Ruth Patrick, la dama de les diatomees (1907-2013)

Ruth Myrtle Patrick (1907-2013)

"No cuinis, i tampoc no cusis. Pots pagar altres persones perquè t'ho facin. Llegeix i millora la teva ment." Això és el que va dir Frank Patrick a la seva filla Ruth el 26 de novembre de 1914, el dia que la nena feia set anys, al mateix temps que li regalava un microscopi. No sé si Ruth, quan va tenir la seva pròpia casa, va pagar altres persones perquè fessin les tasques de la llar, però allò que és cert és que tota la seva vida va llegir molt, la seva ment es va eixamplar, i va ser una gran científica en el seu camp, l'estudi de les diatomees i del paper dels microorganismes com a indicadors de la qualitat de les aigües en el medi natural. Va treballar de manera regular fins als 97 anys i després encara va ocupar-se de la redacció d'una col·lecció de llibres sobre els rius dels Estats Units. Un altre consell que Ruth, en casar-se, va rebre del seu pare va ser que, en el món de la ciència, no abandonés el seu cognom. Però possiblement això responia més a un desig de satisfer l'ego patern que no pas de la independència de la seva filla. Frank Patrick, que tenia un títol universitari de botànica, només va dedicar-se a estudiar la natura com a aficionat i volia que el seu cognom tingués un lloc en el món de la ciència.

Ruth fent treball de camp

Ruth Myrtle Patrick va néixer a Topeka (Kansas, EUA) el 26 de novembre de 1907 i va criar-se a Kansas City (Missouri, EUA). Des de petita, cada diumenge anava d'excursió amb el seu pare i la seva germana pel bosc, on recorrien el curs de rierols. Després, a casa, el pare li deixava mirar pel microscopi el material que havien dut de l'excursió. L'interès de la nena per la natura i el món invisible que havia descobert a través del microscopi va anar en augment. El 1926 va anar a estudiar botànica a Cocker College (a Hartsville, Carolina del Sud), que era un centre universitari per a noies. El pare, que no estava convençut que aquell centre fos suficientment bo en l'ensenyament de la ciència, va fer-li seguir cursos d'estius al Laboratory de Cold Spring Harbor i a la Institució Oceanogràfica de Woods Hole, dos centres que ja aleshores gaudien de gran prestigi. Quan es va graduar a Cocker College, va continuar els estudis de botànica a la Universitat de Virgínia, on hi va fer un màster i després el doctorat, ambdós sobre estudis de diatomees, un grup d'algues unicel·lulars microscòpiques, components destacats del fitoplàncton.

Acadèmia de Ciències Naturals de Filadèlfia (foto domini públic)

En una estada estiuenca a Cold Spring Harbor va conèixer Charles Hodge IV, que era entomòleg i van casar-se quan ella encara estudiava. Quan el 1934 Ruth va obtenir el doctorat la parella va traslladar-se a Filadèlfia (Pennsilvània). Charles va treballar com a professor de zoologia a la Universitat de Temple. i ella va entrar a fer classes a l'Escola d'Horticultura de Pennsilvània (actualment és un centre de la Universitat de Temple). Abans d'acabar el doctorat ja havia començat a col·laborar com a voluntària amb l'Acadèmia de Ciències Naturals de Filadèlfia, que tenia una extensa col·lecció de diatomees. L'Acadèmia, que actualment forma part de la Universitat Drexel, va ser fundada el 1812 i és el museu i centre de recerca en ciències naturals més antic del continent americà. El 1937 Ruth va ser nomenada curadora de la col·lecció microscòpica Leidy de l'Acadèmia (Joseph Leidy [1823-1891], va ser un destacat naturalista, expert en paleontologia i protozoologia, entre altres camps) i va continuar treballant sense sou fins al 1945, en què ja va entrar a formar part de la plantilla del centre.

