movia sense referència al coneixement prescriptiu. Aquesta separació ha estat ben estudiada pel que fa a les societats antigues i medievals, i s’expressava en el tractament radicalment diferent donat a les ‘arts liberals’ i les ‘arts mecàniques’. Mokyr posava com a exemples d’aquest divorci els intents de construir la màquina del moviment perpetu o la cerca alquímica de la pedra filosofal que transmutés el plom en or.

La Revolució Científica dels segles XVI i XVII és considerada l’antecedent necessari de la ll·lustració del segle XVIII. La demanda de mètodes de mesura més precisos, d’experiments controlats o de resultats reproduïbles millorà la connexió entre coneixement proposicional i coneixement prescriptiu. Els enginyers que treballaren en la màquina de vapor eren coneixedors dels principis científics sobre pressió atmosfèrica o buit. La producció d’acer es beneficiava dels avenços químics sobre la natura de l’aire i dels metalls.

Mokyr explica els orígens anglesos de la revolució industrial pel fet que a Anglaterra hi havia una població substancial d’artesans especialitzats i d’enginyers. El coneixement proposicional i prescriptiu havia de trobar, a més, un coneixement comercial.

Mokyr esmenta també la importància d’una societat oberta al canvi. Qualsevol canvi tecnològic no tan sols crea ‘vencedors’ sinó també ‘vençuts’. Les noves tecnologies desplacen les velles, destruint estructures i mètodes tradicionals. Grups d’interès presenten resistència a aquests canvis, com manifestà el moviment luddita a l’Anglaterra dels anys 1810s i 1820s. La Il·lustració, no obstant, havia presentat el canvi com un factor positiu. La revolució anglesa del 1688 reforçà el rol del Parlament Britànic, a través dels quals els grups d’interès més poderosos podien arribar a compromisos manifestats en el bipartidisme i alternança entre tories i whigs.

El coneixement proposicional també pot ajudar a vèncer la resistència a noves idees. Per exemple, les idees sobre la higiene mèdica que havia postulat Ignaz Semmelweis, guanyaren adhesió un colp s’afermà la teoria germinal de les malalties contagioses.

Mokyr ha treballat sobre el paper de la IA en el reforçament de la connexió entre coneixement proposicional i coneixement prescriptiu, i en l’augment de la taxa d’acumulació de coneixement útil.

Mokyr també ha estudiat el rol del creixement sostingut en la solució de les externalitats negatives que ell mateix genera (canvi climàtic, contaminació, resistència a antibiòtics, creixement de les desigualtats socials, exhauriment de recursos naturals, etc.). Aquestes externalitats negatives alimenten processos que condueixen al descobriment de solucions. El desenvolupament tecnològic s’ha de veure, doncs, com un procés auto-corrector.

Destrucció creativa i creixement sostingut

El març del 1992 Philippe Aghion i Peter Howitt publicaven a Econometrica un model de creixement mitjançant la destrucció creativa. Es tractava d’un model de creixement endogen en el qual innovacions verticals, generades per un sector de recerca competitiu, constituïen la font subjacent del creixement econòmic. L’equilibri era determinat per una equació que descrivia que la quantitat de recerca en qualsevol període depèn de la quantitat esperada de recerca en el període següent. Una de les fonts d’aquesta relació intertemporal és la destrucció creativa, és a dir que la perspectiva de més recerca futura desencoratja la recerca actual ja que amenaça de destruir les rendes derivades de la recerca actual. Quan un producte nou i millor entra en el mercat, les companyies que venen productes vells i pitjors surten perdent. Així la innovació té un aspecte creatiu (nous productes millors o més barats) i un aspecte destructiu (sobre les companyies amb tecnologies que han esdevingut obsoletes). No debades, Aghion ha estat definit com un economista post-schumpeterià.

La destrucció creativa crea un conflicte entre innovació i aprofitament de la tecnologia actual. Si en una societat dominen nítidament les companyies establertes i els grups d’interès corresponents, la innovació pot arribar a ésser activament blocada. En una societat més oberta, el conflicte es gestiona de manera més constructiva. Sense creació destructiva no seria possible el creixement sostingut.

Una manifestació de la creació destructiva es mostra en la taxa de companyies que han de plegar cada anys. Als Estats Units aquesta taxa supera el 10% anual. Certament, es creen també noves empreses cada anys, però són aquestes les més exposades a la fallida. Alhora, en les empreses que es mantenen hi han reestructuracions recurrents, amb la desaparició de llocs de treball i la creació de nous.

En una economia hi ha companyies que disposen de la tecnologia més avançada. A través de patents o del secret industrial poden aconseguir rebre uns ingressos superiors als costos de producció, i beneficiar-se d’una monopoli més o menys natural. Les patents actuen com un mecanisme de protecció de la innovació, però alhora fan pública una informació sobre la qual altres companyies poden arribar a innovacions superiors. Si ho aconsegueixen, la nova companyia pot desplaçar l’antiga.

El potencial d’assolir d’un monopoli encara que sigui temporal és un incentiu per investir en recerca i desenvolupament. Com més temps pensa la companyia que pot romandre al capdavant, més forts són els incentius de la R+D. Ara bé, com més R+D menor serà el temps de durada de cada innovació concreta. Així doncs, s’arriba a un equilibri entre les dues consideracions.

Aghion & Howitt partien de la connexió entre els investiments en R+D i els estalvis particulars. Una taxa elevada d’interès és un incentiu d’estalvi. Al mateix temps, la taxa d’interès depèn de la taxa de creixement econòmic. Cal analitzar, doncs, simultàniament producció, R+D, mercats financers i estalvis, mitjançant l’equilibri general d’un model macroeconòmic.

En un escenari sense interferència política, hi ha dos mecanismes contradictoris que participen en la determinació del volum de R+D i de creixement econòmic:
- el primer mecanisme es basa en l’investiment empresarial en R+D, condicionat per la convicció que els mètodes actuals de producció no continuaran per sempre. Els mètodes obsolets per la innovació, si bé deixen de tenir un valor per a l’empresa que els practicava o en tenia la patent, sí que mantenen un valor social com a base de futures innovacions. Aquesta discrepància és la que justificaria els incentius públics a la R+D.
- el segon mecanisme es basa en el fet que una innovació implica que una companyia ascendent li pren el negoci a unes altres. Fins i tot una innovació no gaire rellevant socioeconòmicament sí ho pot ser empresarialment. Aquest és una raonament contra els incentius públics a la R+D.

El nivell de concentració empresarial que maximitza el procés d’innovació no pot ésser ni massa baix i massa alt. Una concentració empresarial massa alta, amb unes poques companyies massa dominants, pot alentir la innovació i el creixement econòmic sectorial.

Per sostindre un creixement econòmic alt cal una destrucció creativa, i això pot donar lloc a un augment de la desocupació. Les polítiques públiques poden assistir a les persones sense-feina facilitant la seua inserció cap a sectors amb llocs de treball més productius. La ‘flexiseguretat’ cerca protegir els treballadors i no els llocs de treball. La mobilitat social és vital per a innovadors i emprenedors.

Entre les amenaces al creixement sostingut apareixen els oligopolis, les restriccions a la llibertat acadèmic, la desglobalització i les resistències dels grups que se senten agreujats.

Lligams:

- Pressmeddelande: Ekonomipriset 2025.

- Industrial Growth and Stagnation in the Low Countries, 1800–1850. Joel Mokyr. The Journal of Economic History 36: 276-278 (1976).

- The lever of riches: Technological creativity and economic progress. Joel Mokyr (1990). Oxford University Press.

- Punctuated Equilibria and Technological Progress. Joel Mokyr. The American Economic Review 80: 350-354 (1990)

- A Model of Growth Through Creative Destruction. Philippe Aghion, Peter Howitt. Econometrica 60: 323-351 (1992).

Els marcs metal·lico-orgànics (Kitagawa, Robson, Yaghi; Premi Nobel de Química 2025)

Ciència dels Materials: La Reial Acadèmia Sueca de Ciències ha anunciat la concessió del Premi Nobel de Química 2025 a Susumu Kitagawa, Richard Robson i Omar M. Yaghi «pel desenvolupament de marcs metall-orgànics». Els tres guardonats es repartiran a parts iguals els 11 milions de corones sueques de la dotació del premi.

Liu et al. (2020) emparen la microscòpia electrònica d’alta resolució per posar de manifest les estructures dels marcs metall-orgànics (MOF), com ara el MIL-101. En la imatge s’observen els supertetrahedres del cristall de MIL-101

Susumu Kitagawa

北川 進 ( *4.7.1951) estudià a la Universitat de Kyoto. A partir del 1975 treballà en una tesi doctoral sobre química d’hidrocarburs al mateix centre, que defensà reeixidament el 1979. Seguidament fou nomenat professor ajudant a la Universitat de Kindai. El 1992 esdevingué professor de química inorgànica a la Universitat Metropolitana de Tokyo, fent-hi recerca al Departament de Química Sintètica i Química Biològica. En el 2007 co-fundà l’Institut de Ciències Integrades de Material Cel·lular, que dirigeix des del 2013.

Richard Robson

Richard Robson (*Glusburn, West Yorkshire, 1937) estudià química a la Universitat d’Oxford on es graduà en el 1959. Allà mateix realitzà la tesi doctoral amb estudis sobre la irradiació ultraviolada de complexos de transferència de càrrega i sistemes relacionats, que defensà reeixidament el 1962. Aquesta tasca la realitzà al Dyson Perrins Laboratory, en el grup de fotoquímica de molècules orgàniques de John Barltrop, amb una beca del Brasenose College. Entre el 1962 i el 1964 fou postdoc al California Institute of Technology, i després a la Stanford University (1964-65). El 1966 esdevingué professor de química a la University of Melbourne, on actualment ocupa una plaça honorària.

Omar M. Yaghi

عمر مونّس ياغي (Omar Mwannes Yaghi, *Amman, 9.2.1965) nasqué al si d’una família de refugiats palestins procedent d’Al-Masmiyya (Subdistricte de Gaza), establerta a Amman, la capital de Jordània. A quinze anys, esperonat pel seu pare, viatjà als Estats Units on estudià al Hudson Valley Community College, i més endavant a la State University of New York at Albany. Es graduà a la University of Illinois at Urbana-Champaign. Allà mateix va fer la tesi doctoral sota la supervisió de Walter G. Kemplerer, i la defensà reeixidament en el 1990. Fou postdoc al laboratori de Richard H. Holm de la Harvard University entre el 1990 i 1992. Fou professor ajudant a la Arizona State University entre el 1992 i el 1998. Després fou professor de química a la University of Michigan (1999-2006) i a la University of California, Los Angeles (2007-2012). Des del 2012 és professor de química a la University of California, Berkeley. A més de les nacionalitats palestina i jordana, és ciutadà de l’Aràbia Saudita des del 2021.

