I primi fossili di dinosauri piumati antartici



La scoperta, in Australia, di dieci piume fossili in uno straordinario stato di preservazione rappresentano la prima evidenza concreta che i dinosauri piumati vivessero ai poli della Terra. È quanto emerge da uno studio in pubblicazione su Gondwana Research.

Le piume risalgono a 118 milioni anni fa, al Cretaceo inferiore, quando l’Australia era situata molto più a sud ed era unita all’Antartide, contribuendo alla formazione del supercontinente meridionale Gondwana. Sebbene il clima fosse probabilmente più mite rispetto a quello dell’Antartide attuale, i dinosauri dotati di questo piumaggio dovettero probabilmente affrontare molti mesi al buio e temperature gelide nei mesi invernali (nel Cretaceo superiore l’Antartide aveva un clima temperato tale da permettere ai sauropodi del Sud America di attraversare il blocco meridionale e raggiungere l’Australia).

“È la prima volta che vengono ritrovate piume fossili in ambienti polari”, afferma Benjamin Kear, paleontologo dell’Università di Uppsala, in Svezia. “La nostra scoperta dimostra

per la prima volta che diverse specie di dinosauri piumati e di uccelli primitivi in grado di volare abitavano le antiche regioni polari”.

Se è vero che in passato sono state rinvenute gracili ossa di uccelli che vivevano nell’era dei dinosauri, il Mesozoico, nessuna di queste era però caratterizzata da piume fossili. Anche i resti di una specie estinta di pinguino, rinvenuti in Perù, erano caratterizzati da piumaggio, ma risalivano a circa 36 milioni di anni fa, quando il Gondwana era situato più a nord.

Scoprire piume risalenti al Cretaceo in questa zona dell’Australia aiuta a comprendere a cosa servissero questi rivestimenti: dai rituali di corteggiamento al volo. In questo caso, le piume sarebbero servite per proteggere questi piccoli dinosauri carnivori dal freddo, permettendo loro di sopravvivere nei difficili mesi invernali.

“È plausibile che queste piume potessero aver contribuito a proteggere dal freddo dinosauri e uccelli primitivi ad alta latitudine durante il Cretaceo”, afferma Ryan McKellar, esperto di piume fossili e curatore al Royal Saskatchewan Museum di Regina, in Canada.

“È straordinario ottenere informazioni da rocce così antiche e in territori così meridionali”, aggiunge. “Lo studio fornisce un’istantanea del piumaggio di dinosauri ed uccelli che vivevano nelle zone polari durante il Cretaceo inferiore”.


Il set di 10 piume fossili ben preservate, rinvenute in un sito dell’Australia, includono una proto-piuma di dinosauro (a sinistra) e una piuma di un uccello preistorico. Fotografia per gentile concessione del Melbourne Museum

Sul fondo del lago
Le piume appena descritte sono state rinvenute a Koonwarra, città a circa 144 chilometri a sud-est di Melbourne, nello stato di Victoria. Negli anni Sessanta, in una strada collinare è stato scoperto un ricco giacimento di fossili, e negli ultimi sessant’anni gli scavi effettuati in questa zona hanno portato alla luce numerosi fossili di pesci e piante, oltre a piume ben preservate.

Nessuna delle piume è attualmente riconducibile a precise ossa di dinosauri o uccelli. È possibile che questi animali le abbiano perse durante la muta o la pulizia del corpo e che, per effetto del vento, si siano depositate sulla superficie di un antico lago, per poi finire nel fondale e conservarsi nel fango.

Il nuovo studio è stato condotto da Tom Rich del Melbourne Museum e Patricia Vickers-Rich della Monash University – responsabili, negli ultimi 37 anni, degli scavi a Koonwarra – in collaborazione con un team internazionale di ricercatori. L’analisi dei reperti ha dimostrato come le dieci piume fossero molto diverse fra loro: fra i fossili, folte penne che servivano per l’isolamento termico, una soffice proto-piuma molto probabilmente appartenuta a un dinosauro non-aviano, e una penna per il volo, simile a quelle che caratterizzano le ali degli uccelli attuali.

Come afferma Kear, gran parte delle piume ha una lunghezza di 2,50 centimetri ed è forse riconducibile agli enantiorniti, un gruppo di uccelli primitivi estinti, molto diversificato nel Cretaceo inferiore. Alcune delle piume sono così piccole che è possibile che appartenessero a esemplari giovanili, aggiunge.

Tuttavia, tutte le piume tranne una non sarebbero state adatte al volo; ciò suggerisce che alcune di esse potrebbero essere appartenute a dinosauri carnivori che vivevano sulla terraferma, spiega Martin Kundrát, paleontologo della Pavol Jozef Šafárik University, in Slovacchia.

La proto-piuma “è del tutto coerente con alcune delle folte proto-piume di dinosauro che provengono dalle rocce della Cina risalenti al Cretaceo inferiore, e dall’ambra rinvenuta in Canada, risalente al Cretaceo, afferma McKellar.

In base alle dimensioni, è probabile che la proto-piuma appartenesse a un dinosauro relativamente piccolo come un dromaeosauro, il gruppo di veloci carnivori che include Velociraptor e Deinonychus. Alcune ossa e alcuni denti fossili sono stati rinvenuti nel Victoria, e appartenevano a unenlagiini, dromaeosauri che probabilmente si nutrivano di pesce, i cui resti sono stati rinvenuti in Sudafrica. È plausibile, dunque, che dinosauri simili andassero a caccia nei pressi di un lago del Cretaceo.

“Dall’abbondante presenza di fossili di pesci nel lago, è plausibile pensare che il pesce costituisse una fonte ci cibo per questi animali”, afferma Stephen Poropat, paleontologo della Swinburne University di Melbourne.

Colori stagionali?
Gli autori dello studio hanno inoltre identificato nelle piume tracce fossili di melanosomi – organuli che determinano i pigmenti dei colori – suggerendo che il piumaggio di molti animali sarebbe stato nero, grigio, marrone, o ancora caratterizzato da strisce scure.

E ciò è inusuale per gli animali polari, dal momento che la colorazione scura non sarebbe stata adatta a mimetizzarsi in ambienti nevosi e freddi, osserva Poropat. È possibile dunque questi dinosauri e questi uccelli cambiassero colore stagionalmente, proprio come l’odierna pernice bianca, afferma.

“Ma è inoltre possibile che le temperature non fossero così basse al Polo Sud durante questo periodo del Cretaceo, e che questi animali non avessero bisogno di avere un colore chiaro per mimetizzarsi con la neve”, prosegue.

Risolvere l’enigma richiederà avere a disposizione una maggiore quantità di fossili e Rich spera che un giorno il team di ricerca possa trovare a Koonwarra interi scheletri di dinosauri o uccelli, preservati in modo straordinario proprio come i dinosauri piumati della Cina nord-orientale.

“Sarebbe straordinario trovare in Australia lo scheletro di un dinosauro piumato”, conclude Poropat. “E per quanto ne sappiamo, è probabile che ciò avverrà a Koonwarra”.

Una strana torsione terrestre può spiegare un antico mistero climatico



A prima vista sembrava un caso di estinzione dovuta a cambiamenti climatici: più di 160 milioni di anni fa, durante il Giurassico, si era creato un fantastico giardino zoologico tra le fresche e umide foreste dell’odierna Cina nord-orientale. Poi, in poco più di un istante geologico, l’aria si è riscaldata e la terra si è asciugata. E quando scomparve l’acqua, venne eliminata anche la vita. Però i ricercatori avevano difficoltà a dimostrare che la responsabilità di questo collasso ecologico fosse del clima.

Ora, uno studio pubblicato sulla rivista Geology suggerisce che non è stato il clima a cambiare, ma la posizione geografica del paesaggio. Le firme paleomagnetiche nelle rocce della zona indicano che tra 174 e 157 milioni di anni fa, l’intera regione si spostò sorprendentemente verso sud di 25 gradi, trasformando paesaggi un tempo rigogliosi in zone aride e calde.

