Il principe azzurro è sempre più difficile da trovare, anche perché sono sempre meno i rospi maschi da baciare e trasformare in principi. La colpevole sembrerebbe essere l’atrazina, una sostanza chimica comunemente utilizzata come erbicida. Secondo uno studio pubblicato su PNAS questo mese, infatti, l’atrazina ha il potere di trasformare i rospi maschi in femmine.
Tyrone Hayes, biologo dell’Università di Berkeley (California), ha messo 40 rospi della specie Xenopus laevis in una soluzione acquosa contenente atrazina in percentuale così bassa da permetterne negli Stati Uniti l’uso potabile. Dopo tre anni trenta rospi maschi risultavano chimicamente castrati, quattro di loro invece sono diventati femmine: si sono accoppiati con i maschi restanti e hanno prodotto uova. Già nel 2002 lo stesso Hayes aveva visto una tendenza all’ermafroditismo nei rospi messi a contatto con l’atrazina.
Questa sostanza stimola la produzione di aromatasi, una proteina che a sua volta promuove lo sviluppo di estrogeni e quindi induce le gonadi maschili a trasformarsi in ovaie. Tutti i rospi utilizzati avevano un patrimonio genetico ZZ, che per loro equivale al nostro XY. Gli studi sull’atrazina sono stati condotti fin dalla sua scoperta negli anni Novanta, evidenziando da subito un’interferenza della sostanza con il sistema endocrino. Da allora però si sono susseguiti studi che condannano la sostanza alternati ad altri che la assolvono.
Secondo Werner Kloas, biologo della Humboldt University di Berlino, i rospi di Hayes potrebbero aver subito l’effetto non dell’atrazina, ma dei residui di bisfenolo A (BPA), composto chimico derivante dal contenitore di plastica in cui sono stati allevati. Nel 2008 lo stesso Werner Kloas ha pubblicato uno studio sull’atrazina non registrando particolari effetti nocivi. Ma Hayes difende la sua tesi : "L’atrazina incrementa l’aromatasi e la produzione di estrogeni nei pesci rossi, negli alligatori, nelle tartarughe e nei ratti. Non è solo un problema da rane".
Al contrario di quello che avviene negli Stati Uniti, l’Unione Europea ha vietato l’utilizzo dell’atrazina per la sua capacità di contaminare le acque, riscontrando che indirettamente rende gli animali più sensibili a parassiti potenzialmente mortali. Insomma se fatichiamo a trovare il principe azzurro non possiamo nemmeno incolpare l’atrazina, almeno non in Italia. Leggi la news su Scientific American.
L’acqua dell’oceano reagisce chimicamente con l’anidride carbonica responsabile dell’effetto serra per produrre acido carbonico. In un’ora l’oceano è in grado di assorbire un milione di tonnellate di CO2. Non senza danni, infatti l’acido carbonico risultante riduce il pH dell’acqua. Tra le conseguenze del ridotto pH delle acque oceaniche ci sono il danno alla barriera corallina, il minore ossigeno per i pesci e la fauna marina. Non solo, l’acidità dell’acqua riduce la capacità degli oceani di assorbire suoni a bassa frequenza.
Di questo fenomeno parlano gli oceanografi Tatiana Ilyina e Richard Zeebe dell’ Università delle Hawaii. I rilievi compiuti insieme al geochimico Peter Brewer, del Monterey Bay Aquarium Research Institute (California), pubblicati su Nature Geoscience, hanno messo in evidenza una riduzione dello 0.6 del pH delle acque oceaniche, che a livello pratico ridurrebbe la capacità di assorbire i rumori del 60%. «L’acidificazione dell’oceano non sta solo mettendo a repentaglio la chimica delle acque, ma anche le sue proprietà fisiche di base», dice Ilyina.