Els MOF com a polímers de coordinació

El marcs metalls-orgànics (MOF) són polímers de coordinació que formen materials porosos. Ofereixen un marc sòlid per on poden fluir gasos i líquids. Hom els pot emprar en la captura de gasos com el vapor d'aigua, el diòxid de carboni, etc., amb aplicacions diverses d'emmagatzematge, detoxificació o catàlisi. Pensem, per exemple, en la granja de captació d'humitat dels Lars a Tatooine

L’estructura dels MOF combina llargues cadenes orgàniques amb ions metàl·lics. El resultat és un cristall que conté grans cavitats. La porositat dels MOF i altres propietats (afinitat química, conductivitat elèctrica, capacitat catalítica, etc.) depenen dels monòmers que prenen part en la síntesi.

En el 1974, Richard Robson, com a professor de química de la University of Melbourne rebé l’encàrrec de preparar models d’àtoms a partir de boles de fusta, amb l’objectiu que els estudiants els fessin servir en la recreació d’estructures moleculars. Els àtoms eren representats per boles, i els enllaços químics entre els àtoms per bastonets de fusta. Calia, però, fer forats a les boles de fusta per poder ficar i treure els bastonets. Els forats, però, s’havien de fer seguint el comportament específic de cada element: el carboni amb una valència de 4, l’oxigen amb una valència de 2, els nitrogen amb una valència més variable… L’estructura molecular depenia de l’orientació geomètrica d’aquests forats, i això va fer pensar Robson en una tasca anàloga: dissenyar construccions a partir de molècules amb una capacitat limitada de formar enllaços. Any rere any li venia la mateixa idea al cap en veure aquells models àtoms i d’enllaços de fusta. Al cap de deu anys ideà un model inspirat en l’estructura d’un diamant, on cada àtom de carboni forma enllaços simples amb uns altres quatre àtoms de carboni formant un tetrahedre. En aquest cas la base seria el catió cuprós (Cu⁺).

En el 1989, Richard Robson treballava en la combinació de Cu⁺ amb 4′,4″,4”’,4””-tetracianotetrafenilmetà. Aquesta molècula orgànica tenia quatre braços acabats en un grup funcional nitril amb afinitat pel Cu⁺. El material resultant era un cristall porós, amb uns espais interiors ben ordenats, que Hoskins & Robson (1989) designaven com a ‘marc polimèric infinit’. No obstant, aquest material era inestable i col·lapsava fàcilment. En el 1990, Robson desenvolupà altres tipus de construccions moleculars amb cavitats que es podien omplir amb diverses substàncies (Hoskins & Robson, 1990; Gable et al., 1990). Una d’aquestes construccions era capaç bescanviar ions (Batten et al., 1991). Mitjançant un disseny racional, es podien fer construccions moleculars amb cavitats optimitzades per a la interacció amb substàncies químiques específiques, cosa que podia tenir un potencial en el disseny de nous catalitzadors. Aquests marcs, però, continuaven resultant massa inestables.

Entre el 1992 i el 2003, Susumu Kitagawa i Omar Yaghi treballaven de manera independent sobre com construir marcs metall-orgànic (MOF) que fossin prou estables. Kitagawa desenvolupà MOFs amb la capacitat de suportar fluxos bidireccionals de gasos, i investigava formes per fer MOFs flexibles. Yaghi aconseguí un MOF molt estable, però alhora modificable per disseny racional.

En el 1992 Kitagawa presentava una construcció molecular consistent en un material bidimensional amb cavitats que podien encabir molècules d’acetona. La construcció es fonamentava en l’ús de cations de coure com a lligands de molècules orgàniques més grans (Kitagawa et al., 1992). El MOF resultant era massa inestable.

En el 1992 Yaghi havia bastit un nou grup de recerca a l’Arizona State University dedicat al desenvolupament de noves eines de síntesi de materials. La combinació de ions metàl·lics i molècules orgàniques tenia potencial en el disseny racional de nous materials. En el 1995 presentà l’estructura en xarxa de materials bidimensionals que empraven Cu o cobat (Co) com a lligands. Si les cavitats d’aquests materials eren plenes, l’estructura es mantenia estable fins i tot a temperatures de 350°C (Yaghi et al., 1995).

En el 1994, el grup de Robson construïa a partir de porfirina estructures en xarxa amb grans canals (Abrahams et al., 1994).

En el 1997 el grup de Kitagawa creà un MOF que combinava la 4,4’-bipiridina amb ions Co, níquel (Ni) i zinc (Zn). Era un MOF tridimensional intersectat per canals oberts. La deshidratació feia que aquest MOF fos estable, i que els canals poguessin omplir-se amb gasos. Per exemple, podia absorbir i alliberar metà (CH₄), nitrogen (N₂) o oxigen (O₂) sense canviar de forma (Yaghi et al., 1995).

El MOF de Kitagawa es podia comparar amb les zeolites, un material estable i porós fabricat a partir de diòxid de silici (SiO₂). Ara bé, les zeolites resultaven en aquest sentit un material molt més pràctic. Kitagawa & Kondo (1998) postularen un avantatge del MOF sobre la zeolita: la possibilitat de dissenyar MOF d’estructura flexible. A més, els MOFs es podien fabricar a partir de diversos tipus de molècules

En el 1999, el grup de Yaghi presentava el MOF-5 (Li et al., 1999). Aquest material presenta un gran volum de cavitat i és molt estable. Fins i tot quan és buit, el MOF-5 resisteix temperatures de fins a 300°C sense col·lapsar.

El grup de Kitagawa presentà un MOF flexible. Aquest material, quan s’omplia d’aigua o de metà, canviava de forma, recuperant la forma original un cop buidat.

En el 2002 el grup de Yaghi demostrava la possibilitat de fer un disseny sistemàtic de la mida de por i de la funcionalitat de MOFs isoreticulars, amb aplicacions en l’emmagatzematge de metà (Eddaoudi et al., 2002). Yaghi denominà aquesta aproximació síntesi reticular (Yaghi et al., 2003).

Lligams:

- Comunicat de premsa de la Reial Acadèmia Sueca de Ciències.

- Infinite polymeric frameworks consisting of three dimensionally linked rod-like segments. Bernard F. Hoskins, Richard Robson. J. Am. Chem. Soc. 111: 5962-5964 (1989).

- Design and construction of a new class of scaffolding-like materials comprising infinite polymeric frameworks of 3D-linked molecular rods. A reappraisal of the zinc cyanide and cadmium cyanide structures and the synthesis and structure of the diamond-related frameworks [N(CH₃)₄][CuIZnII(CN)₄] and CuI[4,4',4'',4'''-tetracyanotetraphenylmethane]BF₄.xC₆H₅NO₂. B. F. Hoskins, Richard Robson. J. Am. Chem. Soc. 112: 1546-1554 (1990).

- A new type of interpenetration involving enmeshed independent square grid sheets. The structure of diaquabis-(4,4′-bipyridine)zinc hexafluorosilicate. Robert W. Gable, Bernard F. Hoskins, Richard Robson. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 10: 762 (1990).

- 3D Knitting patterns. Two independent, interpenetrating rutile-related infinite frameworks in the structure of Zn[C(CN)₃]₂. Stuart R. Batten, Bernard F. Hoskins, Richard Robson. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 6: 445 (1991).

- Synthesis of the novel infinite-sheet and -chain copper(I) complex polymers {[Cu(C₄H₄N₂)_3/2(CH₃CN)](PF)₆).cntdot.0.5C₃H₆O}.infin. and {[Cu₂(C₈H₁₂N₂)₃](ClO_{4)2}.infin. and their x-ray crystal structures}. Susumu Kitagawa, Megumu Munakata, Tadashi Tanimura. Inorg. Chem. 31: 1714-1717 (1992).

- Assembly of porphyrin building blocks into network structures with large channels. B. F. Abrahams, B. F. Hoskins, D. M. Michail & R. Robson. Nature 369: 727–729 (1994).

- Selective binding and removal of guests in a microporous metal–organic framework. O. M. Yaghi, Guangming Li & Hailian Li. Nature 378: 703-706 (1995).

- Functional Micropore Chemistry of Crystalline Metal Complex-Assembled Compounds. Susumu Kitagawa, Mitsuru Kondo. Bulletin of the Chemical Society of Japan 71: 1739-1753 (1998).

- Design and synthesis of an exceptionally stable and highly porous metal-organic framework. Hailian Li, Mohamed Eddaoudi, M. O'Keeffe & O. M. Yaghi. Nature 402: 276-279 (1999).

- Systematic Design of Pore Size and Functionality in Isoreticular MOFs and Their Application in Methane Storage. Mohamed Eddaoudi, Jaheon Kim, Nathaniel Rosi, David Vodak, Joseph Wachter, Michael O'Keeffe, and Omar M. Yaghi. Science 295: 469-472 (2002).

- Reticular synthesis and the design of new materials. Omar M. Yaghi, Michael O'Keeffe, Nathan W. Ockwig, Hee K. Chae, Mohamed Eddaoudi & Jaheon Kim. Nature 423: 705-714 (2003).

La quantització macroscòpica (Clarke, Devoret, Martinis; Premi Nobel de Física 2025)

La Reial Acadèmia Sueca de Ciències ha anunciat avui la concessió del Premi Nobel de Física 2025 a John Clarke, Michel E. Devoret i John M. Martinis «per la descoberta de la tunelació de mecànica quàntica macroscòpica i la quantització d'energia en un circuit elèctric». Els tres guardonats es repartiran a parts iguals els 11 milions de corones sueques. Els tres el reben essencialment per un mateix treball en el qual col·laboraren com a doctorand (Martinis), postdoc (Devoret) i cap de grup (Clarke), quan tenien respectivament 27, 32 i 43 anys.

En aquesta imatge de Pasquale Carelli del 15 d’octubre del 2006 veiem el comportament d’una unió túnel superconductora d’òxid de niobi i d’alumini.

John Clarke

John Clarke (*1942) va estudiar a la Perse School. Es graduà en Ciències Naturals en el Christ’s College de Cambridge (1964). En el 1965 ingressà en el nou Darwin College de Cambridge, on fou president de l’associació d’estudiants. Es doctorà en física al Royal Society Mond Laboratory de Cambridge (1968), amb una tesi supervisada per Brian Pippard (1920-2008). El treball doctoral se centrà en el desenvolupament d’un galvanòmetre ondulatori superconductor de baixa inductància (SLUG). Ha fet tota la carrera professional a la University of California, Berkeley, com a professor ajudant (1969), professor associat (1971) i professor titular de física (1973-2010). Actualment és professor emèrit de la Graduate School de la University of California, Berkeley. Alhora ha estat vinculat a Cambridge com a professor visitant.