Lo spostamento delle rocce fa parte di un fenomeno denominato ‘vagabondaggio del polo’, in cui gli strati più esterni

del pianeta, probabilmente fino al nucleo esterno liquido, ruotano significativamente mentre la Terra continua il suo giro quotidiano intorno al suo normale asse di rotazione.

Nel Giurassico, la superficie e il mantello effettuarono una torsione intorno a una linea immaginaria situata lungo la costa occidentale dell’Africa nota come la Baia del Benin. Il cambiamento è stato enorme: se un simile spostamento dovesse avvenire oggi, una bandiera piantata a Dallas, nel Texas, finirebbe dove si trova attualmente il Manitoba settentrionale, in Canada. Dall’altra parte del mondo, il continente asiatico si sposterebbe verso sud.

La Terra probabilmente ha sperimentato piccoli casi di vero e proprio vagabondaggio polare nel suo passato e alcuni scienziati pensano che continui anche oggi.

“Stiamo vivendo un vero e proprio vagabondaggio polare mentre parliamo”, afferma Dennis Kent, un paleomagnetista alla Rutgers e alla Columbia University che non faceva parte del team di studio.

Va chiarito che gli spostamenti più recenti non sono responsabili del cambiamento climatico odierno, che è causato dal rilascio senza sosta di gas serra nell’atmosfera da parte dell’uomo. Comunque resta in discussione l’entità di questo spostamento del Giurassico e la stessa ipotesi che il vagabondare del polo sia un fenomeno reale.

“È una ragionevole area di discussione”, afferma Christopher Scotese, direttore del progetto PALEOMAP. “Ma è più controversa di quanto si pensi”.

Lo studio dei vagabondaggi geologici passati e presenti della Terra potrebbe non solo aiutare a risolvere le controversie, ma anche a migliorare la nostra comprensione dei complessi meccanismi del pianeta.

“È molto importante che ci sia ancora della scienza fondamentale da sviluppare”, afferma Lydian Boschman, geologa della Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) di Zurigo, non facente parte del team di studio. “Se non comprendiamo i fondamenti, non si può fare molto.”

Passato tortuoso
Mentre le grandi torsioni geologiche possono avere effetti drastici sulla superficie terrestre, il campo magnetico del pianeta non viene sostanzialmente intaccato da questi eventi, dal momento che è generato dal moto del ferro fuso e del nichel nel nucleo esterno del nostro pianeta, a circa 2.900 chilometri sotto la superficie. I ricercatori possono quindi osservare i minerali ricchi di ferro che si sono allineati con i campi magnetici per svelare i cambiamenti del pianeta. Man mano che i sedimenti si raccolgono e si solidificano o la lava si raffredda trasformandosi in pietra, questi minerali si dispongono nel senso del campo magnetico della terra come gli aghi delle bussole, realizzando praticamente una foto istantanea della posizione di quella regione sul nostro pianeta in un determinato periodo del passato.

Ma non tutte le rocce sono perfetti registratori. Man mano che i sedimenti vengono trasformati in roccia, la compressione può modificare le tracce magnetiche e influire sul rilevamento della posizione planetaria. Per eliminare questo grado di confusione nei sedimenti, Kent e il compianto Edward Irving, che hanno lavorato allo studio geologico del Canada, hanno osservato solo le rocce vulcaniche, trovando le tracce di un evento eccezionale durante il periodo giurassico. I loro risultati, pubblicati nel 2010, hanno suggerito che la superficie della Terra si sia spostata di circa 30 gradi tra 160 e 145 milioni di anni fa.

Gli studi successivi hanno cominciato a colmare le lacune del loro lavoro ed è sembrato sempre più evidente che il mondo intero sia stato coinvolto nel grande spostamento giurassico, con prove trovate nell’Africa moderna, nel Nord America, nel Sud America e nel Medio Oriente. Ma una zona sembrava fosse rimasta ferma: il blocco dell’Asia orientale, una zona che comprende la maggior parte della Mongolia, della Cina, della Corea del Nord e della Corea del Sud.

“Durante l’intero periodo non si è mossa molto in latitudine”, afferma il coautore dello studio Joseph Meert, un paleomagnetista dell’Università della Florida. “Questo fatto non sembra accordarsi molto con la desertificazione.”

Parte della sfida era rappresentata dal fatto che le analisi paleomagnetiche della regione non si basavano su un intervallo di tempo sufficientemente ampio, spiega Meert. Le rocce vulcaniche registrano fedelmente il nord magnetico, ma il polo ha la tendenza a vagare, quindi i ricercatori per spiegare questi vagabondaggi devono effettuare una media delle loro analisi con dati che coprono diverse migliaia di anni.

La regione in questione è stata spesso esclusa dalle discussioni sul cambiamento globale, per via della sua storia complessa, aggiunge Kent. Mentre il percorso di altre masse terrestri può essere ricondotto al supercontinente della Pangea, che si è staccata circa 180 milioni di anni fa, la rotta dell’Asia orientale rimane poco chiara.

Lo spostamento dei continenti
Nell’estate del 2015 e nella primavera del 2018, un altro team si è messo alla ricerca di una documentazione paleomagnetica più sostanziale per spiegare i movimenti geologici dell’Asia orientale, come ricorda l’autore principale dello studio Zhiyu Yi dell’Accademia cinese di scienze geologiche di Pechino.

Le rocce in tutta la Cina raccontano storie molto diverse, rappresentate dalle loro tonalità nettamente differenti. I depositi della prima metà del Giurassico sono scuri e ricchi di carbone, suggerendo un antico paesaggio umido pieno di piante. Al contrario, le ultime formazioni giurassiche mostrano sedimenti rossi arrugginiti, deposti in condizioni più asciutte.

Il team ha prelevato campioni di rocce vulcaniche, che presentavano queste formazioni contrastanti, da 57 siti. Yi afferma che nel 2017 le loro analisi hanno confermato il precedente lavoro, evidenziando che le rocce rosse più giovani sono state deposte a basse latitudini, dove probabilmente prevalevano le condizioni calde e secche. Ma il momento della verità è arrivato nell’estate dell’anno successivo, quando hanno analizzato i campioni più vecchi scoprendo che si erano formati a latitudini sorprendentemente alte.

“In quel momento capii cosa significavano per noi questi dati: avevamo finalmente trovato le tracce [del vero vagabondaggio polare]”, scrive Yi via e-mail.

Meert ammette di essere stato un po’ scettico all’inizio sul forte spostamento, ma le nuove scoperte lo hanno convinto: “Sì, sì, dicevamo: è proprio così”, afferma, ricordando il momento in cui si è seduto a cena con Yi a Pechino per rivedere i dati. “Il senso del moto e tutte le altre prove sembravano adattarsi perfettamente. Quindi abbiamo bevuto una birra, abbiamo brindato e abbiamo detto che dovevamo andare avanti.”

I risultati suggeriscono che la superficie del Giurassico ruotava di almeno 17 cm all’anno, il che portò ad un lento inaridimento del paesaggio dell’Asia orientale, che probabilmente eliminò molte piante antiche e animali della regione noti come Yanliao Biota. Studi precedenti suggeriscono che un altro vagabondaggio più piccolo, circa 130 milioni di anni fa, riportò l’Asia orientale a climi temperati, ponendo le basi per un notevole aumento di esseri viventi, noti come Jehol Biota. Questi fossili conservati in modo eccezionale hanno determinato molte scoperte sorprendenti, tra cui quella del primo dinosauro piumato non connesso direttamente agli uccelli.

Futuri rotanti
“La cosa più bella è che è molto semplice”, afferma Giovanni Muttoni, paleomagnetista dell’Università di Milano, che non è stato coinvolto in questo lavoro ma che ha studiato a fondo il grande vagabondaggio giurassico. Il moto e le dimensioni si accordano con il lavoro precedente, osserva, e mettono in connessione i misteriosi cambiamenti climatici con questa torsione planetaria.

Tuttavia, Scotese non è convinto che durante gli ultimi 200 milioni di anni si sia verificato un vero e proprio vagabondaggio polare, sostenendo che gli effetti potrebbero essere spiegati dal movimento della tettonica a placche. Durante il periodo giurassico, dice, l’Asia e l’America del Nord si muovevano, con quest’ultima che si spostava verso nord-ovest e l’Asia verso sud-est.