La diminuzione di assorbimento interesserà una fascia abbastanza stretta di onde sonore, dai 100 hertz ai 10 kilohertz, che però comprende le frequenze utilizzate dalle balene per comunicare. I rumori causati dalle attività umane rimangono per lo più in superficie, ma in parte si rifrangono in profondità, dove si formano dei canali d’acqua nei quali i suoni si propagano e le balene li interpretano per le comunicazioni a lungo raggio. In base alla temperatura e alla pressione dell’acqua le capacità di assorbimento dell’oceano sono diverse, maggiori ai poli e in superficie, la differenza quindi sarà avvertita soprattutto alle alte altitudini e in zone molto frequentate dai pescherecci. Qui il rumore potrebbe essere addirittura assordante in superficie, mentre l’assenza di segnali acustici in profondità sarà depistante per le balene. Leggi di più sul meccanismo di assorbimento dei suoni da parte dell’acqua su American Scientist e EurekAlert.
Tutti abbiamo visto qualche documentario che riprende un elefantino mentre si affretta trotterellando dietro la madre. Anche se in maniera impacciata abbiamo pensato stesse correndo, ma non è così per uno studio pubblicato questo mese su The Journal of Experimental Biology. In un certo senso infatti gli elefanti corrono e camminano allo stesso tempo.
Gli elefanti rompono tutti gli schemi di studio sul movimento dei vertebrati a quattro zampe. Quando infatti questi passano dal passo alla corsa cambiano la sequenza di movimento delle quattro zampe: universalmente è riconosciuta un’andatura di corsa quando c’è un momento in cui tutti e quattro gli arti sono sollevati da terra. Gli elefanti aumentano la velocità e la lunghezza del passo, ma non riescono mai a tenere sollevate tutte e quattro le zampe insieme. È facile capire che la mole del pachiderma giochi un notevole ruolo. La corsa è caratterizzata anche da un particolare movimento dell’arto in flessione che sposta il baricentro. Un uomo che corre sviluppa una forza pari a tre volte il suo peso, mentre un elefante solo 1,4 volte, senza spostare in maniera significativa il centro di gravità (1 cm di differenza in senso verticale a 18 Km all’ora).
Dalla registrazione del movimento di 34 elefanti asiatici, ripresi e collegati a sensori mentre attraversavano una passerella, sono emersi molti dati interessanti. «Non corrono nel senso classico del termine» dice Norman Heglund, ricercatore di biomeccanica a capo del team che ha pubblicato lo studio, «non riescono veramente a cambiare marcia e quindi restano a metà strada tra la corsa e la camminata». A dirla tutta sembra che gli elefanti corrano con le zampe anteriori e camminino con le posteriori, che rimangono relativamente rigide anche ad alta velocità. Leggi la news su Science.
I parchi marini fanno bene alla barriere coralline. Un nuovo studio globale sullo stato di salute dei coralli conferma che l’assenza di pesca e altre attività umane fa bene a questi ecosistemi delicati e importantissimi. Oltre ai danni causati dalle reti e alla diminuzione dei pesci, i parchi marini evitano anche quelli causati dalle ancore delle navi, dai sedimenti e dall’inquinamento che arrivano dalla terraferma. Lo studio, pubblicato su PLoS One, è il primo nel suo genere e il primo di queste dimensioni. i ricercatori statunitensi che l’hanno condotto hanno analizzato un database globale di ricerche condotte dal 1969 al 2006 su 8.534 coralli. in questo modo hanno potuto confrontare i cambiamenti nel corallo in 310 aree protette con quelli provenienti da zone vicine: in tutto, 4.456 barriere coralline nei mari di 83 paesi.
"Abbiamo scoperto che le coperture di corallo delle aree protette rimanevano costanti, ma scendevano in quelle non protette", sostiene una delle autrici della ricerca. Ovviamente non dappertutto i dati erano uguali. Nei Caraibi lo stato di salute dei coralli è peggiorato per 14 anni dopo l’avvio dell’area protetta (probabilmente il tempo necessario a ritornare ai livelli di pesce precedenti allo stop alla pesca) ma poi ha cominciato a migliorare. Nell’area Indo-Pacifica, sono bastati cinque anni, con un aumento che ha raggiunto il 2% annuo. In media tra il 2004 e il 2005 il corallo è aumentato dello 0,05% nei parchi marini dei Caraibi e dello 0,08 in quelli degli oceani Indiano e Pacifico, mentre nelle aree non protette calava rispettivamente dello 0,27% e dello 0,4%.