Michel E. Devoret

Michel E. Devoret (*Paris, 5.3.1953) es va diplomar en enginyeria en la promoció del 1975 de l’École national supérieure des télécommunications. El 1976 obtingué el diploma d’estudis avançats d’òptica quàntica a la Université d’Orsay. Es doctorà amb un tesi sobre les transicions de fase de l’hidrogen i del deuteri sòlids preparada al grup de la física de la matèria condensada Laboratoire CNRS de Photophysique Moléculaire (1982) sota la supervisió de Neil S. Sullivan (*1942). Realitzà una estada postdoctoral a la UC Berkeley (1982-1984) en el laboratori de John Clarke. De retorn a França fundà amb Daniel Esteve (*1954) i Cristian Urbina el grup de Quantronique del CEA-Saclay, dedicat a la física mesoscòpica de circuits elèctrics quàntics. El 1996 va fer una estada al laboratori de Hans Mooij, de Delft. Ha estat professor de física aplicada a la Universitat de Yale (2002-2024), professor de física mesoscòpica al Collège de France (2007-2012), professor de la UC Santa Barbara, director científic de Google Quantum AI Lab.

John M. Martinis

John M. Martinis (*1958) es graduà en física a la University of California, Berkeley (1980). Realitzà la tesi doctoral al laboratori de John Clarke sobre la tunelació quàntica macroscòpica i la quantització a nivell energètic en l’estat de voltatge zero de la unió de Johnson amb biaix de corrent. Realitzà el postdoctorat al Comissariat à l’Energie Atomique de Saclay, i després treballà a la Electromagnetic Technology Division del NIST de Boulder. En el 2004 esdevingué professor de física experimental de la UC Sant Barbara, de la qual n’és emèrit des del 2017. Ha treballat al Google Quantum AI Lab (2014-2020) i al Silicon Quantum Computinng (des del 2020). Actualment és el cap tecnològic de Qolab, companyia que va cofundar en el 2022.

La tunelació quàntica macroscòpica

La física quàntica es fonamenta en l’evidència que els bescanvis d’energia es fan en paquets discrets. Ara bé, aquests paquets són d'escala tan petita que no associem gairebé mai la física quàntica al món macroscòpic, on regnaria la física clàssica. Òbviament, però, la física quàntica té conseqüències macroscòpiques més enllà i tot del gat mental de Schrödinger. La qüestió concreta és fins a quina mida d'un sistema es poden observar diferents fenòmens quàntics. Els experiments de Clarke, Devoret i Martins en xips demostraren que aquesta mida pot arribar a l’ordre de centímetres.

Entre el 1984 i el 1985, Clarke, Devoret i Martinis construïren a la UC Berkeley un circuit elèctric amb dos superconductors. Els superconductors eren separats per una fina capa de material aïllant. El dispositiu permetia controlar el comportament de totes les partícules carregades del superconductor, anàlogament a com ho faria una sola partícula.

Aquest sistema pot arribar a un estat on el corrent elèctric flueix a un voltatge zero. Per tal d’escapar a aquest estat i generar un voltatge elèctric aquest sistema mesoscòpic ha de passar per un efecte túnel quàntic. L’energia del circuit elèctric és quantitzada en el sentit que tan sols pot absorbir o metre energia en paquets específics discrets.

El nom d’efecte túnel fou introduït per George Gamow en el 1928 per explicar la desintegració d’alguns nuclis atòmics pesants: la interacció nuclear forta crea una barrera al voltant del nucli, però aquesta barrera pot presentar eventualment un túnel que permeti l’escapament de partícules.

La interpretació de Copenhague de la física quàntica entén la tunelació com a procés mecànic quàntic amb una probabilitat associada. Aquesta probabilitat se sol determinar a través del comportament macroscòpic, com per exemple a través de la semivida d’un determinat nucli atòmic inestable.

La quantització energètica del circuit elèctric

La física clàssica explica el corrent elèctric per la capacitat dels electrons de moure’s lliurement dins d’un material conductiu. Alguns materials són considerats superconductors perquè els electrons hi poden arribar a fluir sense cap resistència. Leon Cooper, John Bardeen i Robert Schrieffer descrigueren el funcionament dels superconductors, amb el concepte cabdal de ‘parell de Cooper’ per referir-se a l’aparellament d’electrons.

Els parells de Cooper tenen un comportament ben diferent dels electrons ordinaris. Els electrons ordinaris són marcats pel principi d’exclusió, com es manifesta en el comportament de l’escorça electrònica dels àtoms. El parell de Cooper, en canvi, funciona com una sola unitat, un únic sistema de mecànica quàntica, de forma que se’ls pot descriure a través d’una sola funció d’ona.

En el 1962 Brian Josephson calculà la mecànica quàntica de dos superconductors units per una fina barrera aïllant. Per això aquest sistema rep el nom d’unió de Josephson.

La unió de Josephson fou la base del treball de Clarke, Devoret i Martinis per tal de demostrar una tunelació quàntica macroscòpica. Un dels reptes era controlar qualsevol element que hi pogués interferir. Així incorporaren filtres de microones de pols de coure. Sota un corrent feble, el voltatge d’un circuit que passa per una unió de Josephson depèn de la resistència elèctrica. El valor inicial de voltatge ha d’ésser zero d’acord amb la funció d’ona dels dos superconductors. L’efecte túnel es manifestaria com l’escapament d’aquest estat i l’establiment d’un cert voltatge en el circuit. La repetició dels experiments els permeté calcular la durada mitjana de l’estat de voltatge zero (Devoret et al., 1984).

El comportament quàntic de la unió de Josephson és independent d’escala, perquè els parells de Cooper es comporten com una sola partícula gegant. Quan el circuit era exposat a microones de diferent freqüència, la durada mitjana del voltatge zero canviava.

En les dècades anteriors hom havia constatat fenòmens quàntics en sistemes macroscòpics com ara làsers, superconductors i superfluids, derivats dels seus components microscòpics. En el treball de Clarke, Devoret i Martinis l’efecte quàntic macroscòpic sobre el voltatge resulta d’un estat macroscòpic (Martinis et al., 1985; Devoret et al., 1985).

Martinis utilitzà aquest fenomen macroscòpic quàntic per assolir un sistema computacional quàntic. Un circuit elèctric amb estats quantitzats pot emmagatzemar informació en bits quàntics (Bouchiat et al., 1998). Martinis et al. (2002) dissenyaren i operaren un circuit basat en una unió de Josephson de manera que els dos nivells quàntics d’energia més baixos implementaven un qubit en estat sòlid. Koch et al. (2007) desenvoluparen un tipus de qubit superconductor, transmon, alternatiu al qubit de càrrega.

Els circuits quàntics superconductors també tenen un potencial com a controladors quàntics de sistemes mecànics (O’Connell et al., 2010).

Lligams:

- Comunicat de premsa de la Reial Acadèmia Sueca de Ciències.

- Resonant Activation from the Zero-Voltage State of a Current-Biased Josephson Junction. Michel H. Devoret, John M. Martinis, Daniel Esteve, and John Clarke. Phys. Rev. Lett. 53: 1260 (1984).

- Energy-Level Quantization in the Zero-Voltage State of a Current-Biased Josephson Junction. John M. Martinis, Michel H. Devoret, and John Clarke. Phys. Rev. Lett. 55: 1543 (1985).

- Measurements of Macroscopic Quantum Tunneling out of the Zero-Voltage State of a Current-Biased Josephson Junction. Michel H. Devoret*, John M. Martinis, and John Clarke. Phys. Rev. Lett. 55: 1908 (1985).

- Macroscopic quantum tunneling and energy-level quantization in the zero voltage state of the current-biased Josephson junction. J. M. Martinis (1985).

- Quantum coherence with a single Cooper pair. V Bouchiat, D Vion, P Joyez, D Esteve and M H Devoret. Physica Scripta 1998 165 (1998).

- Rabi Oscillations in a Large Josephson-Junction Qubit. John M. Martinis, S. Nam, and J. Aumentado, C. Urbina. Phys. Rev. Lett. 89: 117901 (2002).

- Charge-insensitive qubit design derived from the Cooper pair box. Jens Koch, Terri M. Yu, Jay Gambetta, A. A. Houck, D. I. Schuster, J. Majer, Alexandre Blais, M. H. Devoret, S. M. Girvin, R. J. Schoelkopf. Phys. Rev. A. 76: 042319 (2007).

- Quantum ground state and single-phonon control of a mechanical resonator. A. D. O’Connell, M. Hofheinz, M. Ansmann, Radoslaw C. Bialczak, M. Lenander, Erik Lucero, M. Neeley, D. Sank, H. Wang, M. Weides, J. Wenner, John M. Martinis & A. N. Cleland. Nature 464: 697-703 (2010).

La tolerància immune perifèrica (Brunkow, Ramsdell, Sakaguchi; Premi Nobel de Fisiologia 2025)

Immunologia: L’Assemblea Nobel de l’Institut Karolinska ha anunciat avui la concessió del Premi Nobel de Fisiologia o Medicina 2025 a Mary Brunkow, Fred Ramsdell i Shimon Sakaguchi «per descobertes en relació a la tolerància immune perifèrica». Els tres premiats es repartiran a parts iguals els 11 milions de corones sueques del guardó.

En el 2017 Gwilz enumerava en aquest esquema els diversos mecanismes pels quals els limfòcits T reguladors són capaços de suprimir la resposta immunitària

Mary Brunkow

Mary E. Brunkow (*1961) es doctorà en biologia molecular a la Princeton University el 1991 amb una tesi sobre l’expressió i funció del gen H19 en ratolins transgènics supervisada per Shirley Marie Tilghman (*1946). Fou després investigadora per a Celltech R&D a Bothell (Washington). Actualment treballa en la gestió de programes de l’Institute for Systems Biology, de Seattle, amb un enfocament que combina la biologia de sistemes i la multiòmica.

Fred Ramsdell

Frederick J. Ramsdell (*1960) es graduà en biologia a la University of California, San Diego en el 1983. Es doctorà en immunologia a la University of California, Los Angeles, el 1987. Fou després investigador postdoctoral al National Institute of Health, i després treballà en companyies biotecnològiques de l’àrea de Seattle. Ha estat executiu de companyies com Darwin Molecular/Celltech, ZymoGenetics, Novo Nordisk i TyrPharma. Actualment treballa com a assessor científic de Sonoma Therapeutics, de la que és co-fundador. Des del 2016 és director de recerca del Parker Institute for Cancer Immunotherapy, de San Francisco.