“C’è un’enorme quantità di effetti disturbanti nei dati paleomagnetici e spesso i paleomagnetisti fanno ogni sorta di contorsionismi per cercare di minimizzare il disturbo o correggere ciò che pensano siano errori”, afferma. “Non sono d’accordo con questa filosofia. Sento che sta influenzando i dati.”

Altri si limitano ad osservare i dati che indicano un vero vagabondaggio polare e lo spostamento dei continenti nel Giurassico.

“Sono reali”, dice Muttoni. “Sono registrati nelle rocce.” In tal caso, permangono molte domande. Per Boschman non è chiaro cosa vi sia alla base di un cambiamento così ampio, un evento che implica una significativa ridistribuzione della massa del nostro pianeta. Forse il vagabondaggio è provocato dalla nascita di zone di subduzione, regioni in cui una placca tettonica si muove sotto un’altra. Oppure, potrebbe essere dovuto a placche che hanno già subdotto rompendosi e mandando pezzi di crosta ad affondarsi nel mantello, sconvolgendo l’equilibrio planetario, aggiunge Kent. Al momento attuale, la spiegazione dell’enigma passa attraverso la comprensione delle numerose incognite geologiche.

I tumori trasmissibili dei mitili passano da una specie all’altra



Parecchio tempo fa, ma non sappiamo quanto, una cozza di baia (Mytilus trossulus) da qualche parte nell’emisfero settentrionale ha sviluppato un cancro paragonabile a una leucemia. È iniziato come mutazione in una singola cellula maligna, che si è copiata ancora e ancora e ancora, diffondendosi attraverso l’emolinfa, quei fluidi che nei mitili sono l’equivalente del sangue.

Poi il cancro ha fatto qualcosa di inatteso, o così almeno si riteneva: si è diffuso nell’acqua arrivando ad altri mitili. Continuando a clonarsi nei nuovi ospiti, ha proliferato e infettato altri esemplari. Ancora più strano, non si è fermato alle cozze di baia, bensì è stato identificato in due altre specie di mitili alle estremità opposte del pianeta: mitili blu (Mytilus edulis) in Francia e cozze cilene (Mytilus chilensis) in Argentina e Cile.

La scoperta, descritta su un paper pubblicato su eLife, è l’ultima di una serie di studi che mostrano come i tumori trasmissibili siano più comuni di quanto si pensasse, soprattutto negli oceani. Questo nuovo ambito di ricerca potrebbe permetterci di capire

meglio come il cancro si sviluppa negli animali e negli umani, ma anche fare luce sulla vita nascosta delle creature marine. “Il fatto che abbia infettato due nuove specie è piuttosto interessante”, dice Elizabeth Murchison, che studia i tumori trasmissibili alla University of Cambridge, “e preoccupante”.

Oltre all’importanza ecologica, i mitili sono un cibo molto apprezzato in molte culture. A oggi non ci sono prove che mangiare mitili infetti dal tumore abbia un qualche impatto sulla salute umana.

Terra e mare

I tumori trasmissibili, che nella nostra specie non sono naturalmente presenti, sono stati identificati per la prima volta in due animali terrestri solo negli ultimi decenni. Nel 2006 i ricercatori hanno scoperto che un tumore che infettava i diavoli della Tasmania (il tumore facciale del diavolo), una specie australiana a rischio di estinzione, si diffonde quando gli animali si mordono tra loro, un comportamento tipico della specie. Oltre l’80% degli animali, da allora, è stato infettato ed è morto a causa di questa patologia contagiosa e di un secondo tumore molto simile, che pone la sopravvivenza dei diavoli a rischio.

Sempre nel 2006, gli scienziati hanno scoperto che i cani domestici possono diffondere tumori venerei, che provocano masse cancerose sui genitali. Come per tutti i tumori trasmissibili le cellule sono identiche e – nel caso dei cani – derivano da un singolo esemplare vissuto circa 11.000 anni fa.

Queste scoperte hanno modificato profondamente la nostra comprensione del cancro, che si pensava confinato a mutazioni cellulari dei singoli individui. Nonostante diversi tipi di virus possano provocare danni e spianare la strada al cancro come il papillomavirus umano, HPV, o il virus della leucemia felina (FELV) nel gatto domestico, scoprire che le singole cellule possono diffondersi attraverso una popolazione è stato uno shock.

Nell’ultimo decennio i ricercatori hanno scoperto altri cinque tumori che infettano i mitili. Michael Metzger, primo autore del nuovo studio e ricercatore al Pacific Northwest Research Institute di Seattle, ne ha identificati svariati, compreso uno in una popolazione di mitili della British Columbia (Mytilus trossolus).

Un paio di anni fa Metzger ha iniziato a collaborare con dei laboratori in Francia e Argentina che avevano scoperto un nuovo tipo di cancro in una popolazione locale di mitili; le cellule cancerose spiccavano al microscopio per via dell’aspetto stranamente tondeggiante e quello che Metzger aveva identificato come due tumori separati era in realtà lo stesso. Le patologie dei mitili blu (Mytilus edulis) e delle cozze cilene (Mytilus chilensis) erano identiche e derivavano chiaramente da quella della prima cozza colpita, la cozza di baia. Le cellule cancerose avevano la stessa firma genetica ma le cozze di baia vivono esclusivamente nell’emisfero settentrionale, lungo le coste dell’America del Nord e dell’Europa. Il cancro era diverso anche da un altro tipo che il gruppo di Metzger aveva identificato in precedenza in M. trossolus.

Nessuno di questi mitili vive in aree equatoriali, perciò la patologia deve aver saltato a piè pari i tropici grazie al trasporto marittimo o nelle acque di zavorra, dice Metzger. “È piuttosto intrigante che questo singolo clone canceroso sia riuscito ad attraversare l’oceano”, dice Murchison, non coinvolta nello studio su eLife. “Probabilmente dovremmo prestare più attenzione al potenziale che hanno questi tumori di diffondersi grazie alle attività umane”.

L’espansione

Altri tumori trasmissibili che colpiscono l’emolinfa, molto simili alla leucemia, sono stati scoperti nelle vongole come Mya arenaria e nei bivalvi della famiglia Cardiidae, un mitile diffuso in tutta Europa (compresa la specie Cerastoderma edule). Metzger e colleghi hanno anche scoperto che un tumore che infetta le vongole Polititapes aureus è comparso per la prima volta nelle vongole Venerupis corrugata, diffuse nell’Europa occidentale.

Si è trattato della prima evidenza che questi tumori possono saltare da una specie all’altra, ma l’ultima scoperta è ancora più straordinaria perché le specie sono due. Nonostante questi mitili siano imparentati – dunque condividano le vulnerabilità – “non sappiamo qual è la barriera”, spiega Metzger. È probabile che le cellule si diffondano con il rilascio d’acqua e arrivino ad altri bivalvi quando filtrano usando il proprio corpo, una tipica componente della loro biologia. Ma a parte questo, come la patologia si diffonda resta un mistero.

A oggi non sembra che il tumore abbia effetti devastanti per le popolazioni, ma spesso è fatale per gli individui colpiti. Secondo Metzger il cancro appena individuato infettava qualcosa come il 10% della popolazione. “Per ora non sappiamo davvero quanto grave sia il problema, ma non sembra poter spazzare via una popolazione”.

Preoccupazioni ecologiche

Questi mitili sono specie diffuse, varietà di importanza commerciale che fanno parte della dieta umana e di altri animali selvatici. I tumori non sono pericolosi per gli umani ma gli scienziati temono che possano avere impatti seri su altre specie; avendo appena iniziato a identificarli, è probabile siano ben più diffusi del previsto.

“Sono molto preoccupato per l’aspetto ecologico” dice Jose Tubio, che studia questi tumori trasmissibili in Spagna presso il Center for Research in Molecular Medicine and Chronic Diseases. Il gruppo di ricerca di Tubio ha ottenuto un ampio finanziamento dallo European Research Council per identificare nuovi tipi di tumori e ne hanno già trovati cinque nei Cardidii (la ricerca deve ancora essere pubblicata).

