Ara bé, enviar informació visual, ja siguin colors, formes o moviments, només funciona si lemissor i el receptor es poden veure. Depenent de lhàbitat i de quins éssers vius es tracti, el camp visual és molt limitat, i això fa que labast de la transmissió no sigui precisament un dels punts forts daquest tipus de comunicació. Un arbre es pot convertir ràpidament en un obstacle insuperable i dificultar la transmissió de missatges al bosc. Si un ocell femella no pot veure el mascle, les plomes més acolorides i la dansa més salvatge no serviran de res perquè la informació no arribarà al receptor.
El canal de comunicació dels missatges visuals: lenergia electromagnètica
La informació visual (colors, formes i moviments) semeten a través de la llum. Però, què és realment la llum? A primera vista, aquesta pregunta sembla ingènua i fàcil de contestar. Però és un os, i no només per a una biòloga com jo. Harald Lesch, professor dastrofísica teòrica a la Universitat Ludwig Maximilian de Munic, presenta el programa de televisió dedicat a la ciència Alpha Centauri i ho va explicar en el capítol titulat Què és llum?: «La llum és increïblement ràpida i, segons la seva longitud dona, té més o menys energia.»
Habitualment, quan parlem de llum, només pensem en la llum del dia que veiem. La font principal de la llum visible al nostre planeta és el Sol. La llum visible conté les longituds dona dels colors que coneixem. Cada color té el seu propi contingut energètic, que depèn de la longitud dona: del violeta al blau, el taronja i el vermell, el contingut denergia electromagnètica disminueix. Aquesta forma denergia també sanomena radiació electromagnètica i es troba a tot arreu. La radiació electromagnètica comprèn un espectre denergia ampli. Lespectre visible per a nosaltres és tan sols una part daquest espectre. Per exemple, la radiació ultraviolada (raigs UV) està més enllà de la llum violeta, que encara és visible per a nosaltres i, per tant, queda fora de la nostra percepció visual. A laltre extrem del nostre espectre visible, és a dir, més enllà del color vermell, es troben els infrarojos, les ones radioelèctriques i les microones, amb menys càrrega denergia.
Els pigments capturen la llum
Antraquinona, antocianina, carotenoide, betalaïna, melanina: això que sembla una llista de noms estrafolaris de dona, són grups de pigments que la natura té al seu estudi i expliquen don surt la coloració dels fongs, les plantes i els animals. Els pigments acostumen a emmagatzemar-se a la superfície dels éssers vius, a la pell, al pelatge o a les plomes. Si coincideixen amb la llum en una mateixa longitud dona, la poden capturar o, dit duna altra manera, labsorbeixen. El fet de trobar-se en una mateixa longitud dona es resumeix en una paraula: ressonància. Lestructura dels pigments determina quina part de la llum visible capturen, i daquesta manera pot haver-hi ressonància. I la cosa no acaba aquí: el que decideix el color és lenergia que el pigment no captura! Què passa amb les parts de llum que no absorbeix? El pigment les retorna o, expressat en termes físics, les reflecteix. Aquesta gamma denergia reflectida és el que dona color a la matèria. El blau i el violeta lluents de les flors dels pensaments són un exemple molt bonic del grup de pigments de les antocianines. Reflecteixen la llum visible que té lenergia corresponent al blau, el violeta o el vermell. En canvi, els carotenoides reflecteixen la llum corresponent a la longitud dona del groc, el taronja i el vermell. Quan sabsorbeix tot lespectre de la llum visible, els éssers vius ho veuen literalment negre! Les superfícies negres sempassen tota la radiació electromagnètica de lespectre visible. Amb les superfícies blanques passa el contrari: reflecteixen tota la llum visible. Les flors blanques es veuen blanques perquè no tenen pigments que absorbeixin la radiació electromagnètica. Dit duna altra manera, les superfícies blanques reflecteixen la major part de la llum.
No obstant això, els pigments no ho expliquen tot quan es tracta dels bonics colors de la natura. La composició dun ésser viu també decideix quanta llum captura i quanta en reflecteix. Moltes flors contenen bombolles daire en què es reflecteix la llum. Un exemple especialment bonic és el nenúfar Nymphaea alba. A Brandenburg, nhi ha a molts llacs i les flors es veuen brillar des de lluny com si fossin pinzellades sobre laigua. Quin és el secret del nenúfar per tenir un blanc resplendent que faria morir denveja Mister Proper? Deixant de banda que no té pigments, al teixit aquós del nenúfar hi ha bombolles daire. Quan la llum cau sobre el teixit, ha de travessar totes aquestes capes daigua i aire, i això fa que modifiqui constantment la seva trajectòria. Aquesta refracció es produeix tantes vegades que la llum sacaba reflectint totalment i les flors semblen blanques. El fenomen de la reflexió de la llum també el trobem en un paisatge nevat. La neu recent brilla amb intensitat perquè la llum es refracta un cop i un altre en els cristalls de glaç. Com a resultat de la refracció, es reflecteix tota la llum. La composició de la superfície també provoca un efecte de brillantor impressionant en els animals. Les plomes del paó o a la superfície de lescarabat piloter compten amb estructures minúscules que refracten la llum duna manera molt especial, i és per això que brillen.
