În floare

“Vrășmaș mi-e numele tău numai! Tu rămâi același, chiar de n-ai fi Montague! Ce-i Montague? – Nu-i mână, nu-i picior, nu-i braț, nu-i față, nici o altă parte. Ce este un nume? Acela pe care-l numim un trandafir cu oricare alt nume ar mirosi la fel de dulce.” – William Shakespeare, Romeo și Julieta, Actul II, Scena II

 Mugurii pasiunii

Florile sunt probabil cele mai frumoase lucruri create de Natură. Da, n-am avut inspirație să încep altfel postarea. Adică oricum îți dai seama că nu spun nimic nou și când te gândești la faptul că le plantăm, le cultivăm, le purtăm (pe haine sau în păr) strict pentru faptul că arată și miros frumos. E ca și cum Natura a aranjat cumva să mai avem și noi ceva care să ne descrețească frunțile din când în când și eventual să ne ajute cu împăcarea în momentul în care ne certăm cu iubitele.

Bine, o mică parte din florile diverselor plante sunt folosite și ca hrană (broccoli, anghinarea și conopida – părțile pe care le mâncăm noi nu sunt încă flori, ci bulbi, iar dacă i-am lăsa un pic, ar înflori) sau pentru condimentare (șofranul). Da, pe lumea asta sunt o grămadă de flori care sunt comestibile, dar nu prea li se face publicitate. Așa că noi le folosim doar care ornament și odorizant de cameră. Măcar atât, Mamă Natură.

Dar uite că deși noi găsim florile foarte plăcute din punct de vedere estetic, ele nu-s așa cu scopul de a ne mulțumi pe noi. Pfoaaa, departe de gândul ăsta! Culorile pe care le au, formele, mirosurile, toate au ca scop sexul. Pentru că plantele urmăresc să facă sex. Mult sex. Cât mai mult sex.

Floarea este organul reproducător al plantelor angiosperme, numai că marea problemă a lor e că nu se pot mișca foarte mult (a se citi deloc), așa că organele lor reproducătoare trebuie să fie extra-flamboiante: trebuie să fie colorate într-un anumit fel, să miroasă într-un anumit fel și chiar să aibă o anumită formă. Treaba asta cu reproducerea este foarte importantă pentru supraviețuirea oricărei specii și d-aia angiospermele se chinuie nevoie mare să fie cât mai plăcute. De către cine? De către alte plante? Nu, de către ajutătorii lor.

 Începutul unei prietenii minunate

Ce a apărut mai întâi? Rechinul sau floarea? Sunt șanse destul de mari să răspunzi cu destul de multă încredere “floarea!”. Până la urmă, floarea este mai puțin complexă, spre deosebire de ditamai rechinul. Cât i-o fi trebuit rechinului să apară, în comparație cu floarea? Mult, așa că normal că floarea a apărut prima (te gândești).

Dar nu, culmea. Primii rechini au apărut prin Devonian (acum 420 de milioane de ani, era sfârșitul acestei ere geologice), când nu exista nici un animal vertebrat pe uscat. Plantele abia se avântaseră timide pe țărm și erau înalte de maxim câțiva centimetri. Stăteau pe malul apei, la câțiva centimetri distanță și aia era. Restul uscatului era complet gol. Nu știu dacă îți poți imagina cum ar fi arătat uscatul fără pic de verdeață. Primele plante cu flori, în schimb, au apărut abia acum 125 de milioane de ani, în Cretacic. Este, deci, o diferență de vreo 300 de milioane de ani între apariția rechinilor și florilor.

Și ce frumos era în Cretacic! Numa’ uită-te mai jos. Mă rog, asta dacă aveai bafta să fii dinozaur (cât au mai rezistat și ei, pentru că la sfâșitul acestei ere aveau să dispară complet, acum 65 de milioane de ani). Mamiferele erau destul de micuțe (cât niște șobolani sau șoareci…din întâmplare arătau FIX ca niște șobolani sau șoareci, indiferent că erau strămoșii hipopotamilor, primatelor sau vacilor), iar ziua se ascundeau care cum apuca în tot felul de vizuini, ca să nu fie mâncate. În contextul ăsta, la un moment dat, niște plante au început să își modifice frunzele și să caute noi moduri de a se reproduce.