“È probabile che molte specie di bivalvi abbiano i loro tumori trasmissibili”, dice Tubio, “ma non abbiamo una buona comprensione degli impatti”. Secondo Beata Ujvari, ricercatrice alla Deakin University della Victoria, Australia, dice che i tumori potrebbero aggiungersi alle minacce che incombono sulla vita marina ed essere esacerbati dall’abbassamento del livello di ossigeno negli oceani e dalle temperature in aumento con i cambiamenti climatici, condizioni nelle quali le cellule cancerose prediligono. Lo spostamento intenzionale o accidentale di mitili tra diverse aree rischia di introdurre nuovi tumori che potrebbero avere impatti seri, aggiunge Tubio.

I tumori in genere derivano dalla mutazione di cellule: se il sistema immunitario non le riconosce e distrugge, queste diventano tumore. Ma nella maggior parte dei casi un singolo tumore non è mortale; il cancro uccide diffondendosi nel corpo, in un processo chiamato metastasi. Ma nel caso dei tumori trasmissibili, “è come se si trattasse di metastasi che vanno oltre il singolo ospite”, sottolinea Murchison.

“Capire come fanno le cellule cancerose a sopravvivere al trasporto potrebbe svelare i segreti delle cellule metastatiche”, dice Ujvari. “Studiare i meccanismi che vi stanno dietro potrebbe contribuire alla nostra generale comprensione delle dinamiche immunitarie del cancro”, il che potrebbe tornare utile per qualsiasi specie ne sia colpita, conclude, umani compresi.

Ricostruita la storia genetica degli antichi romani



Fin dalla sua fondazione, Roma è stata un crocevia di popoli, traguardo e incrocio di migrazioni provenienti da Europa, Asia e Africa. A confermarlo è uno studio pubblicato di recente su Science, che ha analizzato il DNA antico di 127 individui rinvenuti in 29 siti archeologici di Roma e dintorni, riconducibili a un arco temporale di 12mila anni: dal Paleolitico superiore all’Età moderna.
 
La ricerca, condotta da un gruppo internazionale di studiosi, che coinvolge diversi enti di ricerca, fra cui le università di Stanford, Vienna e La Sapienza di Roma, rivela che la città eterna fu investita nella storia da almeno due grandi migrazioni: la prima si verificò circa 8mila anni fa, nel Neolitico, con l’arrivo di agricoltori di origine mediorientale – anatolici e iraniani – che si mescolarono con i cacciatori-raccoglitori già presenti nell’area; la seconda fra 5mila e 3mila anni fa, nell’Età del bronzo, con la comparsa di popolazioni provenienti dalla steppa ucraina. Con la nascita dell’Impero Romano la variabilità genetica crebbe ulteriormente, in coincidenza con l’arrivo di popolazioni provenienti dalle aree mediterranee, in particolare dal Vicino Oriente. Con la scissione dell’Impero e la costituzione del Sacro Romano Impero, si intensificò poi il flusso migratorio proveniente dall’Europa centrale e settentrionale.
 
Ma fu soprattutto in seguito alla rapida espansione dell’Impero – che si estendeva fino alla Gran Bretagna a nord, il Nord Africa a sud e la Siria, la Giordania e l’Iraq a est – che aumentarono gli spostamenti degli individui, generati dalle reti commerciali, dalle nuove infrastrutture stradali, dalle campagne militari e dalla schiavitù. E a confermare le relazioni fra Roma e le altre parti dell’Impero sono le fonti archeologiche.
 
“L’analisi del DNA ha rivelato che, mentre l’Impero Romano si espandeva nel Mar Mediterraneo, migranti provenienti dal Vicino Oriente, Europa e Nord Africa si stabilivano a Roma, cambiando sensibilmente il volto di una delle prime grandi città del mondo antico”, dichiara Jonathan Pritchard, docente di Genetica e Biologia all’Università di Stanford, fra gli autori dello studio.
 
“Per la prima volta uno studio di così grande portata è applicato alla capitale di uno dei più grandi imperi dell’antichità, Roma, svelando aspetti sconosciuti di una grande civiltà classica”, prosegue Alfredo Coppa, docente di Antropologia fisica all’Università La Sapienza, anche lui coinvolto nella ricerca.
 
Il prossimo passo per gli studiosi sarà quello di proseguire con il campionamento del DNA antico di individui provenienti da un range geografico più ampio. Ciò potrebbe consentire loro di affermare con maggiore certezza come avvenivano le migrazioni che coinvolgevano queste antiche popolazioni. Fra gli obiettivi a lungo termine, lo studio dell’evoluzione di tratti come l’altezza, la tolleranza al lattosio e la resistenza a patologie come la malaria, che potrebbero aver subito delle modifiche nel tempo.

Con le nuove tecnologie speleologi al servizio della scienza



Il recente raduno internazionale di speleologia “Strisciando 2.0 – 2019“, che si è tenuto a Lettomanoppello (Chieti), nel cuore del Parco Nazionale della Majella, organizzato da associazioni locali con il patrocinio della Società Speleologica Italiana, ha contribuito a fare il punto su come le nuove tecnologie influenzano il presente ed il futuro dell’esplorazione, la ricerca e la valorizzazione culturale delle scoperte, con un occhio di riguardo alla citizien science, improntata sulla cooperazione fra cittadini e scienziati.

“In Italia ci sono migliaia di appassionati speleologi e speleosubacquei che, seguendo opportuni protocolli di campionamento, monitoraggio e analisi, possono mettersi al servizio della scienza, della tutela e della valorizzazione dell’ambiente, collaborando con enti di ricerca e di promozione turistico-culturale”, ha dichiarato Vincenzo Martimucci, presidente della Società Speleologica Italiana.

“Grazie alle loro competenze e alla disponibilità delle nuove tecnologie digitali – ha aggiunto – riescono ad esplorare luoghi ancora sconosciuti e a raggiungere più facilmente habitat ancora poco studiati, a causa

delle difficoltà di utilizzo dei metodi scientifici tradizionali. Una risorsa umana e tecnica importante, che può e deve essere opportunamente valorizzata”.


Strumentazione adagiata sul fondo di una grotta. Fotografia per gentile concessione Phreatic.

Aspetti ben evidenziati dal progetto speleosubacqueo che prende il nome dall’associazione no-profit Phreatic che, proprio grazie all’uso di tecnologie avanzate e al contributo di speleosub volontari di tutto il mondo, sta realizzando molteplici studi e ricerche nelle grotte sommerse del golfo di Orosei, in Sardegna, in collaborazione con alcuni ricercatori dell’Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA) e la Global Underwater Explorers, con il patrocinio della SSI.

Dal 2014, gli speleosub volontari di Phreatic prelevano campioni di sedimenti dalle grotte del Bel Torrente, Bue Marino e Utopia, per consentire ai ricercatori ISPRA di testare l’applicabilità di specifici indicatori ambientali, i foraminiferi bentonici, che vivono nei sedimenti di molti habitat, incluso quelli estremi, come le grotte marine. Si tratta di microscopiche “conchiglie”, di dimensioni di pochi micron visibili solo al microscopio, considerate però un attendibile strumento di valutazione dello stato di diversi habitat poiché, grazie al loro breve ciclo vitale e ad un guscio, reagiscono velocemente ai mutamenti di variabili quali l’aumento della temperatura, l’acidità e la salinità delle acque.

Dopo averne riscontrato la presenza anche in ambienti di grotta, i ricercatori stanno studiando in dettaglio come variano le associazioni di questi organismi al variare delle condizioni esterne. Si tratta di una ricerca innovativa per le acque temperate, in quanto uno studio simile è stato condotto solo in zone tropicali, come nelle grotte delle Bermuda.


Alcuni passaggi incontrati durante una spedizione. Fotografia di Andrea Marassich.

