Científicos (casi) olvidados: Los hermanos Vavílov

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Nikolái y Serguéi Vavílov con su madre (1916)

(Contribución de El neutrino a la XXXVI edición del Carnaval de la Física, organizada por Gravedad Cero y a la XVIII edición del Carnaval de Biología, organizada por Ameba Curiosa)

Iván Vavílov nació en 1863 en una aldea de la provincia de Moscú. De familia campesina, de niño conoció el hambre y la pobreza. A la muerte de su padre emigró a Moscú, donde prosperó; llegó a convertirse en un rico comerciante y fue elegido vocal de la Duma de esa ciudad. Tuvo dos hijos, Nikolái y Serguéi.

Nikolái, el mayor, nació el 25 de noviembre de 1887 (13 de noviembre según el calendario juliano entonces vigente en Rusia). El menor, Serguéi, nació el 24 de marzo de 1891 (12 de marzo según el calendario juliano). Aunque su padre quería que sus hijos continuaran el negocio familiar, no se opuso a sus deseos de orientar sus estudios hacia la ciencia. Como suele ser el caso entre los hermanos mayores, la historia familiar de hambre y pobreza tuvo mucha influencia en el joven Nikolái, que, con la ambición de acabar con el hambre en Rusia y en el mundo, se matriculó en el Instituto Agrícola de Moscú. Serguéi, por su parte, ingresó en la Universidad de Moscú para cursar estudios de Física y Matemáticas.

Entre 1911 y 1912, Nikolái trabajó en las Oficinas Rusas de Botánica Aplicada y de Micología y Fitopatología. Durante 1913 y 1914 viajó por Europa, donde colaboró en el estudio de la inmunidad de las plantas con el biólogo británico William Bateson, uno de los fundadores de la moderna genética. De vuelta en Rusia, fue uno de los primeros en introducir en su país las nuevas ideas de la genética. Entre 1917 y 1921 fue profesor en el Departamento de Agronomía de la Universidad de Saratov. En 1919 desarrolló una teoría sobre la inmunidad de las plantas, y el año siguiente formuló la ley de las series homólogas, en la que establecía que las variaciones genéticas en especies emparentadas suelen ser similares, lo que es una consecuencia de su semejanza genética.

Entre 1921 y 1940, Nikolái fue director del Instituto Soviético de Ciencias Agrícolas de Leningrado (hoy San Petersburgo), que en 1968 fue rebautizado con el nombre de Nikolái Vavílov. En 1926 recibió el Premio Lenin. Entre 1930 y 1940 fue director del Laboratorio de Genética de Moscú, que más tarde se convirtió en el Instituto de Genética de la Academia de Ciencias de la URSS; y fue presidente de la Sociedad Geográfica Soviética entre 1931 y 1940.

Los centros de origen de Vavílov (Redwoodseed, 2008)

Por esa época, Nikolái desarrolló su teoría de los centros de origen de las plantas cultivadas, que proponía que las plantas cultivadas no se domesticaron al azar por todo el mundo, sino que casi todas ellas proceden de unas pocas áreas geográficas definidas. Nikolái Vavílov identificó los ocho centros de origen que aún hoy mantienen su validez: América Central, Sudamérica, el Mediterráneo, Oriente Próximo, Etiopía, Asia Central, la región indomalaya y China. De América Central proceden, entre otras, el sisal, el boniato, la papaya y el tomate; de Sudamérica, la patata, el tabaco, la chirimoya, la mandioca, el cacahuete, el caucho y la piña tropical; del Mediterráneo, el olivo, la remolacha, la acelga, el nabo, la lechuga, el espárrago, el apio, el anís, el tomillo, la menta, la salvia y el lúpulo; de Oriente Próximo, el centeno, la alfalfa, el higo, la granada y el membrillo; de Etiopía, la cebada, el ricino, el berro, el café y la mirra; de Asia Central, el ajo, la espinaca, la zanahoria, el pistacho, la almendra y la vid; de la región indomalaya, el arroz, la berenjena, el mango, la naranja, el limón, el coco, la banana, el árbol del pan, el mangostán, el clavo y la nuez moscada; y de China, la soja, el melocotón, el albaricoque, la nuez y la adormidera. Algunos cultivos se domesticaron independientemente en varios centros. Es el caso del maíz, la calabaza, el algodón, el pimiento, las alubias en sus diversas variedades, la guayaba, el anacardo, el cacao, el trigo, el guisante, el altramuz, el lino, la mostaza, la lenteja, la manzana, la pera, la cereza, el mijo, el sésamo, el garbanzo, el cáñamo, la cebolla, el pepino, el rábano y la caña de azúcar, entre otros.