Până atunci existau plante precum ferigile sau gimnospermele (familie de plante din care fac parte brazii, ale căror semințe sunt neacoperite, respectiv conurile) care se reproduceau cu ajutorul vântului: efectiv aveau spori (ferigile) sau semințe (gimnospermele) ce erau luate de vânt și aterizau undeva, unde încolțeau. În general e bine să îți răspândești sămânța cât mai departe (așa ai mai multe șanse de supraviețuire ca specie), dar vântul nu se descurca foarte bine. Așa că au apărut la un moment dat angiospermele care au avut geniala ideea să se bazeze pe o mână de insecte care abia apăruseră și ele. Era un risc pe care și-l asumau.

Deși insectele au apărut în același timp cu rechinii, în Cretacic au apărut principalii polenizatori: moliile, fluturii, albinele, bondarii, etc. Apariția lor coincide cu apariția angiospermelor, deci ai putea spune că sunt făcuți unul pentru celălalt. Și chiar așa e: relația asta plante-insecte se tot ține de vreo 125 de milioane de ani. Dar insectele nu vin așa de bunăvoie și nesilite de nimeni, ci plantele chiar trebuie de multe ori să le păcălească și să le amăgească.

 Negoț în natură

Fiecare floare are două componente importante: stamina (partea masculină) și pistilul (partea feminină). Stamina produce polenul, care este un praf lipicios și care trebuie să ajungă la pistil, pentru a trece mai departe la formarea seminței. Probabil te întrebi de ce mai e nevoie de insecte, din moment ce planta se poate auto-poleniza.

Problema e că dacă face asta riscă să aibă urmași nu foarte puternici pentru că ADN-ul nu e diversificat, adică ambele jumătăți ale noului ADN provin din același părinte, având aceleași slăbiciuni ca planta mamă (și tată). Asta înseamnă că nu se poate adapta la schimbările de mediu. În schimb, dacă urmașii au jumate de ADN din planta respectivă, iar jumate de ADN din altă plantă, toată treaba se diversifică, ei fiind acum mult mai puternici, putând să se adapteze mai ușor la mediu.

Acum, insectele nu își pun în cap “trebuie să ajut plantele astea să supraviețuiască!”, ci pur și simplu dau iama după nectar, iar polenul din floare se lipește de ele. În momentul în care albina (sau ce-o fi) își termină treaba, aleargă la altă floare, unde lasă (tot din greșeală) niște polen în pistilul acesteia. Peste ceva timp, din floarea fecundată se formează un fruct care are în interior semințele. Astea trebuie să ajungă cumva pe pământ: fie cad, fie sunt luate și mâncate de animale.

Ca plantă cu flori, trebuie să le ai cu designul și cu marketingul. Asta pentru că frate, frate, dar brânza e pe bani: albina nu vine la tine să te ajute cu reprodusul așa pe degeaba. Ori o păcălești cumva să îți ia polenul, ori îi oferi ceva la schimb. Ba chiar trebuie să îi și semnalizezi să vină la tine și nu la altă plantă. Și uite că fix asta se întâmplă. Multe plante își fac o grămadă de publicitate, dar nu în văzul nostru. Uite, să luăm ca exemplu florile plantei Potentilla anserina L:

Motivul pentru care tu nu vezi modelul de mai sus este pentru că acea plantă nu au avut nevoie de tine pentru polenizare. De aceea, petalele florii de Potentilla Aserina absorb toți fotonii din lumina Soarelui și îi reflectă doar pe ăia galbeni, oferindu-ți niște flori de o culoare galbenă drăguță, dar banală, care nu îți spune prea multe.