L’esplorazione sommersa, ha riservato anche altre scoperte interessanti, come il ritrovamento di resti di foca monaca mediterranea (Monachus monachus), oggi considerata una specie a rischio di estinzione. Si tratta di 248 frammenti ossei, tra cui crani, mandibole e vertebre (secondo la datazione al radiocarbonio risalenti a 5.000 – 6.500 anni fa), studiati nel dettaglio con tecniche digitali in 3D per meglio identificare gli esemplari a cui appartenevano.

Si trovano nella grotta sommersa del Bel Torrente, dove furono trovate per la prima volta nel 2001, durante un’esplorazione congiunta tra gruppi eterogenei guidati dagli speleosub Axel Malher e Leo Fancello, direttore della Scuola Nazionale di Speleosubacquea della SSI, che curò anche il rilievo della cavità. In aggiunta alle attività di laboratorio, Phreatic ha sviluppato la documentazione digitale (anche tridimensionale) delle grotte marine attraverso rilievi, fotogrammetria, video divulgativi e modelli delle risorgive, che consentono di creare realtà coinvolgenti, anche grazie all’uso di tecnologie di simulazione e virtual reality proprie dei videogiochi.

L’obiettivo è andare oltre la ricerca scientifica, utilizzando questi nuovi strumenti per sensibilizzare i cittadini sulla necessità di tutelare questi delicati habitat, nonché valorizzare e promuovere il territorio anche sotto il profilo turistico. “Ogni anno, sono almeno 50 gli speleosub che vengono da tutta Europa, America e Asia per offrire il loro aiuto ai ricercatori che non possono arrivare in luoghi così remoti. E lo fanno gratuitamente e con passione. Sono ovviamente tutti bravi subacquei, ma con background culturali e competenze professionali differenti, che di volta in volta arricchiscono un progetto che si sta espandendo anche ad altre cavità italiane”, ha spiegato Andrea Marassich, speleosub triestino, presidente e coordinatore del progetto Phreatic. “Con il sostegno di enti e istituzioni – ha concluso – potremmo realizzare mostre immersive e musei virtuali, per portare bambini e adulti a scoprire quelle meraviglie sommerse”.
 

L’ultima scalata di Ötzi – National Geographic



Ötzi, l’uomo venuto dal ghiaccio, trascorse gli ultimi giorni della sua vita sulle Alpi, fino a essere colpito mortalmente da una freccia sul dorso. Circa 5.300 anni dopo, gli archeologi sono ancora impegnati nel risolvere il mistero che avvolge la sua morte. Adesso, una nuova analisi effettuata sui resti di muschi provenienti dal sito in cui l’Uomo del Similaun fu ucciso, potrebbe rivelare i dettagli della sue ultime, frenetiche ore.
 
Dal 1991, quando due escursionisti scoprirono il suo corpo congelato e naturalmente mummificato sulle Alpi Venoste, su un valico di confine fra Italia e Austria, i ricercatori hanno individuato più di 60 tatuaggi sul corpo di Ötzi e dimostrato che indossava una sopravveste di pelle fatta di diverse pelli di pecora e di capra cucite insieme.

Analizzando il contenuto del suo stomaco, gli studiosi hanno scoperto che Ötzi fu ucciso solo un’ora dopo aver

assunto l’ultimo pasto a base di stambecco essiccato, carne di cervo e farro monococco e hanno dimostrato che l’uomo, di un’età di circa 40 anni, quando morì soffriva probabilmente di dolori allo stomaco e aveva un taglio profondo alla mano destra, fra indice e pollice.
 
Finora gli scienziati hanno documentato almeno 75 tipi di briofite, una pianta che contiene muschi ed epatiche, all’interno e attorno ai resti mummificati di Ötzi. Adesso, queste piante stanno rivelando in maniera più dettagliata gli ultimi momenti dell’uomo, riaffermando l’idea secondo cui i suoi ultimi giorni furono frenetici e violenti.
 
Uno studio del team dell’Università di Glasgow, guidato da James Dickson e pubblicato su Plos One, dimostra che il 70% di briofite rinvenuto nel sito ad alta quota in cui è stato scoperto l’Uomo di Similaun non proveniva dai quei luoghi, ma aveva origine da altitudini più basse, a sud delle Alpi Venoste. Cercando di comprendere come questi resti di piante finirono per depositarsi attorno al corpo di Ötzi, sul Giogo di Tisa, a un’altitudine di circa 3.209 metri, i ricercatori hanno ricostruito parte della storia del suo ultimo viaggio: una frenetica scalata su e giù, a migliaia di metri di altitudine, compiuta nell’arco di due giorni.
 
L’ultimo viaggio di Ötzi
James Dickson, docente di Archeobotanica in pensione dell’Università di Glasgow e responsabile della nuova ricerca, si dedica allo studio di Ötzi dal 1994, quando ricevette campioni di resti organici prelevati dal sito in cui la mummia fu scoperta. Dickson racconta di essersi subito incuriosito osservando Neckera complanata, una specie di muschio piatto storicamente utilizzata per il calafataggio di barche e capanne di tronchi.
 
Questo muschio è stato trovato in quantità relativamente notevoli sul sito, spesso attaccato ai vestiti di Ötzi. È possibile che il muschio facesse parte del set di strumenti di Ötzi, anche se non è ancora chiaro a cosa servisse: era stato usato come isolante? O come carta igienica? In ogni caso, questa specie cresce solo a quote più basse; la sua presenza ha aiutato i ricercatori a iniziare a mappare il viaggio finale di Ötzi.
 
“È stato insolito trovare questo uomo ucciso sulle Alpi, a un’altitudine così elevata”, afferma l’antropologo Albert Zink, che conduce ricerche su Ötzi all’Istituto per lo studio sulle mummie di Eurac Research di Bolzano, in Italia, non coinvolto nel nuovo studio. “Nessuno riusciva a spiegare perché si trovasse lassù”.
 
Da ricerche precedenti condotte da Klaus Oeggl, esperto di Archeobotanica della Università di Innsbruck, in Austria, fra gli autori del nuovo studio, emerge che il tratto digestivo conservato di Ötzi conteneva non solo cibo, ma anche tracce di polline proveniente dall’ambiente in cui consumò i suoi ultimi pasti, che ha fornito una mappa approssimativa del suo ultimo viaggio.


Gli alpinisti Reinhold Messner, a destra, e Hans Kammerlander, ispezionano i resti mummificati di Ötzi, l’Uomo del ghiaccio, appena dopo la sua scoperta nel 1991. Fotografia di Paul Hanny, Gamma-Rapho/Getty

Campioni del retto di Ötzi e della parte inferiore del colon, che permettono di conoscere quale fu il cibo più antico da lui digerito, presentavano tracce di polline di pino e abete. Queste informazioni permettono di collocare Ötzi, a circa 33 ore dalla sua morte, in una foresta d’alta quota, vicino alla linea degli alberi, a circa 2.500 metri. Ma il tratto centrale del suo colon conteneva polline proveniente dal carpino nero e da altri alberi che crescono solo nelle foreste di altitudini più basse; ciò significa che è probabile che 9-12 ore prima della morte Ötzi affrontò una discesa di almeno 1.200 metri, forse per raggiungere il fondo di una valle. Secondo quanto emerge dall’analisi delle tracce di polline, Ötzi salì ancora e consumò il suo ultimo pasto in una foresta di conifere subalpine prima di arrampicarsi ancora più in alto fino al Giogo di Tisa, dove fu ucciso.
 
Tuttavia, non era del tutto chiaro se Ötzi avesse compiuto la sua ultima discesa/salita lungo le pendici verso sud, in quella che è oggi l’Italia, o verso nord, nell’attuale Austria. Vi sono solo alcuni possibili percorsi che avrebbe potuto compiere per raggiungere il luogo accidentato in cui morì.
 
“Non sapevamo esattamente dove andasse”, afferma Oeggl.
 
Muschi ed epatiche
Nel nuovo studio, il team internazionale di scienziati guidato da Dickson ha attinto dalle ampie indagini botaniche compiute dallo studioso nella regione e ha mappato la distribuzione di tutte le specie di muschi ed epatiche identificate nel tratto digestivo di Ötzi e nei sedimenti attorno al corpo (5mila anni fa la distribuzione di queste piante nelle Alpi era abbastanza simile a quella odierna).

