Descobreixen que la comunicació química entre éssers vius compleix la llei lingüística de la brevetat
El peix pallasso ('amphiprion ocellaris') és atret per l'anèmona ('heteractis magnifica') en una relació simbiòtica, un exemple de comunicació aleloquímica, que es dona entre espècies diferents
Un estudi recent demostra que les substàncies químiques que fan servir els éssers vius per comunicar-se compleixen la llei lingüística de la brevetat: de la mateixa manera que en el llenguatge humà les paraules més curtes són les que s'utilitzen més, els infoquímics més freqüents en els ecosistemes tendeixen a ser cadenes de carboni més curtes. L'estudi s'ha dut a terme amb la participació de l'investigador de la UPC Antoni Hernández-Fernández i és un avenç en el coneixement de la comunicació química entre les espècies del planeta.
28/07/2022
La major part de la comunicació entre éssers vius es realitza mitjançant substàncies químiques. Tot i això, les lleis que regeixen aquests canals químics de comunicació continuen sent, en gran mesura, un misteri. A l'article 'Compression principle and Zipf’s Law of brevity in infochemical communication', publicat a la revista científica Biology Letters, Antoni Hernández-Fernández, investigador del Laboratori d'Algorísmia Relacional, Complexitat i Aprenentatge (LARCA) de la Universitat Politècnica Catalunya · BarcelonaTech (UPC), i Iván González Torre, investigador de la Universitat del País Basc i de la Universitat Politècnica de Madrid, han explorat per primera vegada en la comunicació química una de les lleis lingüístiques més conegudes: la llei de brevetat de Zipf.
La llei de brevetat de Zipf, o simplement llei de brevetat, és la tendència estadística que fa que les paraules més freqüents, les més utilitzades, siguin les més curtes. Constatada en les llengües humanes, es compleix també aquesta llei en les substàncies que es fan servir en la comunicació química, en els anomenats infoquímics o semioquímics? Per donar resposta a aquesta pregunta, els investigadors han analitzat la base de dades Pherobase i han constatat que en general sí que és així: els infoquímics més freqüents en els ecosistemes, presents en un nombre més gran d'espècies, tendeixen a ser cadenes de carboni més curtes. Ara bé, hi ha una excepció notable quan s'agrupen els infoquímics segons la seva funció: les feromones.
Les feromones són les substàncies químiques que s'utilitzen en la comunicació entre membres d'una mateixa espècie, que es poden contraposar als aleloquímics o substàncies que es fan servir en la comunicació entre diferents espècies, amb funcions diverses als ecosistemes. Un mateix infoquímic pot tenir diferents funcions, és a dir, pot ser utilitzat com a feromona per una espècie, i alhora, per exemple, ser un atraient per a d'altres (cosa habitual per als depredadors d'aquesta espècie).
Segons l'estudi d'Hernández-Fernández i González Torre, les feromones, estadísticament, no compleixen la llei de brevetat. Aquest fet podria tenir diverses explicacions, segons els investigadors: "Una és la necessitat d'augmentar la complexitat de la substància i la seva longitud, en comunicar-nos amb la nostra pròpia espècie, com ara per fer que sigui més difícil per a un depredador interceptar aquest senyal i, per tant, devorar-nos". A més, assenyalen González Torre i Hernández-Fernández, "que les feromones no siguin estadísticament breus podria donar suport indirectament a la hipòtesi del Handicap, enunciada clàssicament per Amotz Zahavi, de manera que els organismes podrien tendir al malbaratament energètic en els senyals químics, com a estratègia d'ostentació reproductiva".
Aquestes explicacions queden pendents de treballs futurs que corroborin els resultats d'aquest estudi pioner, segons els autors, que assenyalen que "són necessàries anàlisis concretes dels canals químics d'ecosistemes específics, ja que les dades de Pherobase barregen ecosistemes diversos i permeten només donar una perspectiva general".
La comunicació química en la Terra continua sent un camp d'estudi misteriós, més encara en altres planetes. Els autors destaquen que "corroborar la presència d'infoquímics a les atmosferes de planetes llunyans podria ser una evidència indirecta de l'existència de vida en aquells mons".
Substàncies implicades en la comunicació química
En el camp de la comunicació química es pot diferenciar entre les feromones, o substàncies que fan servir una espècie en la comunicació entre els seus membres, com ara els atraients sexuals que fan servir molts éssers vius en periode reproductiu, i els aleloquímics, que són substàncies que intervenen a la comunicació entre espècies diferents.
Els aleloquímics es poden dividir en diferents tipus de substàncies, segons la seva funció. Així, els atraients són substàncies químiques d'entrada no emeses per les espècies implicades, però que poden atreure a emissor i receptor, com passa amb moltes substàncies que sintetizem els humans. Quan un aleloquímic és bo només per a l'emissor, es parla llavors d'una alomona, com és el cas dels infoquímics que emeten les plantes carnívores abans de capturar les seves preses. Quan la substància només és bona pel receptor, es parla de kairomones, com és el cas de les substàncies terpenoides que emeten els pins i que atreuen els escarbats del pi, però perjudiquen l'arbre. Finalment, les sinomones són substàncies atraients que s'emeten en relacions simbiòtiques, beneficioses per a les dues espècies, com passa en la relació existent entre el peix pallasso i l'anèmona de mar.
Més informació
- Compression principle and Zipf’s Law of brevity in infochemical communication (article científic publicar a la revista Biology Letters)