Antes de la Segunda Guerra Mundial, Nikolái Vavílov organizó varias expediciones para recolectar semillas por todo el planeta, y creó en Leningrado la mayor colección del mundo, formada por un cuarto de millón de semillas, raíces y frutos. Durante los veintiocho meses que duró el sitio de Leningrado durante la guerra, los propios colaboradores de Nikolái se turnaron para proteger la colección de los saqueos, con tanto celo que nueve de ellos murieron de hambre pese a trabajar rodeados de semillas comestibles. La novela Hambre (Hunger), de la escritora estadounidense Elise Blackwell, publicada en español en 2003 por la editorial Lumen, reconstruye esos acontecimientos, y a su vez inspiró la canción When The War Came, del grupo The Decemberists. Hoy en día, el Instituto Vavílov aún mantiene una de las colecciones de material genético vegetal más importantes del mundo.

Con la oficialización de las teorías antimendelianas y pseudocientíficas de Trofim Lysenko en la URSS, amparadas por Stalin, Nikolái Vavílov cayó en desgracia. El 6 de agosto de 1940, durante una expedición por Ucrania, Nikolái fue detenido, acusado de la destrucción de la agricultura soviética. Fue condenado a muerte en julio de 1941, pero el año siguiente se le conmutó la pena por veinte años de reclusión. Murió en la prisión de Saratov el 26 de enero de 1943. Tras la muerte de Stalin, la condena fue anulada póstumamente, y Nikolái fue aclamado como héroe de la ciencia soviética.

Radiación de Vavílov-Cherenkov en el reactor WSU TRIGA (C. Corey Hines)

Serguéi, por su parte, tuvo más suerte, al menos en el campo político. Fundó la escuela soviética de óptica física, conocida por sus estudios sobre la luminiscencia, y en 1934 descubrió, junto con su estudiante de doctorado Pável Cherenkov, la radiación que lleva su nombre. La radiación de Vavílov-Cherenkov es el equivalente electromagnético del estampido sónico que se produce cuando un objeto rebasa la velocidad del sonido. La velocidad de la luz es infranqueable en el vacío, pero no en un medio material, donde su valor es inferior. Cuando una partícula atraviesa un medio a una velocidad superior a la de la luz en ese medio, se emite una onda de choque electromagnética. Esta radiación es la responsable, por ejemplo, del brillo azulado que se observa en el agua de los reactores nucleares.

Serguéi fue miembro de la Academia de Ciencias de la URSS desde 1932, y su presidente desde 1945 hasta su muerte, el 25 de enero de 1951. También fue director del Instituto Lébedev de Física desde 1934, miembro del Soviet Supremo desde 1946 y editor de la Gran Enciclopedia Soviética. Escribió biografías de grandes científicos y pensadores, como Lucrecio, Galileo, Newton, Lomonósov, Faraday, Lébedev... Recibió el Premio Stalin en cuatro ocasiones, en 1943, 1946, 1951 y 1952.

En 1958, Cherenkov recibió el Premio Nobel de Física junto con Iliá Frank e Ígor Tam, por el descubrimiento y la interpretación de la radiación de Vavílov-Cherenkov. Serguéi Vavílov no pudo ser premiado, porque ya había muerto. Quizá por eso la radiación de Vavílov-Cherenkov se conoce hoy en día con el nombre de radiación de Cherenkov. Los que sí llevan el nombre de Serguéi Vavílov son una estación meteorológica, un glaciar y un campo de hielo en la isla Revolución de Octubre, en el océano Glacial Ártico, y un rompehielos de investigación ruso.

La Academia de Ciencias de la URSS creó en 1965 el Premio Vavílov, y en 1968, la medalla Vavílov. El asteroide 2862 Vavílov y el cráter lunar Vavílov fueron bautizados en honor de los dos hermanos.

También lleva el nombre de Nikolái Vavílov el mimetismo vaviloviano. Se refiere a la imitación, por parte de una mala hierba, de algunas características de una planta cultivada, para confundir al agricultor, dificultar el escardado y tener así más posibilidades de sobrevivir. La selección natural hace inevitable que, a la larga, las malas hierbas que sobreviven sean las que más se parecen a la planta cultivada, puesto que son las más difíciles de identificar, y por tanto de eliminar. Aunque en principio el efecto de este mimetismo es negativo, puesto que cada vez resulta más difícil eliminar las malas hierbas, puede ocurrir que la mala hierba adquiera algunas de las características que hacen útil a la planta cultivada, y se convierta ella misma en otro cultivo. Vavílov llamó a esas plantas cultivos secundarios. Dos ejemplos de estos cultivos secundarios son la avena y el centeno, que en su origen eran malas hierbas del trigo y la cebada.