Circa il 70% delle specie di briofite rinvenute all’interno e intorno ai resti di Ötzi rinvenuti ad alta quota non cresce sui piani altitudinali, le zone più alte in cui cresce la vegetazione alpina, che in questa parte delle Alpi inizia a circa 3mila metri. È possibile che alcune piante non endemiche siano state trasportate nel luogo della morte di Ötzi dal vento o da animali come pecore e uccelli. Ma i ricercatori affermano che la forte presenza di muschi di bassa quota – e non solo il muschio Neckera – sia da ricondurre al fatto che fu Ötzi a portarli sul posto. “La distanza è così ampia che non c’è altra spiegazione”.
 
Alcuni dei muschi trovati nel sito della morte di Ötzi – incluso il muschio piatto del genere Neckera – prosperano nella gola presente nella parte inferiore della Val Senales, in Trentino-Alto Adige, ma non vi è invece traccia in nessuna delle valli che si estendono nord. Secondo la mappa tracciata da Dickson, Ötzi, nel suo ultimo viaggio, sarebbe sceso fino al Senales prima di effettuare un’ultima scalata. L’uomo di ghiaccio sarebbe venuto a contatto con i muschi nella gola, e avrebbe fatto una piccola scorta, forse utilizzandolo per avvolgere il cibo o fasciare le ferite. Nella discesa, è possibile che Ötzi sia riuscito ad arrivare nel fondovalle della Val Venosta, a circa 800 metri di altitudine, dove avrebbe raccolto una specie di muschio di torba, Sphagnum affine. Dickson ipotizza che Ötzi conoscesse le proprietà antisettiche del muschio di torba e che lo abbia utilizzato per bendare la sua profonda ferita alla mano.
 
I risultati sono coerenti con il fatto che Ötzi fosse in qualche modo legato al sud dell’area. Per esempio, le evidenze isotopiche suggeriscono che sia cresciuto nel versante meridionale delle Alpi e che abbia vissuto gli ultimi mesi della sua vita in quella zona, afferma Zink.
 
Allo stesso modo, Ursula Wierer, archeologa della Soprintendenza Archeologia Belle Arti e Paesaggio per la città metropolitana di Firenze e per le province di Pistoia e Prato afferma che “vi sono molte evidenze a sostegno del fatto che l’uomo di ghiaccio visse nel versante meridionale delle Alpi e che abbia scalato quel versante della catena fino a giungere al luogo in cui morì”.

La recente analisi del kit di attrezzi di Ötzi effettuata da Wierer suggerisce che l’uomo fu colto alla sprovvista in un momento in cui le sue armi erano usurate. Secondo la studiosa, questo nuovo studio, cui non ha preso parte, rappresenta un’ulteriore conferma del fatto che Ötzi andò incontro a una morte violenta e “dimostra ancora una volta l’importanza degli studi archeobotanici per la ricostruzione degli ultimi giorni dell’uomo di ghiaccio”.
 
Le briofite, come i muschi e le epatiche, possono essere studiate solo in eccezionali casi di conservazione, come le paludi prive di ossigeno o, nel caso di Ötzi, di un valico ghiacciato. E dunque [questi casi] sono “davvero rari in Archeobotanica”, afferma Logan Kistler, curatore allo Smithsonian National Museum of Natural History di Washington, esperto di Archeobotanica e Archeogenomica.

“Le briofite non producono semi o polline, che tendono a preservarsi nei siti archeologici. Hanno invece la tendenza a conservarsi nell’ambiente per un tempo breve”. Il nuovo studio “dimostra quanto sia straordinario il sito di ritrovamento di Ötzi: è uno dei casi eccezionali che ci permettono di ricostruire la vita nel passato”.
 
 

Cacciatori di radioattività – National Geographic



È una competizione atipica quella che, dal 14 al 18 ottobre, ha riempito i cieli della Provenza: cinque elicotteri sorvolavano senza tregua, né apparentemente scopo, le colline boscose attorno alla cittadina di Orange. Nel loro ventre metallico, tecnici e scienziati contendevano lo spazio agli spettrometri gamma, impegnati in una vera e propria caccia al tesoro. Ad attenderli, nessun forziere bensì una piccola sorgente radioattiva nascosta dagli organizzatori. Tra i concorrenti spiccava RadGyro, un agile e compatto autogiro con il quale una squadra italiana ha partecipato, per la prima volta, alla serie di esercitazioni che ogni due anni valuta le capacità e la prontezza dei vari Paesi nel monitorare la radioattività. Sebbene le stazioni a terra rimangano le prime sentinelle della radioattività, le scansioni aeree sono infatti il metodo più pratico per monitorare aree vaste.

“L’obiettivo dell’International Intercomparison Exercises of Airborne Gamma-Spectrometric Systems non è vincere. L’importante è evitare di perdere” sorride Fabio Mantovani, professore di fisica presso l’Università di Ferrara e coordinatore del progetto ItalRad lanciato

nel 2012 come progetto premiale dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. Il programma è ambizioso: sorvolare l’intera Penisola per misurare palmo a palmo la radioattività naturale e dunque, redigere una carta nazionale dei livelli di base.

Dalla Spagna alla Russia, il continente europeo ospita quasi duecento reattori nucleari. Circa un terzo ha oltrepassato la soglia dei fatidici quarant’anni che rappresenta la vita operativa. “In caso di incidente, è possibile che il nostro Paese sia raggiunto da particelle radioattive. Attraverso le precipitazioni esse possono depositarsi sul suolo: senza un termine di paragone sarebbe impossibile individuare eventuali anomalie” prosegue il fisico.


Il Team italiano posa davanti al velivolo.

Forti del bagaglio tecnico maturato con ItalRad, i ricercatori del Tecnopolo Terra&Acqua Tech e del dipartimento di fisica e scienze della Terra dell’Università di Ferrara si sono presentati a Orange con curiosità ma anche consapevolezza dei propri mezzi, nonostante una filosofia del tutto diversa da quella delle altre squadre. L’equipaggio dell’autogiro italiano – mosca bianca in una competizione dominata da pesanti elicotteri civili o militari – è ridotto all’osso. Nella piccola cabina c’è spazio per il solo pilota mentre ingegneri, fisici e tecnici controllano da terra, in tempo reale, dati e immagini raccolti automaticamente dalla strumentazione di bordo. “A differenza degli altri gruppi, formatisi nell’ambito militare o dalla protezione civile, il nostro proviene dal mondo della ricerca. L’intero autogiro, dalla strumentazione di bordo ai software, è stato sviluppato appositamente per svolgere questo compito” ricorda Mantovani. Il differente approccio si riflette anche nei consumi: ogni ora, l’autogiro italiano consuma appena 25 litri di carburante contro i 700 litri del pesante elicottero MI-17 della squadra ceca.

Oltre alla ‘caccia al tesoro’, le squadre sono state impegnate in altre esercitazioni che avevano per obiettivo la calibrazione degli strumenti ma anche la valutazione delle procedure di campionamento e dell’abilità dei piloti. “Immaginate diverse persone impegnate a misurare lo stesso oggetto con dei metri da sarto, uno dei quali lungo 98 centimetri: chi dovesse riceverlo sbaglierebbe inevitabilmente la stima. Lo scopo di queste esercitazioni è accertarsi che tutti i metri da sarto misurino cento centimetri” spiega il fisico. L’omogeneità delle misure è fondamentale tanto a livello nazionale quanto, e soprattutto, in ambito internazionale: come insegna l’incidente di Chernobyl, la dispersione dei radionuclidi non rispetta i confini politici tracciati sulle mappe. Ecco perché l’uniformità di formati, scale di grandezza e perfino dei colori delle mappe non può essere lasciata al caso.


Una delle fasi di installazione e controllo dei componenti a bordo.