Navicula germainii (diatomea)

Mitjançant l'estudi de les diatomees presents en rius i altres corrents d'aigua, Ruth va adonar-se que les espècies que s'hi trobaven reflectien les condicions del medi on vivien i que l'anàlisi de la diversitat de les espècies presents era un indicador de la qualitat de les aigües, com també ho era la distribució d'organismes d'altres grups, com ara insectes o peixos. A l'Acadèmia, el 1947 Ruth va fundar el Departament de Limnologia (la limnologia és la ciència que estudia els ambients d'aigua dolça, com ara llacs, rius i aigües continentals), que va dirigir fins al 1973, quan va obtenir la càtedra Francis Boyer de Limnologia. Actualment, la col·lecció de diatomees de l'Acadèmia de Ciències Naturals de Filadèlfia és la segona més gran del món i conté unes 220.000 preparacions microscòpiques d'aquestes algues microscòpiques.

El 1948 Ruth va dirigir un treball de recerca que va confirmar que la biodiversitat d'un curs d'aigua podia ser usat per a mesurar el grau de contaminació. Es van analitzar les aigües de la conca del riu Conestoga, de Pennsilvània, amb cursos d'aigua de característiques molt diverses; n'hi havia que procedien del reg de camps de cultiu, d'altres rebien aigües residuals municipals o d'indústries  i també n'hi havia amb aigües molt poc contaminades. Va ser un estudi multidisciplinari, en un temps en què no era freqüent que especialistes de diferents especialitats treballessin en un mateix projecte de recerca, que va avaluar les característiques químiques i físiques de l'aigua i la diversitat de molts grups d'organismes: bacteris, algues, protozous, rotífers, macroinvertebrats i peixos. Va arribar a la conclusió que, a mesura que augmenta la contaminació de l'aigua, la biodiversitat que conté disminueix; és el que actualment es coneix com a "principi de Patrick".

L'elecció que va fer Ruth de les diatomees com a indicadors de la qualitat de l'aigua es basaven en alguns fets relatius a aquestes microalgues: (a) la seva fàcil conservació gràcies a la coberta dura, silícica; (b) són molt abundants en els corrents d'aigua, tant pel que fa al nombre d'espècies com al nombre d'individus i això facilita i dóna fiabilitat als estudis estadístics; (c) la sensibilitat a les condicions físiques i químiques de l'aigua varia molt segons les espècies i això fa que pràcticament se'n trobin espècies en qualsevol tipus d'ambient d'aigua dolça i que, per a cada tipus d'ambient (natural o contaminat), se'n puguin trobar espècies indicadores; (d) és un grup que abans que Patrick s'hi dediqués havia estat estudiat ja per molts investigadors i se'n disposava de molta informació.

Els treballs de Ruth i el seu equip va revelar que algunes espècies de diatomees eren més abundants en aigües molt contaminades amb matèria orgànica procedent d'aigües residuals, mentre d'altres creixien millor en aigües contaminades per productes químics. Per tant, mitjançant l'observació al microscopi d'una mostra d'aigua i determinació de les espècies de diatomees i la quantitat en què s'hi trobaven, podia saber el tipus de contaminació de l'aigua i en quin grau es produïa. Tanmateix, quan es fa servir un grup d'organismes com a indicadors de la qualitat ambiental, cal que la recollida de mostres i el seu estudi es facin de la mateixa manera en els diversos àmbits a analitzar, per tal que les mostres siguin homologables. això, Ruth va aconseguir-ho amb un aparell que va dissenyar ella mateixa

Diatòmetre (dibuix d'un article de Ruth Patrick)

L'aparell que Ruth va dissenyar era el diatòmetre, que el 1955 va patentar en nom de l'Acadèmia de Ciències Naturals de Filadèlfia (Ruth va anomenar-lo diatòmetre Catherwood en honor a la Fundació Catherwood, que va subvencionar la seva recerca). La definició de la patent diu que és un "aparell de mesura usat per obtenir un índex de la vida aquàtica en un corrent d'aigua". El diatòmetre, que sura a l'aigua, conté portaobjectes (els vidres rectangulars que s'usen com a suport de les preparacions que s'observen al microscopi) i es deixa a l'aigua un temps suficient perquè s'hi formi, al damunt, un substrat biològic (dues setmanes sol ser suficient). Les diatomees vives hi queden adherides, mentre que les mortes se'n desenganxen. Per tant, al final les diatomees que s'observen sobre les mostres són totes vives. Això resol el problema que hi havia quan es feia el recompte de diatomees en mostres d'aigua, perquè, en ser algues amb una coberta silícica que perdura molt de temps després que la cèl·lula ha mort, no es podien distingir les cél·lules vives de les mortes.