Shimon Sakaguchi

坂口 志文 (*Shiga, 19.1.1951) es va doctorar en medicina (1976) i immunologia (1982) a la Universitat de Kyoto. Treballa després a l’Institut de Recerca del Centre Oncològic d’Aichi, a Nagoya. Realitzà estades postdoctorals a la Johns Hopkins University. Fou professor ajudant del Department of Immunology de l’Scripps Research Institute. De nou a Japó, el 1991 esdevingué cap del Departament d’Immunopatologia de l’Institut Metropolità de Gerontologia de Tokyo. Entre el 1998 i 2011 fou professor de l’Institut de Ciències Mèdiques de la Universitat de Kyoto, que arribà a dirigir. En el 2011 traslladà el seu laboratori a la Universitat d’Osaka, d’on és professor en el Centre de Recerca en les Fronteres de la Immunologia.

La tolerància immune perifèrica

El sistema immunitari té la capacitat de reaccionar virtualment contra qualsevol "antigen". Per això mateix resulta crucial la tolerància dels antigens propis (autoantigens) o, en general, de les substàncies exteriors necessàries o desitjables. Immunitat i tolerància són dos elements que el sistema immune ha de poder equilibrar. Si la tolerància central s'adquireix sobretot en les primeres fases de la vida en els òrgans limfoides primaris (tim, moll de l’os), la perifèrica es genera al llarg de la vida en el sistema limfàtic dels diferents teixits. Trastorns autoimmunes, al·lèrgies, etc., s’expliquen en part per una fallida d’aquests mecanismes de tolerància, alhora que alguns tumors exploten la tolerància per evadir la resposta immune. Esclarir el funcionament de la tolerància perifèrica pot ajudar a trobar tractaments per a aquestes i altres patologies.

El sistema immunitari, en gran mesura, ha evolucionat com un sistema de protecció contra microorganismes patògens. Tan important com evitar la invasió per part d’aquests microorganismes, és assegurar que la resposta no perjudiqui la funcionalitat dels propis teixits. En la generació de la tolerància immune perifèrica juguen un paper important els limfòcits T reguladors.

Fa trenta anys es coneixien relativament bé els mecanismes de tolerància immune central. En el timus, glàndula situada darrera l’estèrnum, a la part inferior del coll, hi ha una selecció dels limfòcits T (la T de timus o tim) de manera que aquells que reconeixen autoantígens són eliminats. Aquest procés de tolerància central té lloc bàsicament en els primers anys de vida, ja que en l’adult hi ha una atròfia del timus.

Sjef esquematitzava així en el 2008 el procés de maduració dels limfòcits T. Cada limfòcit T disposa d’un receptor TCR. Una mecanisme de recombinació genètica fa possible que gairebé cada clon de limfòcit T disposi d’un TCR únic, ja que existeixen 10¹⁵ combinacions possibles. La tolerància central fa que els limfòcits T portadors de TCR que reconeixen proteïnes pròpies de l’organisme siguin eliminats tan bon punt es formen en el timus.

En els anys 1980 i 1990 Sakaguchi era dels pocs que feia investigació sobre mecanismes perifèrics de tolerància immune. Aquest àmbit de treball havia quedat un xic desacreditat per recerques prèvies sobre els hipotètics limfòcits T supressors, i també per la dificultat d’interpretar experiments sobre la funció del timus en ratolí. L’extirpació del timus en ratolins nou-nats, segons el raonament habitual, havia de conduir a uns ratolins que generessin menys limfòcits T i que tinguessin un sistema immune més feble. Ara bé, quan aquesta extirpació es realitzava en ratolins de 3 dies de vida, s’esdevenia just el contrari: un sistema immune excessivament potent generava tot un ventall de malalties autoimmunes. Sakaguchi mostrà que la injecció intraperitoneal de cèl·lules de melza o timòcits procedents de ratolins normals protegia contra l’ooforitis autoimmune post-timectòmica (Sakaguchi et al., 1982).

Sakaguchi investigà el mecanisme pel qual aquests limfòcits protegien contra aquest fenomen autoimmune. Trobà que els limfòcits T responsables eren CD4+. Els limfòcits T CD4+ són considerats limfòcits T auxiliar (T helper o Th). Normalment els limfòcits T CD4+ són promotors de la resposta immunitària: de fet el mecanisme d’acció pel qual el virus de la immunodeficiència humana (VIH) produeix una síndrome d’immunodeficiència adquirida (SIDA) és per la depleció selectiva d’aquest subtipus cel·lular. Ara bé, en el model de Sakaguchi els limfòcits T CD4+ tenien un paper supressor. Després d’anys d’esforços, en el 1995 pogué demostrar que es tractava de limfòcits T CD4+ CD25+, als que designà com a limfòcits T reguladors (Sakaguchi et al., 1995). La descoberta dels limfòcits T reguladors demostrava que hi ha una classe de cèl·lules especialment dedicades a l’eliminació perifèrica de limfòcits T que reconeixen autoantígens.

En el 2001, en el marc del treball de la companyia Celltech Chiroscience sobre fàrmacs contra malalties autoimmunes, Mary Brunkow i Fred Ramsdell estudiaven un model de malaltia limfoproliferativa fatal conegut com a ratolí scurfy (=escamós). Se sabia que scurfy (sf) era un ratolí mutant recessiu lligat al cromosoma X que resultava en la letalitat dels mascles hemizigots (els portadors de la mutació sf en el seu únic cromosoma X) a 16-25 dies després de nàixer. Aquesta letalitat era deguda a una sobreproliferació de limfòcits T CD4+CD8–, acompanyada d’una extensa infiltració multiorgànica i la producció exagerada de nombroses citocines. Quelcom semblant s’havia observat en ratolins que no expressen reguladors immunes com la Ctla-4 o el Tgf-β. Brunkow et al. (2001) identificaren el gen defectiu en ratolins sf amb una combinació de mapatge genètic i físic d’alta resolució amb una anàlisi de seqüència a gran escala. La proteïna codificada per aquest gen fou designada com a Foxp3, ja que era un membre prèviament desconegut de la família de reguladors transcripcionals ‘forkhead/winged-helix’. La mutació sf alterava la pauta de lectura, conduint a una proteïna mancada del domini forkhead. Els estudis de complementació genètica mostraven que la proteïna Foxp3 (=scurfina) és essencial per a una homeòstasi immune normal. Tot plegat indicava que la tolerància perifèrica és un mecanisme imprescindible en el control del sistema immunitari.

Mutacions en Foxp3 produeixen en humans la síndrome neonatal lligada al cromosoma X amb diabetis mellitus, enteropatia i endocrinopatia (IPEX). Wildin et al. (2001) constataren que la IPEX és l’equivalent del scurfy en ratolins. En diferents pacients amb aquesta malaltia rara, trobaren quatre mutacions no-polimòrfiques. Cada mutació afectava el domini forkhead/winged-helix de la proteïna Foxp3, cosa que segurament implicava una disrupció d’interaccions crítiques d’aquesta proteïna amb seqüències d’ADN (Bennett et al., 2001).

En el 2003, Sakaguchi mostrava que el gen foxp3 té un paper clau en el desenvolupament dels limfòcits T reguladors (Hori et al., 2003). Alhora, s’esclaria el rol d’aquests limfòcits T reguladors CD4+ CD25+ FOXP3+ (Treg) com a monitors perifèrics de la presència de cèl·lules immunes que reconeixen autoantígens que haurien d’ésser tolerats (Khattri et al., 2003).

Lligams:

- Comunicat de premsa de l’Assemblea Nobel de l’Institut Karolinska.

- Study on cellular events in post-thymectomy autoimmune oophoritis in mice. II. Requirement of Lyt-1 cells in normal female mice for the prevention of oophoritis. S Sakaguchi, T Takahashi, Y Nishizuka. J. Exp. Med. 156: 1577-1586 (1982).

- Immunologic self-tolerance maintained by activated T cells expressing IL-2 receptor alpha-chains (CD25). Breakdown of a single mechanism of self-tolerance causes various autoimmune diseases. S Sakaguchi, N Sakaguchi, M Asano, M Itoh, M Toda. J. Immunol. 155: 1151-1164 (1995).

- X-linked neonatal diabetes mellitus, enteropathy and endocrinopathy syndrome is the human equivalent of mouse scurfy. Robert S. Wildin, Fred Ramsdell, Jane Peake, Francesca Faravelli, Jean-Laurent Casanova, Neil Buist, Ephrat Levy-Lahad, Massimo Mazzella, Olivier Goulet, Lucia Perroni, Franca Dagna Bricarelli, Geoffrey Byrne, Mark McEuen, Sean Proll, Mark Appleby & Mary E. Brunkow. Nature Genetics 27: 18-20 (2001).

- The immune dysregulation, polyendocrinopathy, enteropathy, X-linked syndrome (IPEX) is caused by mutations of FOXP3. Craig L. Bennett, Jacinda Christie, Fred Ramsdell, Mary E. Brunkow, Polly J. Ferguson, Luke Whitesell, Thaddeus E. Kelly, Frank T. Saulsbury, Phillip F. Chance & Hans D. Ochs. Nature Genetics 27: 20-21 (2001).

- Disruption of a new forkhead/winged-helix protein, scurfin, results in the fatal lymphoproliferative disorder of the scurfy mouse. Mary E. Brunkow, Eric W. Jeffery, Kathryn A. Hjerrild, Bryan Paeper, Lisa B. Clark, Sue-Ann Yasayko, J. Erby Wilkinson, David Galas, Steven F. Ziegler & Fred Ramsdell. Nature Genetics 27: 68-73 (2001).

- Control of Regulatory T Cell Development by the Transcription Factor Foxp3. Shohei Hori, Takashi Nomura, Shimon Sakaguchi. Science 299: 1057-1061 (2003).

- An essential role for Scurfin in CD4+CD25+ T regulatory cells. Roli Khattri, Tom Cox, Sue-Ann Yasayko & Fred Ramsdell. Nature Immunology 4: 337-342 (2003).

Ungles, narcisisme i llangardaixos que mengen pizza: Premis Ig Nobel 2025

La nit passada s’han lliurat a Boston els deu premis Ig Nobel d’enguany. Els guardons que fan riure (i pensar-hi després) arriben així a la 35a edició.

Trenta-cinc anys de registre de creixement d’ungles (William B. Bean, Premi Ig Nobel de Literatura 2025)

William B. Bean (1909-1989) ha rebut el Premi Ig Nobel de Literatura a títol pòstum "per registrar i analitzar persistentment la taxa de creixement de l’ungla d’un dit seu durant un període de 35 anys."