La stesura della carta nazionale della radioattività naturale nel frattempo prosegue: i fogli di Toscana, Umbria e Veneto sono già stati pubblicati mentre quelli di Marche e Sardegna lo saranno a breve. In parallelo, l’autogiro svolge anche altre attività. Infatti, lo spettrometro gamma è solo uno degli strumenti di cui è dotato. “RadGyro possiede sei antenne GPS, una camera multispettrale e una camera termica per misurare la temperatura al suolo con una precisione del centesimo di grado. Ma soprattutto, scatta foto in alta definizione con un dettaglio di 2 centimetri. Nessun drone oggi è in grado di fare simultaneamente queste misure durante un unico volo” conclude Mantovani.

Scoperto il luogo esatto di origine della nostra specie? Il dibattito resta aperto



Un polveroso strato bianco ricopre l’arido paesaggio del Makgadikgadi pan, una delle più estese saline al mondo, situata nel Botswana. Ma circa 200mila anni fa, quella che oggi appare come una tela bianca era probabilmente una florida zona umida, ricca di acqua e vegetazione. Questo lussureggiante paesaggio situato nel bel mezzo di un arido deserto sudafricano un tempo sarebbe stato un luogo ospitale per i primi esseri umani.
 
Ora, secondo un nuovo studio pubblicato su Nature, che ha suscitato un acceso dibattito, questa oasi, la zona umida dell’Okavango e del Makgadikgadi, non era un luogo qualsiasi in cui i primi uomini vissero: è qui che si fanno risalire le origini degli esseri umani moderni. I ricercatori hanno studiato il DNA mitocondriale – vale a dire il materiale genetico immagazzinato nei mitocondri all’interno delle cellule, che si trasmette di madre in figlio – degli attuali abitanti dell’Africa meridionale. Gli studiosi hanno poi stratificato i dati genetici analizzando il clima del passato e la linguistica moderna, oltre a osservare le differenze culturali e geografiche delle popolazioni locali.
 
I risultati dello studio suggeriscono che i cambiamenti climatici permisero ad alcuni rami filogenetici di diffondersi dalla zona umida a zone di nuova formazione ricche di vegetazione. Migliaia di anni dopo, un piccolo gruppo di questi individui finì probabilmente per lasciare l’Africa e per diffondersi in ogni angolo del mondo.
 
Tutti gli esseri umani hanno origine dalla stessa zona dell’Africa meridionale”, afferma Vanessa Hayes del Garvan Institute of Medical Research, in Australia, che ha condotto il nuovo studio.

Lo ricerca riaccende un dibattito sul luogo esatto dell’Africa in cui si originarono gli esseri umani moderni, suscitando aspre critiche da parte di diversi scienziati. Questi ultimi sottolineano che sebbene in tutti gli esseri umani moderni il DNA mitocondriale sia stato trasmesso da un antenato comune – quello che gli studiosi hanno soprannominato Eva mitocondriale – si tratta solo di una piccola parte del nostro materiale genetico. Dunque, anche se la presunta popolazione di primi esseri umani rappresenta la fonte del nostro DNA mitocondriale, è probabile che altre popolazioni abbiano contribuito a dare origine al nostro pool genico attuale.
 
“Le conclusioni tratte analizzando i dati del DNA mitocondriale sono essenzialmente errate”, afferma Mark Thomas, genetista dell’evoluzione della University College di Londra, aggiungendo che a suo parere lo studio era pura e semplice “narrazione”.
 
Eppure Rebecca Cann, genetista dell’Università delle Hawaii, a Manoa, uno dei revisori dell’articolo scientifico, fra i pionieri dello studio del DNA mitocondriale, definisce la nuova ricerca innovativa, in quanto interseca discipline diverse, in cerca di risposte.
 
“Lo studio avrà l’effetto di riaccendere la discussione e di incoraggiare il proseguimento delle ricerche”, afferma. Anche se lo studio non è perfetto, “contribuirà a farci compiere ulteriori passi  in avanti”.
 
Enigma genetico
 
L’albero genealogico degli ominini ha radici profonde in Africa. Il primo fossile rinvenuto finora appartenente al genere Homo è un frammento di mascella risalente a 2,8 milioni di anni fa scoperto nell’Africa orientale. La nostra specie, Homo sapiens, ha fatto la sua apparizione nell’albero genealogico umano solo a un certo punto, almeno 260milioni di anni fa, quando si verificò la divergenza fra specie arcaiche e Sapiens. Resta tuttavia ancora aperto il dibattito su quale sia stato il luogo dell’Africa in cui tale divergenza avvenne.
 
Infatti, in tutta l’Africa sono stati rinvenuti fossili riconducibili sia a esseri umani moderni, sia a ominini più antichi: dai resti rinvenuti a Florisbad, in Sudafrica, 260mila anni fa, e quelli scoperti in Etiopia 195mila anni fa, ai fossili ritrovati nel sito marocchino di Jebel Irhoud, risalenti a 315mila anni fa.
 
E mentre la ricerca di DNA antico continua, molti studiosi si sono dedicati allo studio del  variegato patrimonio genetico delle popolazioni africane. Una delle linee filogenetiche che si avvicina all’origine del nostro DNA mitocondriale si trova generalmente nelle popolazioni che vivono nell’Africa meridionale, e in particolare nei KhoeSan, popolazioni di raccoglitori, pastori e cacciatori la cui lingua include tra i suoi suoni gli schiocchi della lingua contro il palato o i denti per riprodurre le consonanti. Molte ricerche del passato, fra cui alcune in cui Hayes ha dato il suo contributo, si sono maggiormente dedicate allo studio delle tracce lasciate in passato dai Sapiens, piuttosto che concentrarsi sullo studio dell’albero evolutivo della nostra specie.
 
In questo nuovo studio, invece, Hayes e i colleghi volevano comprendere esattamente quale fosse l’origine di questa linea filogenetica. Per colmare alcune lacune presenti nel record genetico, i ricercatori hanno sequenziato il DNA mitocondriale di 198 individui provenienti dalla Namibia e dal Sudafrica, alcuni dei quali identificati come KhoeSan, e hanno incrociato questi dati con quelli precedentemente raccolti, per un totale di 1.217 individui. Successivamente hanno raggruppato le popolazioni dell’Africa meridionale per etnia e linguistica allo scopo di individuare la provenienza degli individui oggi caratterizzati da linee filogenetiche che si avvicinano all’origine del nostro DNA mitocondriale. Per fare ciò, hanno costruito un albero genealogico che ripercorre le relazioni genetiche mitocondriali risalenti a circa 200mila anni fa, vale a dire all’origine della nostra specie.
 
Le analisi hanno rivelato che per circa 70mila anni le prime popolazioni umane non si spostarono. L’analisi climatica ha rivelato che le ampie zone umide che si estendevano attraverso il Botswana avrebbero potuto costituire un territorio accogliente per i primi umani. Ma successivamente, fra circa 130mila e 110mila anni fa qualcosa cambiò: “Iniziarono a originarsi nuove linee evolutive umane”, afferma Hayes.
 
Lo studio suggerisce che durante quel periodo si aprirono probabilmente corridoi verdi, prima a nord-est e poi a sud-ovest, il che potrebbe aver incoraggiato alcuni gruppi a migrare in quelle zone, in alcune delle quali i loro discendenti vivono ancora oggi. Hayes, che ha lavorato a lungo con individui provenienti da tutta l’Africa meridionale, subito dopo aver condotto l’analisi, ha discusso i risultati con i partecipanti allo studio.
“Sono stati i primi cui sono stati comunicati i risultati dello studio. Ed erano entusiasti di conoscere la loro storia”, afferma”.
 
Eva mitocondriale
 
Il nuovo studio si concentra soprattutto sull’analisi delle popolazioni africane odierne, cui è stata data scarsa attenzione in molti studi genetici del passato. “Come tutti ammettono, studiamo gli europei da troppo tempo”, afferma Joshua Akey, genetista dell’Università di Princeton. “Con il proseguimento della ricerca e l’analisi di una diversità genomica sempre maggiore, riusciremo a comprendere in modo più chiaro e approfondito la storia umana”.
 
A grandi linee, i risultati della nuova ricerca dipingono un quadro simile a quello delineato da studi pubblicati in passato: le popolazioni odierne del Sudafrica sono caratterizzate da linee filogenetiche che si avvicinano all’origine del nostro DNA mitocondriale. Ma i dettagli del nuovo studio rimangono poco chiari, afferma John Hawks, paleoantropologo dell’Università del Wisconsin-Madison.
 