Asta în lumina vizibilă. În schimb, albinele văd în ultraviolet, adică văd culori mai “joase” decât violetul pe care îl vedem noi (uită-te la spectrul electromagnetic din dreapta), dar nu văd roșu, care pentru ele arată probabil ca negru. Practic, așa cum noi nu vedem culorile de la infraroșu sau ultraviolet încolo, nici ele nu văd culorile de la roșu încolo (ele l-ar numi “infraportocaliu”, probabil). Pentru ca noi să vedem ce vede o albină, a trebuit să facem o fotografie în ultraviolet, apoi să îi alocăm niște culori pe care să le putem vedea noi. Astfel, chiar dacă am spus că albinele nu văd culoarea roșie, autorul fotografiei a decis să pună culoarea roșie în centru.

De ce e un model diferit pentru albine? Deoarece culoarea aia centrată pe floare (roșu, în fotografie) e un semnal pentru ele, spunându-le “aterizați aici, avem nectar și tot ce vreți. Veniți aici. Uite, semnal! Semnal!”  Practic sunt niște lumini de aterizare, ca la avioane. Și asta nu e tot: Ophrys apifera (în stânga) păcălește albinele prin procedeul mimicii. Practic ea are format mijlocul florii să semene cu o albină care stă și ea pe acolo.

În momentul în care o altă albină trece prin zonă, se uită la floare și zice “opaaa…”, se uită în stânga și în dreapta, să vadă dacă e singură, după care se repede la falsa albină, adică la floare. Nu știu ce simte în momentele alea, când descoperă că totul e o înscenare și că nu e rost de procreere, dar planta și-a atins scopul: albina bosumflată o să plece cu polenul pe ea către altă floare.

În general plantele polenizate de insecte au florile albastre sau purpurii, în timp ce alea polenizate de păsări au culori ce variază între roșu și portocaliu foarte aprins. Florile sunt colorate în funcție de ochiul celui care polenizează. Te văd bosumflat…nu-ți face griji, se folosesc plantele și de noi, dar asta numai după ce s-a format fructul, care conține semințele.

După formarea fructului, plantele au nevoie de animalele mai mari ca să disperseze semințele în cât mai multe locuri și cât mai departe. Nu le pasă că e mâncat fructul, important e să ajungă semințele unde trebuie. Semnalizarea se face tot cu ajutorul culorilor: dacă te uiți la un măr (mă refer la fruct) necopt, o să vezi că are culoarea verde. Planta te anunță că nu e gata de mâncat sau de luat. Peste ceva timp, el se face roșu, moment în care planta îți spune “gata! Ia-l, fă ce vrei cu el.” Tu, animal ierbivor sau omnivor, iei mărul, îl mănânci, apoi arunci pe pământ cotorul cu semințele, care or să germineze. Sau mănânci mărul cu tot cu semințe și…ă, ies ele cumva la lumină. În cele din urmă.

Miros de primăvară

Mirosul unei flori este unul din motivele principale pentru care ne plac florile atât de mult (pe lângă estetică). În trecut ele erau folosite chiar cu scopul de a alunga bolile (fără succes, însă, după cum am scris în postarea Cum a dat omenirea o palmă morții). În ziua de azi le folosim tot cu scopul de a face ambientul mai plăcut și ne place atât de mult încât am început să emulăm mirosurile diverselor flori și să le producem artificial. Adică industrial, în laborator. Dar cât de diferit este parfumul “artificial” făcut în laborator de cel “natural”, produs de flori? Răspunsul e că nu e deloc diferit.

Nu prea ne gândim noi la parfumul trandafirilor, și ne pare mai mult ca fiind ceva imaterial. Dar de fapt nu e așa. Parfumul trandafirilor este compus din molecule, care sunt efectiv niște atomi adunați într-un singur loc. Tot ce ai tu în jur în momentul de față este compus din molecule, iar una din moleculele cel mai des întâlnite de tine este H2O (apa), care e compusă dintr-un atom de oxigen și doi atomi de hidrogen. Sau oxigenul pe care îl expiri, pentru că el nu e niciodată compus dintr-un atom, ci din doi atomi de oxigen (d-aia îl scriem cu O2).