Gli autori della ricerca non si fanno illusioni: non è certo che i benefici che hanno osservato siano sufficienti a salvare i reef corallini da patologie o eventi distruttivi come cambiamenti climatici simili a quelli causati da El Niño nel 1998, quando i coralli del mondo subirono un grosso arretramento. Il climate change globale non promette nulla di buono da questo punto di vista. In ogni caso, concludono che "le aree marine protette sono uno strumento chiave per la conservazione delle barriere coralline".
La datazione dei reperti archeologici grazie al carbonio-14 è un metodo conosciuto da tanti anni. Eppure nel 2009 un team internazionale di geocronologi ha creato una nuova curva di decadimento del 14C che permette di conoscere in maggior dettaglio l’epoca precisa dei reperti ritrovati.
Le piante e gli animali assorbono il carbonio-14 dall’anidride carbonica dell’ambiente, poi con la morte questo decade in quantità proporzionale al passare del tempo. Si tratta di un vero orologio che permette quindi di stabilire l’epoca di appartenenza di un reperto; il limite di utilizzo di questo radioisotopo è l’età approssimativa di 50.000 anni, al di sopra della quale la quantità di carbonio è troppo esigua per trarne una datazione certa.
Questo isotopo varia nell’atmosfera in base alla situazione geomagnetica e all’attività solare, quindi Paula Reimer del Chrono Centre della Queen’s University di Belfast, a capo del gruppo INTCAL, si è prefissa il traguardo di studiare queste fluttuazioni nel passato per poter costruire una curva di calibrazione più accurata possibile. Infatti nel 2009 è stata pubblicata sulla rivista di settore Radiocarbon una curva aggiornata che permette di fornire una datazione corretta per reperti fino a 50.000 anni di età, contro i 26.000 di quella pubblicata nel 2004.
Grazie allo studio sappiamo per esempio che i dipinti delle caverne di Chauvet, nel Sud della Francia, non furono eseguiti 32.000 anni fa, dopo un periodo di freddo glaciale, ma più di 4000 anni più tardi, in un periodo piuttosto caldo. La conoscenza della concentrazione del 14C nell’atmosfera passata, ricavata dallo studio di tronchi d’albero, coralli e foraminifere, ci permette di capire fenomeni chiave sia nell’evoluzione dell’uomo che sui cambiamenti climatici. Per saperne di più leggi la news su Science e il report di Radiocarbon.
Chiamatelo pure mostro, come hanno fatto marinai e appassionati di mare per anni. Ma il pesceremo, nome scientifico Regalecus glesne, è una meraviglia della natura. C’è voluto un robot sottomarino per l’ultimo avvistamento: il pesceremo più lungo mai visto, 17 metri, è stato filmato per 5 minuti a 1500 metri di profondità negli abissi del Golfo del Messico.
Questo gigante dei mari viene a volte visto morto, sulle spiagge in cui va ad arenarsi, oppure in rare occasioni lo si trova a nuotare in superficie. Gli esemplari avvistati sono solitamente di lunghezza compresa tra i 5 e i 10 metri, anche se si suppone che il regaleco possa arrivare a misurare 17 metri. In ogni caso, il pesceremo filmato nelle scorse settimane è il primo esemplare a essere osservato nel suo ambiente naturale, gli abissi.
Il regaleco è argentato con vive macchie azzurre e una pinna dorsale rosso acceso, che lo rende davvero simile a un mostro marino. Ma non è pericoloso: è carnivoro ma si nutre di piccoli pesci e crostacei, mentre è innocuo per i pesci più grandi (e ovviamente per l’essere umano). Si tratta del pesce osseo più lungo del mondo. Non vive solo nel Golfo del Messico ma in tutti mari tropicali o temperati, tra cui il nostro Mediterraneo.
Oltre al video girato dagli scienziati con il robot sottomarino (sotto), puoi anche vedere il pesceremo in questa galleria di foto.