Metge interessat en la història de la medicina, un dia que cercava detalls sobre el creixement a llarg termini de les ungles dels dits no trobà cap estudi publicat. Així doncs en el 1943 començà a prendre mesures de les seves ungles per veure si hi havia tendències estacionals o seculars, esporàdiques o predictibles. Al cap de deu anys publicà una nota sobre aquest autoestudi al Journal of Investigative Dermatology. Al cap de vint anys publicava un discurs sobre el creixement de les ungles i les ungles inusuals a Transactions of the American Clinical and Climatological Association. Bean escrigué articles commemoratius del seu estudi de llarg recorregut amb motiu dels vint-i-cinc anys d’observacions de l’ungla del seu polze (Bean, 1968), dels trenta anys (Bean, 1974), i dels trenta-cinc (Bean, 1980), la qual cosa li permetia constatar els efectes de l’envelliment (Bean, 1976).

El seu fill, Bennett Bean, assistí a la cerimònia de lliurament del guardó. El premi és un reconeixement a un estudi de dècades sobre un subjecte experimental aparentment trivial.

Dir intel·ligent a un narcisista li reforça la sensació d’ésser especial (Zajenkowski & Gignac, Premi Ig Nobel de Psicologia 2025)

Zajenkowski & Gignac feren un experiment sociològic amb 364 persones que havien d’omplir qüestionaris sobre intel·ligència i narcisisme. Els participants havien estat assignats a dos grups experimentals. Al primer els deien que havien assolit un alt valor de quocient d’intel·ligència, i al segon un de baix. Després d’aquest comunicat, havien d’omplir una segona vegada els qüestionaris. Comparaven els resultats després d’aquesta comunicació amb l’autoavaluació prèvia, i veien com la comunicació generava posteriorment una alteració en aquesta percepció.

Marcin Zajenkowski i Gilles Gignac han rebut el Premi Ig Nobel de Psicologia "per investigar què passa quan a un narcisista o a qualsevol altra persona li diem que és intel·ligent".

El premi es deu a un article de recerca publicat en el 2021 a la revista Intelligence, amb un títol ben narratiu: ‘Dir a la gent que són intel·ligents es correlaciona amb el sentiment d’unicitat narcisista: la influència del retorn de QI sobre el narcisisme d’estat temporal’. En l’estudi hi entraren 364 participants, als qui se’ls comunicava el resultat de quocient d’intel·ligència, bé dient-los que eren per damunt de la mitjana o per sota. La comunicació positiva es correlacionava amb una major percepció de la pròpia intel·ligència i una major puntuació en l’escala d’estat narcisista. La comunicació negativa tenia la correlació contrària.

Els dos guardonats assistiren a la cerimònia. El premi s’atorga per un estudi que correlaciona intel·ligència reconeguda amb narcisisme, i com aquest reforça l’autopercepció de la primera.

Llangardaixos remenant en la brossa d'un resort de Togo (Dendi, Segniagbeto, Meek & Luiselli; Premi Ig Nobel de Nutrició 2025)

El llangardaix de foc (com els de la imatge, fotografiats per Ryan van Huyssteen) s’alimenta habitualment d’artròpodes. Dendi et al., però, constaten que hi ha un grup que ronda un ressort de platja de Togo que s’alimenta de les sobres del restaurant, amb preferència per la pizza quatre formatges

Daniele Dendi, Gabriel H. Segniagbeto, Roger Meek i Luca Luiselli han rebut el Premi Ig Nobel de Nutrició "per estudiar fins a quin punt un cert tipus de llangardaix tria menjar certs tipus de pizza".

Els quatre guardonats són els autors d’un article del 2023 publicat a l’African Journal of Ecology, sobre l’estratègia alimentària del llangardaix iris (Agama agama). Aquest rèptil és habitual en àrees suburbanes per tot Àfrica, i s’alimenta habitualment d’artròpodes. En un ressort de la costa del sud de Togo, diversos llangardaixos d’aquesta espècie foren vistos alimentant-se regularment de pizzes. Mostraven tots els individus una clara preferència per la pizza quatre formatges.

Situar el terme ‘pizza quatre formatges’ en un article sobre herpetologia els ha catapultat al premi Ig Nobel. Luiselli ja s’ha afanyat a incloure’l en el currículum.

L’efecte de l’all en la lactància materna (Mennella & Beauchamp, Premi Ig Nobel de Pediatria 2025)

Julie Mennella i Gary Beauchamp han rebut el Premi Ig Nobel de Pediatria "per estudiar què experiment un nadó lactant quan la mare menja all".

Mennella i Beauchamp són biòlegs sensorials, amb una carrera desplegada al Monell Chemical Senses Center, de Philadelphia. En el 1991 publicaren a la revista Pediatrics un article sobre com la dieta materna altera les qualitats sensorials de la llet humana i, en conseqüència, el comportament del lactant. Concretament, investigaren els efectes de la ingestió d’all per part de la mare sobre l’olor de la llet resultant i el comportament de lactació del seu infant. Les mostres de llet humana eren avaluades per un panell de tast, que si bé no detectava canvis al cap de l’hora de la ingestió d’all, sí ho feia a les dues hores, per anar disminuint la intensitat de l’olor d’all passat aquest pic. Val a dir que els infants passaven més temps a la mamella quan la llet feia olor a all. Panses, figues, nous, olives, mel i mató, però sense oblidar l’all.

Mennella i Beauchamp assistiren a la cerimònia per rebre el guardó. El fet de barrejar all i llet materns és el justificant del premi.

Vaques pintades de cebra per a enganyar mosques (Kojima et al., Premi Ig Nobel de Biologia 2025)

Els tres grups experimentals de Kojima et al. (2019)

Tomoki Kojima, Kazato Oishi, Yasushi Matsubara, Yuki Uchiyama, Yoshihiko Fukushima, Naoto Aoki, Say Sato, Tatsuaki Masuda, Junichi Ueda, Hiroyuki Hirooka, i Katsutoshi Kino han rebut el Premi Ig Nobel de Biologia 2025 «pels llurs experiments per saber si vaques pintades amb franges de zebra poden evitar ésser picades per mosques».

En efecte, Kojima et al. (2019) partien de l’evidència que indica que les franges de les zebres actuen com un camuflatge contra els atacs de dípters. Així doncs, prengueren sis vaques negres japoneses. En unes hi pintaren franges blanques. En altres hi pintaren franges negres. I en les terceres no hi pintaren cap franja. Les vaques eren monitoritzades per detectar comportaments de repulsió de mosques (moviments de cap, d’orelles, flexions cutànies, o colps de cua). Les vaques pintades amb franges blanques eren les que tenien menys aquests comportaments, cosa que indica que aquest patró visual ofereix una protecció contra les mosques, i seria una alternativa a l’ús d’insecticides en la ramaderia bovina.

Tomoki Kojima, Kazato Oishi i Say Sato recolliren el guardó. La mera imatge de la vaca negra japonesa pintada amb franges blanques s’ho mereix.

Menjar teflon fins a afartar-se (Naftalovich, Naftalovich & Greenway; Premi Ig Nobel de Química 2025)

Estructura del politetrafluoroetilè, on l’hidrogen de la cadena alifàtica és substituït per àtoms de fluor

Rotem Naftalovich, Daniel Naftalovich, i Frank Greenway han rebut el Premi Ig Nobel de Química «per experiments per comprovar si menjar teflon (=politetrafluoroetilè) és una bona manera d’augmentar el volum alimentari i per tant la sacietat sense augmentar-ne el contingut calòric».

Naftalovich et al. ho analitzaven en una revisió publicada en el 2016 al Journal of Diabetes Science and Technology. Partien del fet que la sacietat es deu en bona mesura a la distensió de l’estomac, i que la gent tendeix a menjar si fa no fa sempre el mateix pes d’aliments. Així, augmentar el volum i la massa dels aliments augmenta la sacietat. Normalment, aquest augment de volum i pes implica també un augment calòric, però això es pot evitar si es barreja l’aliment amb un material que no es pugui metabolitzar. Aquest material ha d’ésser inert, segur, resistent a l’àcid gàstric, insípid, disponible en pols, llis, resistent a la calor i amb un cos raonable. Per això pensaren en el politetrafluoroetilè (PTFE), un plàstic tou considerat el més inert dels materials i que també és extremadament estable. En estudis en rates sotmeses a una dieta amb el 25% de PTFE no s’observaren indicis de toxicitat, i els animals perderen pes. La proposta era traslladar-ho això a alimentació humana amb una relació de 3 parts d’aliment i 1 part de pols de PTFE per volum. En el 2018 això ho traslladaren a una patent de volumitzador no-fibrós i no-digestible de contingut d’aliment com a mètodes per augmentar la sensació de sacietat.

Que en una època de preocupació per l’entrada de plàstics en la cadena alimentària hom proposi utilitzar-los com a tractament anti-obesitat és la base del premi.

Poliglotisme etílic (Renner, Kersbergen, Field & Werthmann; Premi Ig Nobel de la Pau 2025)

La relació entre consum agut d’alcohol i habilitat lingüística ja és posat per escrit per Sant Lluc amb motiu de la glossolàlia dels apòstols en la Pentecosta: ‘Sorpresos i desconcertats, es deien els uns als altres: ‘Què vol dir tot això?’ Però d'altres, rient-se’n, deien: ‘És que el vi els ha pujat al cap!’

Fritz Renner, Inge Kersbergen, Matt Field, i Jessica Werthmann han rebut el Premi Ig Nobel de la Pau «per mostrar que beure alcohol de vegades millora la capacitat d’una persona per a parlar en una llengua estrangera».

De fet, Renner et al. introdueixen el seu article publicat en el 2018 al Journal of Psychopharmacology amb l’expressió del ‘coratge holandès’, en referència a la creença popular que el consum de begudes alcohòliques millora la capacitat de parlar en una llengua estrangera. El cas és que aquesta creença no havia estat investigada. Així doncs, Renner et al. empraren com a subjectes cinquanta germanòfons nadius que havien après neerlandès recentment. Els dividiren aleatòriament en dos grups: el primer rebria una petita dosi d’alcohol i el segon una beguda control sense alcohol. Després de la manipulació experimental, els participants entaulaven una discussió estandarditzada en neerlandès amb un experimentador que no sabia a quin grup pertanyien. La discussió fou gravada, i dos parlants nadius de neerlandès, també cecs, la puntuaven. Els participants també s’autoavaluaven. El cas és que els participants que havien consumit alcohol tenien una millor puntuació objectiva, en particular pel que fa a la pronunciació, en comparació amb els que no n’havien consumit. Curiosament, l’autoavaluació era semblant entre els dos grups. Semblaria doncs que el consum agut d’alcohol té un efecte beneficiós en la pronunciació d’una llengua estrangera recentment apresa.