Nu o să intru acum în detalii despre motivul și modalitățile prin care atomii ăștia se lipesc unul de celălalt (promit că revin într-o postare viitoare), dar trebuie să știi că moleculele pot varia ca mărime de la ceva mic de genul ăsta până la molecule gigant în genul lui PG5, care are masa egală cu cea a 200 milioane de atomi de hidrogen! ADN-ul însuși e o moleculă gigant, chiar mai mare decât PG5.

Dar ca să ajungă la asemenea dimensiuni, o moleculă are nevoie de un ingredient special. Ea trebuie neapărat să aibă în compoziție atomul unui element din Tabelul Periodic, element pe care îl cunoaștem prea bine: are nevoie de atomi de carbon. El e atât de important, încât împarte întreaga chimie în două:

• chimia organică: practic e chimia carbonului, pentru că studiază atomul de carbon și combinațiile și reacțiile pe care acesta le are cu alte elemente chimice;
• chimia anorganică: restul elementelor elementelor chimice și relațiile dintre ele.

Atomul de carbon este special tocmai pentru că e construit în așa fel încât se poate lega de alți atomi într-o grămadă de moduri, iar dacă un atom de carbon se leagă de un alt atom de carbon, apar și mai multe posibilități! Există, practic, o infinitate de molecule ce pot izvorî din asta. Atomii de carbon se pot lega fie în cerc, fie să formeze niște lanțuri foarte mari de atomi (cum e polipropilena, un plastic din care sunt făcute multe scaune pe care stai zilnic). În general, primele elemente care se leagă de carbon (pe lângă carbon) sunt hidrogenul (H), oxigenul (O) și azotul (N).  Uite aici câteva moduri în care se poate lega un atom de carbon de alți atomi de carbon și de hidrogen:

Întâmplarea face că parfumul unui trandafir este fix o moleculă organică: are un schelet din atomi de carbon, apoi alte elemente precum H și O care sunt legate de el. Planta emană din floare aceste molecule împreună cu niște apă (deoarece transpiră, toate plantele transpiră), care își fac loc în fosele noastre nazale și apoi ajung la niște receptori speciali din nas care le detectează și transmite mesajul de “hei, ia uite ce am găsit!” creierului, care îți apoi hotărăște a ce miroase și ce amintiri și trăiri să îți readucă în minte. Cum se întâmplă asta? Păi aparent, bulbul olfactiv (care se ocupă cu procesarea mirosurilor) stă în creier fix lângă hippocampus, care se ocupă cu amintirile și crearea de noi amintiri. Mirosul e unic dintre toate simțurile pentru că intră direct în adâncul creierului, în timp ce văzul sau auzul (de exemplu) sunt preluate de organele de simț, apoi sunt trecute prin thalamus (care analizează informația) și abia apoi o transmite mai departe către restul creierului.

---

Ce-i cu toate liniile alea? 

Dacă ești chimist și te ocupi cu studiul moleculelor (adică orice chimist de pe lumea asta), trebuie să le și poți reprezenta cumva în scris, sub formă de desen. Ce vezi mai sus și mai jos este fix o astfel de reprezentare în plan 2D a moleculelor. Da, normal, ele sunt de fapt 3D în spațiu, dar pe foaie se folosește în general reprezentarea de genul ăsta. Liniile semnifică pur și simplu legăturile dintre un atom și un alt atom. Dacă e o linie, este o legătură simplă. Dacă sunt două linii, este o legătură dublă, mai puternică. Trei linii arată că legătura dintre un atom de carbon și un alt atom este triplă, deci mai puternică. Acolo unde se intersectează cel puțin două linii, se află un atom care dacă e de carbon poate să fie sau să nu fie scris (se subînțelege că-i atom de carbon).