Le reti di connessione ad andamento circolare sono le migliori per riparare un danno o risolvere un problema. Questo è l’esito di un esperimento compiuto da Eleni Katifori, biofisica della Rockefeller University di New York, pubblicato su Physical Review Letters. Partendo dall’osservazione di quello che accade in natura la ricercatrice ha notato infatti che, quando una foglia viene danneggiata in un punto, la pianta mette in moto l’impianto di vene linfatiche ad andamento circolare fino a ripararla del tutto.
La Katifori ha quindi inserito un test di simulazione al computer per capire se il metodo di circolazione linfatica adottata dalle piante fosse quello ottimale per rimarginare il danno della foglia. E il risultato è che la natura ha scelto il metodo migliore per risolvere il problema. Le vene linfatiche delle foglie seguono infatti un andamento circolare, a tappe snodate in vari punti, che piano piano circondano la zona danneggiata e riportano la foglia alle condizioni iniziali. Dopo una lesione creata dai parassiti o dal gelo, il metodo circolare permette alla pianta di portare i nutrienti anche alle porzioni distanti dalla zona danneggiata, senza che il punto di rottura paralizzi la distribuzione.
I sistemi circolari non sono presenti solo nelle foglie, ma anche nel corpo umano, per esempio nei vasi sanguigni della retina, o nel mondo animale, come nella struttura delle ali degli insetti o in alcuni coralli. La ricercatrice spera che questo studio possa servire per stimolare la ricerca e la creazione di analoghe strutture in ambienti diversi, con un aumento dell’efficienza in condizioni critiche, come in informatica o in ambito urbanistico. Guarda il video che mette in evidenza il metodo di riparazione fogliare, tratto da Sciencenews.
Dev’essere un po’ come nel libero mercato. Il fornitore da cui ti servivi non ti soddisfa più? Cambialo. E così anche per le piante e i loro insetti impollinatori: il tuo insetto impollinatore non ti dà la garanzia di un lavoro perfetto? Cambialo. Lo ha fatto anche la Nicotina attenuata, una specie di tabacco che cresce nella parte occidentale degli Stati Uniti e tradizionalmente fiorisce di notte. Dopo una lunga battaglia con la sua falena impollinatrice, ha dovuto cambiare strategia. E la sua manovra è degna di un generale Kutuzov.
La falena, animale notturno, dopo l’impollinazione aveva il viziaccio di lasciare sul fiore di tabacco anche le sue uova. Da qui si diffondevano i bruchi che, sebbene impollinata, la pianta del tabacco se la mangiavano. Qual è stata la risposta della pianta? Lo spostamento in avanti dell’orario di fioritura, che adesso avviene nelle prime ore del mattino, quando la falena dorme. Adesso la pianta si serve di un colibrì.
L’osservazione è merito di un gruppo di biologi tedeschi ed è la prima volta che viene registrata. Si è visto che lo spostamento dell’ora di fioritura è innescato da una molecola presente nelle secrezioni orali della larva che scatena alcune reazioni di difesa da parte della pianta. Perché questo succeda è necessario, dunque, che la singola pianta incontri i bruchi della falena. A questo punto la singola pianta va incontro anche ad altre modifiche della sua struttura, tutte per scoraggiare l’insetto: le piante che fioriscono al mattino producono infatti meno sostanze attraenti, hanno un nettare meno dolce e fiori più piccoli di quelle notturne. Ma allora, perché la singola pianta deve aspettare l’arrivo della falena per cambiare strategia mentre la specie continua a servirsi dalla falena? Probabilmente perché la falena è un’ottima impollinatrice: è efficiente e percorre lunghe distanze, favorendo l’incrocio tra piante lontane geograficamente e, di conseguenza, anche geneticamente.
Fino ad oggi pensavamo che le branchie dei pesci si fossero formate per catturare l’ossigeno dall’acqua. Ma, secondo uno studio canadese pubblicato su Proceedings of the Royal Society B, si è visto che in realtà queste strutture anatomiche servono prima per lo scambio degli ioni, che per quello di ossigeno. Grazie a uno studio sperimentale su larve di trota arcobaleno, infatti, è stato possibile confutare la teoria secondo cui le branchie servano solo per introdurre ossigeno nell’organismo.