Bioluminiscència: encendre i apagar la llum
Què passa amb lemissió de missatges visuals si no hi ha llum a lhàbitat o nhi ha molt poca? Les aigües abissals i moltes coves estan habitades per éssers vius que no dubten a convertir-se en fonts de llum dins la foscor. A les coves de cuques de llum que hi ha a Waitomo, a Nova Zelanda, vaig ser testimoni duna forma molt especial de comunicació entre animals: la bioluminescència. Es tracta de la capacitat dun ésser viu dalliberar energia amb ajuda de reacciones químiques i demetre aquesta energia en forma de llum. Hi ha nombrosos organismes unicel·lulars, fongs i peixos capaços de produir bioluminescència, i que sencenen i sapaguen com si tinguessin un interruptor. Tanmateix, alguns sil·luminen màgicament amb ajuda externa. Els raps abissals en són un exemple: com que no poden dur a terme les reacciones químiques necessàries, agafen bacteris bioluminiscents a dispesa. Per contra, les criatures lluminoses de les coves de Waitomo que hem esmentat al principi no necessiten cap ajuda. Malgrat que es diguin Glowworn Caves («coves de cuques de llum»), no tenen res a veure amb les espècies dinsectes autòctons que coneixem amb aquest nom. La resplendor prové duna munió de larves dArachnocampa luminosa, que fan que el sostre fosc de les coves brilli com una nit estelada.
LORQUESTRA DE LA NATURA
Grunys, esclafits, esgüells: deixem ara els missatges visuals enrere i passem als acústics. La producció de sons a la natura es pot comparar amb la producció de notes amb instruments musicals. Igual que en una orquestra, a la natura es produeixen sons quan els éssers vius fan vibrar diferents materials. Hi ha de tot, des de violins fins a tambors i instruments de vent. Escolteu-los!
Missatges acústics: els corredors de fons dels senyals
Grunys, esclafits, esgüells: deixem ara els missatges visuals enrere i passem als acústics. La producció de sons a la natura es pot comparar amb la producció de notes amb instruments musicals. Igual que en una orquestra, a la natura es produeixen sons quan els éssers vius fan vibrar diferents materials. Hi ha de tot, des de violins fins a tambors i instruments de vent. Escolteu-los!
Missatges acústics: els corredors de fons dels senyals
Lavantatge dels senyals acústics és que no cal que lemissor i el receptor es vegin per intercanviar missatges. Alguns éssers vius poden emetre crits tan forts que es poden sentir a quilòmetres de distància. Els aluates o udoladors mascle, una espècie de primats, en són un bon exemple. Fan honor al seu nom perquè, gràcies a una laringe molt grossa i a un os especial que tenen sota la llengua, poden produir crits que ressonen fins a uns quants quilòmetres dins la jungla. Mentre feia treball de camp a Mèxic vaig poder sentir com dimpressionants són els seus udols. Però aquest sistema de comunicació té una pega: requereix molta energia. Tothom que fa servir molt la veu diàriament sap que emetre missatges acústics pot ser molt estressant. Generalment, per crear sons cal contraure músculs, com ara les cordes vocals, i lemissor ha de reunir abans lenergia necessària. Proferir sons forts també és perillós, sobretot si lemissor ocupa un lloc preeminent en la cadena tròfica i representa una font dalimentació apreciada per molts altres éssers vius. Els predadors estan a laguait, esperant que la presa reveli el seu amagatall emetent missatges acústics. Un altre desavantatge daquest sistema de comunicació és la poca durada. Un crit dalarma o daparellament sapaga poc després dhaver estat emès. Potser una femella udoladora arriba a la zona quan ja sha extingit el senyal acústic que contenia la informació que un mascle volia aparellar-se. Així doncs, en el cas de la transmissió de missatges acústics, la pregunta decisiva és on són realment lemissor i el receptor. La demora augmenta a mesura que creix la distància entre tots dos, i això provoca que també sincrementin les probabilitats que hi hagi interferències en la comunicació. Els sons aguts que fan servir els ocells en el seu concert matutí desapareixen molt ràpidament en el soroll ambiental de lentorn. Tanmateix, la curta durada dels missatges acústics també els converteix en un mitjà de comunicació molt variable i, per tant, aplicable a situacions dallò més diferents. Un crit pot servir per atraure una femella, i la següent seqüència de sons pot ser per defensar-se dun enemic. Entre els ocells i molts mamífers, com ara les balenes, la gran varietat de senyals acústics es presenten en forma de cançons senceres, amb versos, estrofes i melodies.