---

Cum arată parfumul trandafirului? Uită-te în imaginea de alături. La fiecare intersecție a două linii se află un atom de carbon, iar liniile reprezintă legăturile dintre acești atomi. Dacă oricare dintre atomi ar fi fost situat altfel, am fi avut o cu totul altă moleculă, care ar fi creat un alt fel de substanță. Molecula asta se numește Tetrahydro-4-methyl-2-(2-methylpropenyl)-2H-pyran și, deși sună înfricoșător dacă ai pus botul la ce gogoși îți vând blogurile dubioase, ăsta este numele dat de chimiști unei molecule complet naturale. I se mai spune și rose oxide (pe scurt) și se găsește în trandafiri, dându-le mirosul specific.

Și chiar dacă ar fi o moleculă creată în laborator, n-ar fi nici o diferență între una “naturală” și una “artificială”! Tocmai d-aia am afirmat cu atâta încredere mai sus că ar fi ambele la fel: că vorbim de rose oxide dintr-un trandafir sau dintr-o eprubetă, atâta timp cât are aceiași atomi și sunt dispuși în același fel, ai aceeași substanță! Este o chestie pe care mulți oameni nu o înțeleg. Un alt exemplu este sarea de bucătărie: indiferent că o iei din Marea Mediterană, din Salina Turda sau o faci în laborator combinând atomi de clor cu atomi de sodiu, tot sare de bucătărie îți dă. Nu este absolut nici o diferență între ele.

---

Ce-i cu numele astea? 

Moleculele organice au niște nume ceva mai deosebite. Da, noi putem să le dăm un nume colocvial pe care să îl folosim în viața de zi cu zi, dar chimiștii au nevoie de un nume ceva mai specific și care să se bazeze pe anumite reguli. Noi putem să vorbim de rose oxide, dar chimiștii vorbesc de Tetrahydro-4-methyl-2-(2-methylpropenyl)-2H-pyran. Am mai explicat în Lumina rece: fosforul de ce e important ca toate numele în chimie să fie standardizate. Ideea e că moleculele organice sunt foarte mari, iar numele lor este de fapt un cod care ne spune imediat ce fel de moleculă e și ce face.

De exemplu, hai să vorbim de 2-methylpentane, care este o moleculă organică. Firește. Pent din numele ei ne spune că sunt 5 atomi de carbon legați între ei cu o legătură simplă (an ne arată că e o legătură simplă). Astfel, pentru moment, molecula arată așa:

2-methyl ne spune că trebuie să punem o grupă numită metil pe atomul de carbon cu numărul 2. Nu contează din care parte pornești. Acum molecula arată așa:

Acum mai punem câți atomi de hidrogen e nevoie astfel încât fiecare atom de carbon să formeze patru legături și aia e:

Da, știu că nu o să te apuci tu acum să deslușești numele de molecule organice, dar m-am gândit să îți arăt ca să nu te sperii când vezi numele astea atât de dubioase. După cum ai văzut la rose oxide, dacă o substanță are un nume d-ăsta, nu înseamnă automat că e periculoasă.

---

Am trecut prin biologie, un pic de geologie, niște anatomie, fizică și chimie, toate astea cinci domeniile doar vorbind despre o floare. Nici măcar eu, când am început postarea asta, nu mă gândeam că o să trec prin atâtea. Asta mi-a adus aminte de monologul lui Richard Feynman numit Ode to a Flower, în care vorbea despre câte chestii fascinante poți afla doar uitându-te la o floare, iar asta se aplică de fapt oricărui lucru din Univers. Îți dai seama ce lucruri fascinante poate ascunde o frunză sau o bucată de pizza sau chiar și o găleată? Stai să vezi. O să te ghidez eu.

Când cineva a îndrăgit o floare cum numai una singură se află în milioanele și milioanele de stele, lucrul acesta e de-ajuns pentru ca el, privindu-le să fie fericit. “Floarea mea, își spune el, e undeva, acolo…” Dar dacă oaia îi mănâncă floarea, pentru el atunci e ca și cum, dintr-o dată, toate stelele s-ar stinge! Și nici asta nu e important!
[Antoine de Saint-Exupéry, Micul Prinț]

Adelinei, care m-a învățat să apreciez plantele mult mai mult decât o făceam înainte.