Aquest resultat positiu els ha fet mereixedors de l’Ig Nobel en aquesta categoria.

Mobles sabaters contra la pudor de peus (Kumar & Mittal, Premi Ig Nobel de Disseny en Enginyeria 2025)

Vikash Kumar i Sarthak Mittal han rebut el Premi Ig Nobel de Disseny en Enginyeria «per analitzar, des d’una perspectiva de disseny en enginyeria, com les sabates que fan pudor afecten la bona experiència d’utilitzar un moble sabater»

Kumar i Mittal publicaren en el marc de la International Conference of the Indian Society of Ergonomics del 2021 un treball on proposaven un redisseny del moble sabater atenent a la pudor que pot arribar a fer el calçat. Pensaven especialment en la Índia, un país calorós i humit, on la gent sovint transpira després d’una activitat física més o menys vigorosa, la qual cosa fa que cos, roba i calçat acabi per fer mala olor. La gent es banya regularment i també renta la roba, però rarament es renten les sabates. Sense una ventilació adequada són medi de cultiu per a microorganismes bacterians com Kytococcus Sedentarius, responsables en darrer terme de la pudor. Un moble sabater adequadament dissenyat disminuiria aquests processos mitjançant una bona ventilació.

La pudor de peus en un article d’ergonomia és la base d’aquest guardó.

La ingesta d'alcohol per ratpenats perjudica la seva capacitat de volar i ecolocalitzar (Sánchez, Melcón, Korine & Pinshow; Premi Ig Nobel d'Aviació 2025)

Oren Peles fotografiava en ple vol un ratpenat frugívor ‘Rousettus aegyptiacus’ en el 2013

Francisco Sánchez, Mariana Melcón, Carmi Korine, i Berry Pinshow han rebut el Premi Ig Nobel d’Aviació «per estudiar si la ingesta d’alcohol pot perjudicar la capacitat dels ratpenats per volar i també la capacitat d’ecolocalitzar».

Sánchez et al. (2010) partien de la idea que l’etanol és una toxina potencial per als vertebrats que és present en tots els fruits carnosos en una concentració creixent a mesura que el fruit madura. Rousettus aegyptiacus és un ratpenat frugívor que estudis previs havien indicat que fruits amb un contingut d’alcohol superior a l’1% li són nutricionalment desfavorables. Sánchez et al. hipotetitzaren que en passar d’aquest llindar, l’etanol de la fruita embriagava els ratpenats fins a perjudicar-los en el vol i en l’ecolocalització. El subjecte experimental eren ratpenats mascles no-reproductius de 135-170 grams procedents d’una colònia mantinguda al Campus de Sede Boqer de la Universitat Ben-Gurion del Negev. En un corredor d’interior, els ratpenats exposats a una alimentació rica en etanol volaven més lentament que si menjaven una alimentació sense alcohol. L’alcohol alimentari també afectava negativament aspectes de l’ecolocalització: emissió de sons i comportament de resposta.

La transició de fase de la salsa cacio e pepe (Bartolucci et al., Premi Ig Nobel de Física 2025)

La pasta cacio e pepe és un plat típic de Roma

Giacomo Bartolucci, Daniel Maria Busiello, Matteo Ciarchi, Alberto Corticelli, Ivan Di Terlizzi, Fabrizio Olmeda, Davide Revignas, i Vincenzo Maria Schimmenti han rebut el Premi Ig Nobel de Física «per descobertes sobre la física de la salsa per a pasta, especialment la transició de fase que pot conduir a la formació de grumolls, que pot ésser causa de desplaença».

Bartolucci et al. publicaren el passat mes d’abril un article a la revista Physics of Fluids amb el títol ‘comportament de fase de la salsa cacio e pepe’. La ‘pasta alla cacio e pepe’ és un plat fet amb pasta, formatge pecorino i pebre. Els ingredients són senzills però el repte és assolir la textura i cremositat perfectes de la salsa. Els investigadors analitzaren sistemàticament el comportament de la sala cacio e pepe, és a dir la seva estabilitat a temperatures creixents amb proporcions diferents de formatge, aigua i midó. La concentració de midó és el factor clau en l’estabilitat de la salsa. Quan la concentració de midó és de menys de l’1% en relació a la massa de formatge, es formen grumolls sistèmics, una mena de ‘fase mozzarella’ de salsa desagradable i tallada. Si la quantitat d’aigua i midó és fixa, l’impacte de la concentració relativa de formatge depèn d’una temperatura crítica de solució explicable amb un model d’energia lliure efectiva mínima. Un estabilitzador alternatiu al midó com el citrat trisòdic permet una transició ràpida de la fase de mozzarella a la d’una salsa llisa i estable. L’article conclou amb una recepta per a dues persones: 300 g de tonnarelli i 200 g de formatge. Es dissolen 5 g de midó en pols en 50 g d’aigua, i s’escalfa la dissolució fins que s’aclareix (gelatinització), i és llavors que es barreja amb els 200 g de formatge afegint-hi 100 g d’aigua.

Aquesta barreja de plat tradicional i física de fluids, amb recepta pràctica i alhora científica inclosa, és ben típica d’un Ig Nobel. Giacomo Bartolucci, Daniel Maria Busiello, Matteo Ciarchi, Ivan Di Terlizzi, Fabrizio Olmeda, Davide Revignas, i Vincenzo Maria Schimmenti assistiren amb orgull merescut a la cerimònia de lliurament.

Lligams:

- A Note on Fingernail Growth. William B. Bean, Journal of Investigative Dermatology, vol. 20, no. 1, January 1953, pp. 27-31.

- A Discourse on Nail Growth and Unusual Fingernails. William B. Bean, Transactions of the American Clinical and Climatological Association, vol. 74, 1962; pp. 152-67.

- Nail Growth. Twenty-Five Years’ Observation. William B. Bean, Archives of Internal Medicine, vol. 122, no. 4, October 1968, pp. 359-61.

- Nail Growth: 30 Years of Observation. William B. Bean, Archives of Internal Medicine, vol. 134, no. 3, September 1974, pp. 497-502.

- Some Notes of an Aging Nail Watcher. William B. Bean, International Journal of Dermatology, vol. 15, no. 3, April 1976, pp. 225-30.

- Nail Growth. Thirty-Five Years of Observation. William B. Bean, Archives of Internal Medicine, vol. 140, no. 1, January 1980, pp. 73-6.

- Telling People They Are Intelligent Correlates with the Feeling of Narcissistic Uniqueness: The Influence of IQ Feedback on Temporary State Narcissism. Marcin Zajenkowski and Gilles E. Gignac, Intelligence, vol. 89, November–December 2021, 101595.

- Opportunistic Foraging Strategy of Rainbow Lizards at a Seaside Resort in Togo. Daniele Dendi, Gabriel H. Segniagbeto, Roger Meek, and Luca Luiselli, African Journal of Ecology, vol. 61, no. 1, 2023, pp. 226-227.

- Maternal Diet Alters the Sensory Qualities of Human Milk and the Nursling’s Behavior. Julie A. Mennella and Gary K. Beauchamp, Pediatrics, vol. 88, no. 4, 1991, pp. 737-744.

- Cows Painted with Zebra-Like Striping Can Avoid Biting Fly Attack. Tomoki Kojima, Kazato Oishi, Yasushi Matsubara, Yuki Uchiyama, Yoshihiko Fukushima, Naoto Aoki, Say Sato, Tatsuaki Masuda, Junichi Ueda, Hiroyuki Hirooka, and Katsutoshi Kino, PLoS ONE, vol. 14, no. 10, 2019, e0223447.

- Polytetrafluoroethylene Ingestion as a Way to Increase Food Volume and Hence Satiety Without Increasing Calorie Content. Rotem Naftalovich, Daniel Naftalovich, and Frank L. Greenway, Journal of Diabetes Science and Technology, vol. 10, no. 4, July 2016, pp. 971–976.

- Use of Nondigestible Nonfibrous Volumizer of Meal Content as a Method for Increasing Feeling of Satiety. Rotem Naftalovich and Daniel Naftalovich, U.S. Patent 9,924,736, issued March 27, 2018.

- Dutch Courage? Effects of Acute Alcohol Consumption on Self-Ratings and Observer Ratings of Foreign Language Skills. Fritz Renner, Inge Kersbergen, Matt Field, and Jessica Werthmann, Journal of Psychopharmacology, vol. 32, no. 1, 2018, pp. 116-122.

- Smelly Shoes — An Opportunity for Shoe Rack Re-Design. Vikash Kumar and Sarthak Mittal, Ergonomics for Improved Productivity: Proceedings of HWWE 2017, vol. 2, pp. 287-293. Springer Singapore, 2022.

- Ethanol Ingestion Affects Flight Performance and Echolocation in Egyptian Fruit Bats. Francisco Sánchez, Mariana Melcón, Carmi Korine, and Berry Pinshow, Behavioural Processes, vol. 84, no. 2, 2010, pp. 555-558.

- Phase Behavior of Cacio and Pepe Sauce. Giacomo Bartolucci, Daniel Maria Busiello, Matteo Ciarchi, Alberto Corticelli, Ivan Di Terlizzi, Fabrizio Olmeda, Davide Revignas, and Vincenzo Maria Schimmenti, Physics of Fluids, vol. 37, 2025, article 044122.

La qüestió de les biosignatures en les mostres marcianes trameses a la Terra per la NASA Perseverance

Geoquímica: La NASA ha fet avui una conferència de premsa sobre la biosignatura potencial identificada en les mostres marcianes captades pel rover Perseverance i trameses a la Terra. Joel A. Hurowitz és el primer autor d’un article aparegut avui a la revista Nature sobre les associacions minerals i orgàniques promogudes per reaccions redox en aquestes mostres. Perseverance va prendre mostres de roques ígnies i sedimentàries del cràter Jezero. En arribar a Neretva Vallis, en el límit occidental del cràter, Perseverance topà amb la formació Brigth Angel, formada per afloraments de fangolita i conglomerats. Hurowitz et al. fan un repàs geològic, petrogràfic i geoquímic d’aquestes roques, mostrant que la fangolita portadora de carboni orgànic conté fronts de reacció en nòduls submil·limètrics enriquits en minerals de fosfat i sulfur de ferro ferrós. Es tractaria, probablement, de vivianita i greigita. El carboni orgànic present hauria participat en reaccions redox post-deposicionals. Aquestes reaccions tingueren lloc a baixa temperatura. Ara caldrà esperar als resultats de noves anàlisi per determinar l’origen dels minerals i de la matèria orgànica d’aquestes textures.