Per què no hi ha soroll a lunivers
Abordem ara la qüestió de què són realment els missatges acústics i com arriben de lemissor al receptor. Magradaria fer-ho a través duna breu incursió en la història del cinema: a la primera pel·lícula de la saga Star Wars, una estació espacial explota a lunivers enmig dun gran estrèpit. Potser els espectadors no shi capfiquen gaire quan veuen lescena, però la cosa canvia quan reflexionen basant-se en criteris de la física: el so és una vibració mecànica que es propaga en forma dones en un medi elàstic com laire, laigua o fins i tot en un cos sòlid. A diferència de la llum, el so no és una forma denergia electromagnètica, sinó el resultat de petites masses que comencen a vibrar i que no cal que siguin sòlides, ja que els gasos i els líquids, com ara laigua, també es consideren fonts sonores. Tot i que latac amb potents armes làser que obren foc contra la nau espacial segurament la podria fer vibrar, a lescena de la pel·lícula hi falta un ingredient important: les vibracions mecàniques produeixen canvis en la pressió i la densitat de lentorn on es troba el que vibra, i només es poden propagar com a ones sonores si disposen dun medi. Però a lespai domina el buit i, per tant, hi falta el medi necessari a través del qual les vibracions es podrien expandir com a ones sonores. Si pensem en el model emissor-receptor, la falta dun medi a lunivers és el motiu pel qual no hi ha cap canal per transmetre-hi missatges acústics.
Lart de donar el to correcte
Quan parlem de so, ens referim a tots els sons, tons o sorolls audibles. Som capaços de sentir fonts sonores amb una freqüència dona dentre 16 i 20.000 hertzs. Què significa això? Un hertz (Hz) és una unitat que mesura el nombre doscil·lacions per segon, el que sanomena freqüència. Si puntegem una corda de guitarra, aquesta comença a oscil·lar. Com més de pressa ho faci, més vibracions per segon es produiran i més agut serà el to que en resulti. Així mateix, parlem de tons quan les oscil·lacions de la font sonora es repeteixen de manera uniforme i periòdica.
Els límits superior i inferior dels sons audibles per als humans no ho abasten tot. Per exemple, hi ha fonts sonores que generen infrasons i emeten en una freqüència inferior a 16 Hz. En canvi, els ultrasons registren una freqüència de més de 20.000 Hz, superior a la nostra màxima audible. Aquests sons extremadament aguts els poden emetre i percebre els ratpenats. Si el nombre doscil·lacions és el que determina el to, quan parlem de volum ens referim al valor màxim de loscil·lació, a lamplitud. La velocitat de propagació de les ones sonores depèn de les característiques del medi, com poden ser la temperatura o la densitat. Així, les ones sonores travessen la fusta dun faig a 3.800 metres per segon, però laigua alenteix la velocitat a 1.450 metres per segon, i laire amb una temperatura de 0 °C les pot frenar fins a 332 metres per segon. Daltra banda, les dades expressades en decibels (dB) es refereixen a la intensitat amb què un fenomen acústic arriba a lentorn. Però ja nhi ha prou de teoria. Ara ens submergirem en una simfonia de sons que només pot compondre la natura. Llàstima que la nostra oïda no ens permeti sentir-ne una bona part!
Per què les arrels de les plantes fan «clic»
Els moviments dels diversos elements que formen una cèl·lula produeixen vibracions mecàniques. Si moltes cèl·lules bellugadisses es troben en una mateixa longitud dona i, per tant, en ressonància, i sajunten com en un cor, podran generar un volum més alt que soles. Els organismes unicel·lulars com els bacteris utilitzen ones sonores per estimular el creixement de les cèl·lules veïnes. Els científics senfronten al repte de fer experiments per esbrinar si els sorolls que provenen dels éssers vius estan realment al servei de la comunicació o només són un subproducte de processos biològics quotidians. A les plantes també hi ha multitud de fonts sonores, com ara el teixit vascular que hi distribueix laigua. Algunes plantes, sobretot les que se nhan de sortir amb poca aigua, sovint tenen bombolles daire en aquests teixits. Quan les bombolles es desfan, produeixen lleus espetecs. Científics australians i italians van escoltar (i escolten) el misteriós món de les criatures verdes i van buscar proves que demostressin que les plantes també envien missatges acústics per comunicar-se amb altres éssers vius. En van trobar, i van descobrir que les arrels de les plàntules de blat de moro (Zea mays) feien sorolls similars a clics en una freqüència de 220 hertzs. Aquesta freqüència es correspon exactament amb el to de les fonts sonores cap on sorientaven les arrels durant el creixement de la planta. Sabem des de fa dècades que les plantes reaccionen a ones sonores de diferents tons. Les llavors de cogombre (Cucumis sativus) i darròs (Oryza sativa) germinen millor si se les sotmet a freqüències sonores duns 50 hertzs. Un cop convertides en petites plantes, les arrels també reaccionen a aquestes freqüències amb un creixement més ràpid. Fins i tot les pesoleres (Pisum sativum) reaccionen al soroll de laigua corrent. Són casuals els sons que produeix el blat de moro o són veritables senyals de comunicació? Tant de bo els científics que xiuxiuegen a les plantes puguin presentar-ne més resultats!