Questa teoria era stata formulata ancora negli anni Quaranta dal fisiologo e premio Nobel August Krogh. Secondo lui nel Cambriano i pesci avevano iniziato a essere grandi predatori, e con l’aumento delle dimensioni le branchie si erano sviluppate come strutture più efficienti rispetto allo scambio di gas attraverso la pelle. Peter Rombough e Clarice Fu, biologi della Brandon University di Manitoba e della British Columbia University (Canada), hanno messo le larve di trota in un acquario a due scomparti divisi, uno per testa e branchie, l’altro per corpo e coda. A distanza di 15 e 25 giorni sono stati misurati i gradienti di ioni e ossigeno nei due diversi comparti. Dopo due settimane la concentrazione di ioni (soprattutto sodio e potassio) nello scompartimento delle branchie era molto maggiore rispetto a quella della coda. Solo con la seconda misurazione si è visto che le branchie iniziavano a scambiare non più ioni, ma ossigeno. A livello evolutivo quindi è probabile che le branchie siano nate per lo scambio di ioni per affrontare la vita in acque dove la salinità cambia frequentemente. Solo in un secondo tempo, per aumentare l’efficienza in pesci grandi e più complessi, si sono specializzate nello scambio di ossigeno.
Quello che resta da capire ora è come si traduca l’evoluzione delle branchie a livello genetico, quali siano i geni coinvolti e come avvenga la loro disattivazione/attivazione. Questo nuovo studio cambia anche i valori di inquinamento da tenere sotto controllo per evitare la morte dei pesci. Se finora si è presa in considerazione soprattutto la concentrazione di ossigeno, ora si dovranno misurare anche i metalli che influenzano la presenza di ioni, per evitare la morte delle larve. Per saperne di più leggi lo studio e la news su Science.
Non sempre per scovare nuove specie animali bisogna essere biologi esperti e andare tra montagne e paludi per mesi. Due studenti del liceo Trinity School di Manhattan, New York, hanno trovato una nuova specie di scarafaggio nella loro cucina. Brenda Tan e Matt Cost si sono sentiti così un po’ come degli investigatori della moderna tassonomia, tipo Sherlock Holmes e Watson, mentre classificavano per un progetto scolastico tutti gli animali di casa, compresi quelli nel frigo e nella dispensa. I risultati sono stati riportati nel numero di gennaio di BioScience. Tutto ha avuto inizio nel 2008, quando due studentesse della Trinity School hanno rintracciato una frode alimentare, un pesce umile come la tilapia venduto come tonno, grazie alla tecnica del DNA barcoding.
Anche nel 2009 gli studenti del college avevano quindi il compito di scovare più animali possibili, vivi o morti, presenti nella cucina di casa, e classificarli in base al loro DNA. I campioni sono stati inviati all’American Museum of Natural History per le analisi. Di 95 specie animali diverse hanno trovato un centopiedi proveniente dall’Europa e una mosca orientale delle latrine. Non solo: dal DNA è stato possibile individuare anche uno scarafaggio mai conosciuto finora. Gli studenti hanno smascherato anche 11 frodi alimentari, nelle quali gli ingredienti di alcuni prodotti erano stati sostituiti con altri più economici. Per esempio latte vaccino spacciato per latte di capra, cervo scambiato con il manzo e ancora una volta molti prodotti a base di pesce non corrispondenti.
“Questo report segnala alle autorità competenti come sia semplice e veloce al giorno d’oggi controllare e certificare le origini dei prodotti alimentari, scovare le frodi e proteggere sia i consumatori che le specie animali a rischio", dice Mark Stoeckle, del Program for the Human Environment alla Rockefeller University (New York), che ha partecipato allo studio come supporto agli studenti.
Il principe azzurro è sempre più difficile da trovare, anche perché sono sempre meno i rospi maschi da baciare e trasformare in principi. La colpevole sembrerebbe essere l’atrazina, una sostanza chimica comunemente utilizzata come erbicida. Secondo uno studio pubblicato su PNAS questo mese, infatti, l’atrazina ha il potere di trasformare i rospi maschi in femmine. 