Hurowitz et al. han identificat processos redox en mostres marcianes analitzades a la Terra

Fer arribar un tros de Mart a la Terra en condicions prístines

La missió NASA Perseverance, del 2020, és la primera dissenyada per retornar a la Terra mostres de roca, regolita i atmosfera per a fer-hi investigacions de laboratori. Concretament, la NASA Perseverance havia d’aterrar al cràter Jezero (llac en serbocroat). L’instrumental científic del rover té la capacitat de caracteritzar roques, textures i biosignatures orgàniques i inorgàniques.

La Perseverance ha estat tres terrenys geològics a Jezero:
- el sòl del cràter, que inclou antics fluxos de lava i cúmuls ignis, que haurien experimentat una alteració aquosa.
- el ventall occidental, una seqüència de roques sedimentàries derivades de fonts màfiques i ultramàfiques i dipositades en un context fluvial-deltaic-lacustre.
- la Unitat Marge, una seqüència de roques amb signatures espectroscòpiques d’oliví i carbonat, entre la vora del cràter i el Ventall Occidental.

Seguint les analogies eslaves, una vall incisa en la vora del cràter Jezero rep el nom de Neretva Vallis. Aquest fou el canal alimentari del Ventall Occidental. La Perseverance explorà inicialment un aflorament brillant del marge nord del Neretva Vallis, que va rebre el nom de ‘Bright Angel’. Les imatges HiRISE de la Perseverance indicaven una estratificació a escala de metres en aquesta formació. Més endavant, la Perseverance explorà estrats exposats en el marge sud del Neretva Vallis, en una àrea denominada ‘Masonic Temple’, de característiques similars a ‘Bright Angel’.

Les dades radar RIMFAX de la Perseverance suggerien que la formació Bright Angel es troba per damunt de la Unitat Marginal.

Les observacions dels afloraments

La formació Bright Angel consisteix en blocs de vora un metre formats per la fractura i meteorització física de l’aflorament. La Perseverance va fer anàlisi a l’espai ‘Beaver Falls’ d’aquesta formació amb els instruments PIXL, SHERLOC, WATSON, SuperCam i Mastcam-Z. S’analitzà una roca que contenia els objectius designats com a ‘Chevaya Falls’, ‘Apollo Temple’ i ‘Sapphire Canyon’. En aquesta roca hi ha capes alternades de vora un centímetre de material recessiu rogenc i material resistent de color més clar. Estratigràficament per sota hi ha l’objectiu designat com a ‘Steamboat Mountain’, de color més fosc.

Les textures macroscòpiques de Bright Angel són diverses i complexes. Hi ha trets nodulars de diversos centímetres. En l’àrea de Masonic Temple hi ha conglomerats representats pels objectius ‘Bass Camp’ i ‘Wallace Butte’.

Relacions petrogràfiques

La major part del volum de la formació Bright Angel consta d’un component de gra fi (30-110 μm), classificat com a fangolita. Els conglomerats de Masonic Temple contenen una matriu de la mateixa fangolita. Aquesta fàcies té colors diversos, del roig al gris clar. El color roig seria degut a una abundància d’ió fèrric (Fe³⁺), més freqüent a Masonic Temple que a Bright Angel. Els espectres NIR indiquen que les roques de la formació Bright Angel són feblement hidratades.

L’instrument SHERLOC detectà matèria orgànica als objectius de Bright Angel, però no pas a Masonic Temple.

Les anàlisis elementals per fluorescència de raigs X de PIXL indiquen que la formació Bright Angel és rica en SiO₂, Al₂O₃ i FeO, i pobre en MgO i MnO. Els pics de difracció en vetes de sulfat de calci i nòduls suggereixen la presència de bassanita, indicativa d’una precipitació i deshidratació de guix en un context de baixa temperatura.

Origen i context de la deposició

La formació de Bright Angel seria fangolita dipositada des d’una suspensió. L’enriquiment en Si, Al i Fe³⁺ respondria una meteorització química i oxidant. Cal pensar en un procés de meteorització, erosió, transport i deposició des de l’aigua.

Nòduls i fronts de reacció

En la fangolita de Bright Angel apareixen masses irregulars de 100-200 μm, com si fossin llavors de rosella. Són de color fosc, entre blau i verd. Aquestes masses són riques en Fe, P i Zn. Hurowitz et al. pensen que serien acumulacions de vivianita (Fe²⁺₃(PO₄)₂·8H₂O) o un mneral semblant. S’haurien format per processos químics posteriors a la deposició de la fangolita, tractant-se doncs de nòduls autogènics.

També serien nòduls autogènics les ‘taques de leopard’ de 0,2 a 1 mm de diàmetre. Serien igualment un front de reacció in situ.

Les vores del front de reacció són enriquides en Fe, P i Zn. També hi ha detecció de Cu. Hurowitz et al. pensen que es tractaria de greigita (Fe³⁺₂Fe²⁺S₄).

Hi ha una correlació entre l’abundància de vivianita+greigita i la presència de matèria orgànica.

El mecanisme de la reacció

En aquests fronts de reacció hi hauria generació de ferro i sofre reduïts, que haurien estat mobilitzats i precipitats en el sediment. La formació de la vivianita podria relacionar-se amb l’oxidació de matèria orgànica acoblada a la dissolució reductiva de Fe³⁺.

La hipòtesi nul·la és pensar que reaccions abiòtiques en un context de baixa temperatura produïren Fe ferrós i S reduït, concentrant-los en nòduls autogènics i fronts de reacció. Compostos orgànics d’origen abiòtic poden promoure aquestes reaccions a partir de 10 °C.

Però la hipòtesi nul·la té el problema de la suma de requeriments exigits, i no pas tots semblen complir-se. Així apareix la hipòtesi alternativa biològica. A la Terra processos semblants són mediats per microorganismes reductors del sulfat. Hom ha identificat a la Terra en roques precambrianes ‘taques de reducció’ que són atribuïdes a microorganismes.

El metabolisme al darrera de les ‘taques de reducció’ seria l’oxidació de matèria orgànica acoblada a la reducció de Fe i S, i la consegüent precipitació de fosfats i sulfurs. El ferro i el sofre oxidats eren els acceptors terminals d’electrons. És un metabolisme heteròtrof, en el sentit que consum matèria orgànica.

Horowitz et al. consideren que les característiques químiques i minerals i les textures de la formació Bright Angel serien ‘biosignatures potencials’. El mot ‘potencial’ deixa oberta l’alternativa entre processos inanimats i biològics.

Encara hi ha pendent l’anàlisi de l’objectiu Sapphire Canyon, que pot ajudar a destriar entre el procés abiòtic o biològic.

Lligams:

- Redox-driven mineral and organic associations in Jezero Crater, Mars. Joel A. Hurowitz, M. M. Tice, A. C. Allwood, M. L. Cable, K. P. Hand, A. E. Murphy, K. Uckert, J. F. Bell III, T. Bosak, A. P. Broz, E. Clavé, A. Cousin, S. Davidoff, E. Dehouck, K. A. Farley, S. Gupta, S.-E. Hamran, K. Hickman-Lewis, J. R. Johnson, A. J. Jones, M. W. M. Jones, P. S. Jørgensen, L. C. Kah, H. Kalucha, T. V. Kizovski, D. A. Klevang, Y. Liu, F. M. McCubbin, E. L. Moreland, G. Paar, D. A. Paige, A. C. Pascuzzo, M. S. Rice, M. E. Schmidt, K. L. Siebach, S. Siljeström, J. I. Simon, K. M. Stack, A. Steele, N. J. Tosca, A. H. Treiman, S. J. VanBommel, L. A. Wade, B. P. Weiss, R. C. Wiens, K. H. Williford, R. Barnes, P. A. Barr, A. Bechtold, P. Beck, K. Benzerara, S. Bernard, O. Beyssac, R. Bhartia, A. J. Brown, G. Caravaca, E. L. Cardarelli, E. A. Cloutis, A. G. Fairén, D. T. Flannery, T. Fornaro, T. Fouchet, B. Garczynski, F. Goméz, E. M. Hausrath, C. M. Heirwegh, C. D. K. Herd, J. E. Huggett, J. L. Jørgensen, S. W. Lee, A. Y. Li, J. N. Maki, L. Mandon, N. Mangold, J. A. Manrique, J. Martínez-Frías, J. I. Núñez, L. P. O’Neil, B. J. Orenstein, N. Phelan, C. Quantin-Nataf, P. Russell, M. D. Schulte, E. Scheller, S. Sharma, D. L. Shuster, A. Srivastava, B. V. Wogsland & Z. U. Wolf. Nature 645: 332-340 (2025)

- NASA Says Mars Rover Discovered Potential Biosignature Last Year (comunicat de la NASA).

- Alguns comentaris sobre la missió Perseverance en aquest blog.

Un cas de clonatge transespecífic en la formiga xenòpara ‘Messor ibericus’

Yannick Juvé fa la tesi doctoral a l’Institut de Cièncias de l’Evolucion de Montpelhièr (ISEM) sobre la prevalença de l’híbridogènesi en els formícids, en el marc de l’Equip de Filogènia i Evolució Molecular de Jonathan Romiguier. En un article a la revista Nature, Juvé et al. ens expliquen un exemple de clonació transespecífica obligada en una espècie de formiga, Messor ibericus. Les reines d’aquesta espècie són mares per partenogènesi de mascles de dues espècies diferents. Diuen que es tracta d’una clonació obligada perquè en aquesta espècie, per tal de tancar el seu cicle vital, les femelles fèrtils han de clonar mascles d’una altra espècie ja que en necessiten l’esperma per tal de produir la casta de les obreres. Així doncs, mascles nascuts de la mateixa manera mostren genomes i morfologies diferenciades: al capdavall pertanyen a dues espècies que van divergir fa més de 5 milions d’anys. Juvé et al. interpreten la història evolutiva d’aquest sistema com un cas de parasitisme sexual que derivà en un cas natural de clonatge trans-específic. El resultat fou el manteniment d’un llinatge exclusivament masculí clonat a través d’ous d’una espècie diferent. Juvé et al. defineixen aquest mode reproductiu com a xenoparisme, en el sentit que generen una altra espècie com a part del cicle vital.

Yuvé et al. expliquen com la formiga reina ‘Messor ibericus’ produeix per partenogènesi mascles de dues espècies diferents: els mascles de ‘M. ibericus’ seran els pares de les noves reines i els mascles de ‘M. structor’ ho seran de les noves obreres.