Article amb la descripció del diatòmetre (1954)

La reconeguda expertesa de Ruth en els estudis ambientals dels sistemes aquàtics va fer que li encarreguessin l'estudi de l'impacte ambiental de l'activitat humana en rius i altres medis d'aigua dolça, i també el seus serveis com a consultora, tant per part d'institucions privades i indústries, com d'agències governamentals, que, a més, la consideraven una persona adequada per fer de portaveu. Els presidents dels Estats Units Lyndon B. Johnson i Ronald Reagan van demanar-li consell sobre la contaminació de les aigües (Johnson) i sobre la pluja àcida (Reagan). Va col·laborar amb el Congrés dels Estats Units en la legislació contra la contaminació i va participar en la redacció de la Llei per a la protecció de l'aigua (Clean Water Act). Al final de la seva carrera professional, que va ser molt llarga, Ruth calculava que havia estudiat entre 800 i 900 cursos d'aigua per tot el món. El desenvolupament científic i tecnològic la fascinava, perquè permetia aprofundir en l'estudi de l'estructura i funcionament dels ecosistemes i aquest coneixement facilitava la resolució dels problemes creats per la contaminació de les aigües. Va publicar més de 200 articles científics i alguns llibres.

Ruth Patrick va morir en una residència per a gent gran a Lafayette Hill (Pennsilvània, EUA) el 23 de setembre de 2013. Aleshores era vídua en segones noces; el primer marit, Charles Hodge, va morir el 1985 i ella va tornar a casar-se el 1995 amb Lewis H. VanDusen, que va morir el 2004. Ruth va tenir una vida científica i professional molt llarga i fins i tot ja retirada de la recerca va mantenir el seu interès per la ciència,  El 2012, amb 104 anys, seguia llegint publicacions científiques i encara va mostrar el seu interès per una innovació recent: el desenvolupament d'un codi de barres per al DNA, com a eina per a la identificació de larves aquàtiques d'insectes i la seva aplicació per a mesurar la contaminació de les aigües. Ruth volia saber si aquesta metodologia molecular podia emprar-se per a la identificació de les diatomees.

La destacada contribució de Ruth Patrick a la ciència, especialment a la limnologia, li va ser reconeguda en vida amb nombrosos premis i guardons d'associacions i organitzacions científiques, de fundacions privades i organitzacions professionals, d'organitzacions cíviques, d'organitzacions de dones, del govern de Pennsilvània i del dels Estats Units, a més de guardons i doctorats honoris causa de diverses universitats. També hi ha alguns centres de recerca que duen el seu nom, com ara el Centre Patrick de Recerca Ambiental de la Universitat Drexel (és el nom actual del Departament de Limnologia que ella va fundar) o el Centre d'Educació de la Ciència Ruth Patrick, de la Universitat Aiken de Carolina del Sud.

Algunes diatomees de la col·lecció de la Universitat Drexel:

Planothidium apiculatum

Aulacoseira alpigena

Navicula germainii

Aulacoseira humilis

Potser us interessarà:
- Ruth Patrick 1907-2013. Biographical Memoirs, per Thomas L. Bott i Bernard W. Sweeney, disponible en el web de l'Acadèmia Nacional de Ciències dels Estats Units.
- Ruth Patrick, ecology pioneer, dies at 105, per Julie Zauzmer, a The Washington Post (23.09.2013).
- Articles científics i altres publicacions de Ruth Patrick. Llistat de les publicacions de Ruth Patrick, en el web de l'Acadèmia de Ciències Naturals de la Universitat Drexel.