Formigues xenòpares

El mode de reproducció biològica més senzill és el de la clonalitat, amb una descendència genèticament idèntica al progenitor. Les espècies de reproducció sexual s’aparten d’aquest model quan requereixen la interacció de mascles i femelles. Això implica en les espècies de sexes separats o dioiques, l’existència de dos morfs diferents en la mateixa espècie: el mascle i la femella. En algunes espècies hi ha més de dos morfs, ja que les femelles produeixen diferents morfs segon les condicions estacionals, la densitat de població o la casta social. Tot i amb tot, aquests morfs diferents continuen pertanyent a la mateixa espècie… excepte en Messor ibericus. Efectivament, en Messor ibericus les femelles produeixen individus de dues espècies diferents.

La classificació específica del gènere Messor no és fàcil. Les hibridacions entre espècies són habituals. Juvé et al. combinen en aquest estudi treball de camp, anàlisi de genòmica de poblacions i experiments de laboratori. És així com han demostrat que les femelles de M. ibericus clonen mascles de M. structor, l’esperma dels quals és el que farà la fecundació necessària per a produir la casta obrera de M. ibericus. Juvé et al. ho interpreten com un procés d’explotació de gàmetes d’una altra espècie.

Quan la reina depèn de l’esperma d’una altra espècie

Les anàlisis de genètica de poblacions indiquen que les reines de M. ibericus són incapaces de produir obreres sense aparellar-se prèviament amb mascles d’una altra espècie. Juvé ho demostren a partir de l’anàlisi genòmica de 390 individus de cinc espècies europees del gènere Messor.

En les formigues, el genoma de les femelles (reines o obreres) és diploide, mentre que el genoma dels mascles és haploide. Hom espera que les reines i les obreres d’una mateixa espècie siguin genèticament similars. Aquest no és el cas de M. ibericus: els genomes analitzats d’obreres d’aquesta espècie (un total de 164) mostren un nivell d’heterozigositat 15 vegades superior al de les reines de la seva mateixa espècie o al de les obreres de les altres quatre espècies analitzades (un total de 127 genomes). Si les primeres tenen una heterozigositat de 0,797 en 43.084 llocs polimòrfics, les segones en tenen tan sols un 0,047.

Un nivell tan elevat d’heterozigositat en les obreres de M. ibericus suggereix que són híbrids. Aquest nivell d’hibridació no té conseqüències pràctiques en el sentit que la casta obrera no es reprodueix.

Juvé et al. realitzaren una anàlisi adreçat a la detecció d’híbrids de primera generació: totes les obreres de M. ibericus analitzades ho serien. També ho seria una obrera de Messor ponticus, però la resta d’individus analitzats no serien híbrids.

L’anàlisi filogenètica del genoma mitocondrial informa de l’origen matern de les formigues, ja que com passa en la majora d’animals els mitocondris són d’herència exclusivament materna. Les obreres de M. ibericus comparteixen el mateix genoma mitocondrial que els individus sexuals de M. ibericus.

La identificació del llinatge patern és una mica més complexa, però es pot fer a través de l’anàlisi filogenètica de l’ADN nuclear separant-hi al·lels materns i paterns dels genomes híbrids. Aquesta anàlisi indicaria que les 164 obreres analitzades de M. ibericus tenen una ascendència paterna en M. structor.

L’anàlisi d’estructura de població sobre 5.856 gens (amb 44.191 variants) indica que les obreres de colònies de M. ibericus tenen una ascendència del 49% en M. ibericus i del 51% en M. structor.

Tot plegat indica que M. ibericus depèn de la hibridació per a la producció d’obreres. Això s’ha observat típicament en casos de ‘parasitisme espermàtic’, en els quals les reines exploten esperma d’un altre llinatge o d’una altra espècie per produir obreres. En el cas de M. ibericus hi hauria una dependència de mascles de M. structor, que és una espècie ben diferenciada. A més, les dues espècies no comparteixen la mateixa àrea de distribució, excepte per una zona de superposició. A l’Europa meridional les colònies de M. ibericus presenten obreres híbrides, però en aquestes regions no hi ha presència de M. structor. Per exemple, a Sicília, on hi ha obreres híbrides, la presència més propera de M. structor es troba a més de mil quilòmetres.

Les reines de M. ibericus produeixen mascles de dues espècies

Juvé et al. decidiren examinar els mascles de colònies de M. ibericus. Les anàlisis morfològiques i moleculars mostraven que eren les pròpies reines de M. ibericus les que posen els ous d’on sortiran els mascles de M. structor que necessiten per a la producció d’obreres.

Una mostra de 132 mascles de 26 colònies de M. ibericus permetia veure-hi un profund dimorfisme: el 44% dels mascles tenia una pilositat densa i el 56% eren pràcticament glabres.

Una anàlisi filogenètica de 62 mascles pilosos i de 24 mascles glabres mostrava que els dos morfs pertanyien a espècies diferents. Tot el grup de mascles pilosos pertany a M. ibericus. Tot el grup de mascles glabres pertany a M. structor. Això és ben notable ja que la genòmica comparada avalua en més de 5 milions d’anys la separacions dels llinatges que conduïren a una i altra espècie.

L’anàlisi de genoma mitocondrial de 24 mascles indica que tant els glabres de M. structor com els pilosos de M. ibericus comparteixen la mateixa descendència materna. L’anàlisi de genoma mitocondrial de 53 individus de colònies de M. structor produeix un resultat ben diferent. Així doncs, els mascles de M. structor de colònies de M. ibericus presenten una dissociació entre el genoma nuclear de M. structor i el genoma mitocondrial de M. ibericus.

El genotipatge de 286 ous o larves de 5 colònies de laboratori de M. ibericus mostrava que un 11,5% contenia exclusivament genoma nuclear de M. structor.

Juvé et al. isolaren 16 reines de M. ibericus i genotiparen els ous que posaren durant 24 hores. Trobaren que el 9% d’aquests ous contenien exclusivament genoma nuclear de M. structor.

Juvé et al. monitoritzaren durant 18 mesos una colònia de laboratori encapçalada per una única reina de M. ibericus. Comprovaven setmanalment les cries dipositades. Entre set ous que desenvoluparen adults reproductius, trobaren que dos eren mascles glabres i tres eren mascles pilosos. Les anàlisis genòmiques confirmaren que els glabres eren M. structor i els pilosos eren M. ibericus. El genoma complet de la reina d’aquesta colònia (ORT3Q1) era completament de M. ibericus.

En una altra colònia monitoritzada durant 19 mesos, s’observà el naixement de dos mascles, un de cada espècie.

En els himenòpters, els mascles hereten típicament el genoma nuclear de la mare, en haver-se desenvolupat a partir d’ous no-fertilitzats (partenogènesi). Ara bé, els resultats de Juvé et al. indicaven que les reines podien produir mascles sense transmetre’ls el genoma nuclear (però sí el mitocondrial).

Juvé et al. pensaren que es podia tractar d’un cas d’androgènesi, és a dir de clonalitat masculina, en el qual un mascle és l’única font de material genètic nuclear per a l’embrió. Teòricament l’androgènesi en formigues hauria de conduir espontàniament a la formació de mascles genèticament idèntics a l’espermatozoide fecundador de l’òvul. En aquest cas això seria possible a través d’una clonació masculina a partir d’esperma al·lospecífic emmagatzemat a l’espermateca de la reina.

Les reines de M. ibericus són poliàndriques. La seqüenciació del contingut de l’espermateca de la reina ORT3QS1 indicava la presència d’esperma tant de M. ibericus com de M. structor.

El manteniment d’un llinatge clonal de mascles

Hi ha, doncs, una combinació d’hibridació obligada per a la producció d’obreres i de clonatge trans-específic. Les reines de M. ibericus emmagatzemen esperma d’una altra espècie, i clonen en aquest esperma en els seus òvuls, traspassant-hi el seu genoma mitocondrial però no pas el genoma nuclear matern. Això seria un cas de parasitisme espermàtic que ha estat descrit en altres espècies de formigues com a facultatiu o com a obligat. Aquesta estratègia produeix obreres híbrides, i això aprofitaria el fenomen de vigor híbrid. També podria ser un mecanisme per ajustar la producció de les dues castes, sexual i obrera.

Juvé et al. contemplen dues fases en aquest procés:
- l’estat ancestral consistiria en l’explotació de l’esperma de colònies de M. structor. Això implica una coincidència geogràfica entre les dues espècies.
- l’estat derivat consistiria en la producció directa de l’espècie de la qual depenen, a través d’un llinatge clonal de mascles de M. structor. Així ja no seria necessària la coincidència geogràfica de les dues espècies.

L’anàlisi filogenètica confirma la diferenciació d’un llinatge clonal integrat per mascles de M. structor gairebé idèntics nascuts en colònies de M. ibericus i que tenen un llinatge mitocondrial de M. ibericus.

De les 164 obreres de M. ibericus analitzades n’hi ha 144 que serien filles d’aquest clon masculí de M. structor, però 20 serien filles de mascles diferents de M. structor. Això indica que l’estat ancestral encara roman actualment, però ho fa de manera restringida a la regió on coexisteixen les dues espècies, com ara a la França oriental.

Juvé et al. fan una analogia amb la domesticació: M. ibericus hauria co-optat mascles de M. structor dins del seu cicle vital, mantenint-los com a llinatge clonal, de manera que ja no li caldria aparellar-se amb mascles procedents de colònies de M. structor.

El llinatge clonal té una diversitat genètica baixa i una alta càrrega genètica. Això és típic del genoma d’animals domèstics. També ho és la morfologia característica dels mascles clonals de M. structor de colònies de M. ibericus.

L’anàlisi de 45 genomes de M. structor no identificà cap híbrid, la qual cosa suggereix que el llinatge clonal no té capacitat d’escapar a la seva situació ‘domesticada’.

Juvé et al. creuen que aquest seria el primer cas de femelles que han de clonar membres d’una altra espècie. Aquestes femelles serien xenòpares, en el sentit que necessiten produir individus d’una altra espècie com a part del llur cicle vital. La xenoparitat seria el producte de l’evolució sexual des d’un continu de parasitisme-mutualisme. Per aclarir aquestes relacions, Juvé et al. proposen investigar el mecanisme de clonació masculina. Les colònies de M. ibericus poden interpretar-se com un superorganisme integrat per dues espècies sexualment interdependents.

Entomologia:

Lligams:

- One mother for two species via obligate cross-species cloning in ants. Y. Juvé, C. Lutrat, A. Ha, A. Weyna, E. Lauroua, A. C. Afonso Silva, C. Roux, E. Schifani, C. Galkowski, C. Lebas, R. Allio, I. Stoyanov, N. Galtier, B. C. Schlick-Steiner, F. M. Steiner, D. Baas, B. Kaufmann & J. Romiguier. Nature (2025).