È difficile sapere se le popolazioni che vivono in quelle regioni oggi siano le stesse di quelle di centinaia di migliaia di anni fa, afferma. È possibile che la risposta sia da ricercare nelle migrazioni di massa nell’Africa meridionale, che è la pista seguita dai ricercatori. Ma può anche darsi che la genetica mitocondriale portasse con sé una qualche sorta di beneficio, permettendo al DNA di diffondersi senza che si verificassero grandi migrazioni della popolazione.
 
“Lo studio permette di mettere bene a fuoco una parte dell’intera storia dell’evoluzione. E tutto ciò è davvero straordinario”, prosegue Hawks. “Ma è importante conoscerla tutta a fondo”.
 
Il DNA mitocondriale costituisce solo una minima parte dei nostri genomi; contiene infatti circa 16.500 paia di basi, mentre il DNA nucleare ne contiene più di tre miliardi, afferma Carina Schlebusch, genetista dell’evoluzione all’Università di Uppsala, in Svezia. Conoscere del tutto i nostri genomi è invece storia più complessa. I ricercatori hanno costruito simili alberi filogenetici a partire dal DNA contenuto nel cromosoma Y, che costituisce il materiale genetico presente negli uomini. Sebbene i dettagli rimangano poco chiari, lo studio suggerisce l’esistenza di una linea filogenetica molto antica da cui discendono alcuni esseri umani moderni che oggi vivono nel Cameroon, in Africa occidentale.
 
Rintracciare questi antenati non è semplice, poiché è estremamente complesso individuare il DNA nucleare. Ciò che sappiamo studiando i genomi completi degli africani è che i risultati di questo studio non sono del tutto coerenti con le ricerche del passato, che puntano allo studio delle origini dell’uomo in Sudafrica, dichiara Brenna Henn, genetista delle popolazioni dell’Università della California a Davis, che ha studiato a fondo la storia della popolazione africana.
Eppure gli scienziati stanno scoprendo nuovi modi di studiare il DNA nucleare. Anche se non basta semplicemente osservare il codice genetico e leggerlo come fosse un libro: per comprenderne il significato occorre un complesso lavoro di elaborazione e realizzazione di modelli, e le ipotesi formulate durante l’analisi possono influenzare i risultati.
 
E alcuni indizi ci dicono che c’è ancora molto da imparare. Numerosi studi puntano alla presenza di popolazioni “fantasma” che si sarebbero ramificate in un periodo ancora precedente, che si sono mescolate con la nostra specie, lasciando piccole tracce di DNA in alcuni gruppi africani.
 
“Non sappiamo chi fossero, ma sappiamo che i loro genomi sono stati trovati di recente in individui moderni”, afferma Hawks.
 
L’origine della specie
 
La complessità del nostro quadro evolutivo ha condotto, di recente, molti ricercatori ad abbandonare l’idea che gli esseri umani moderni si siano originati da un unico luogo, da cui si è poi originato un albero genealogico globale. Piuttosto, suggeriscono che la nostra specie si sia evoluta a partire da diversi luoghi dell’Africa, come una sorta di rete o flusso d’acqua a canali intrecciati con diversi immissari, deviazioni e rivoli d’acqua che si ricongiungono.
 
“Non vedo alcun motivo per legarsi a un luogo particolare”, afferma Thomas, fra gli autori di un recente studio che ha messo in dubbio che l’origine della nostra specie fosse riconducibile a un unico luogo.
 
Gli autori del nuovo studio riconoscono che la nostra specie potrebbe aver avuto origine da più luoghi. Ma non ci sono ancora dati sufficienti in grado di dimostrare con certezza che tale ipotesi è corretta, afferma Eva Chan, studiosa di genetica statistica del Garvan Institute of Medical Research, in Australia, fra gli autori dello studio. Nel suo ultimo lavoro ha tentato di colmare alcune lacune nel quadro della nostra storia evolutiva adottando un approccio interdisciplinare.
 
“Ciò non vuol dire che adesso il quadro sia completo: avendo a disposizione maggiori dati, cambierà ulteriormente”, afferma.
 
Il lavoro ruota intorno alla definizione, sempre più confusa, di specie. Agli esseri umani piace fissare gli eventi in categorie precise, ma non è così che funziona la natura, afferma Schlebusch. Non esistono confini ben definiti fra una specie e la successiva, tutto si gioca nei toni del grigio.
 
Il dibattito sulle origini della nostra specie andrà certamente avanti. A differenza di altri campi di ricerca, la genetica dell’evoluzione non si può verificare tramite esperimenti, prosegue Akey. Ma, ancora una volta, forse gli scienziati devono ripensare interamente il dibattito.
 
“Forse la domanda che stiamo ponendo non è quella corretta: dovremmo porcene una meno dettagliata”, conclude.

Nuovi fossili raccontano la ripresa della vita dopo la caduta dell’asteroide



Le centinaia di fossili rinvenuti in Colorado offrono un’istantanea della ripresa della vita all’indomani dell’estinzione di massa che mise fine all’era dei dinosauri. Lo riferiscono i paleontologi che hanno portato alla luce i fossili, preservati in modo straordinario, di almeno 16 specie di mammiferi, oltre a resti di tartarughe, coccodrilli e piante vissuti nei primi milioni di anni dopo quella catastrofe globale.

L’improvvisa scomparsa di molte specie fossili è la prova che la vita sulla Terra subì un duro colpo 66 milioni di anni fa, quando un grande asteroide colpì il Pianeta. In seguito a questo evento, circa i tre quarti delle specie si estinsero, compresi quasi tutti i dinosauri che avevano dominato il Pianeta. Tuttavia, per la delusione di molti paleontologi, restava scarsa la documentazione fossile riguardante il periodo immediatamente successivo all’evento di estinzione di massa. Almeno finora.

I nuovi reperti fossili,

descritti di recente su Science, rivelano alcuni dettagli chiave sul ripopolamento della Terra in seguito alla caduta dell’asteroide. Per esempio, quelli che riguardano la straordinaria crescita che interessò i mammiferi nei primi 300mila anni dopo la catastrofe.

Racchiusi nella roccia

Questo tesoro paleontologico è stato scoperto adottando un metodo di ricerca dei fossili che Tyler Lyson, paleontologo del Denver Museum of Nature and Science, fra gli autori dello studio, aveva appreso da un collega sudafricano. Nelle pianure battute dal vento della parte occidentale del Nord America, i cacciatori di fossili spesso sperano di riuscire a individuare i fossili perché visibili sul terreno. Ma i paleontologi vanno inoltre alla ricerca di concrezioni, vale a dire rocce che si formano attorno ad antiche ossa.

Quando iniziarono a prestare attenzione a queste rocce, Lyson e il collega Ian Miller, paleobotanico del Denver museum, fra gli autori dello studio, scoprirono i fossili nel sito di Corral Bluffs, un affioramento roccioso nel Bacino di Denver, a est di Colorado Springs, dove in precedenza non avevano compiuto alcuna scoperta.

“Ho aperto una concrezione, notando la presenza di un cranio”, ricorda Lyson. “Poi mi sono guardato intorno e ho visto concrezioni disseminate per tutto il paesaggio: in pochi minuti abbiamo trovato quattro o cinque crani di mammifero”.
Tornati in laboratorio, ai paleontologi fu chiaro che le dimensioni dei mammiferi, nei primi milioni di anni dopo l’estinzione di massa, erano aumentate in modo straordinario.

I mammiferi più grandi sfuggiti all’estinzione di massa pesavano al massimo circa 500 grammi. Ma solo 100mila anni dopo, le specie più grandi fra i loro discendenti pesavano quasi sei chili, come un procione attuale. E nei 200mila anni successivi, “i mammiferi più grandi avevano triplicato il loro peso, fino a superare i 20 chili”, afferma Lyson. Il che significa che avevano lo stesso peso di un castoro americano e pesavano di più di qualsiasi mammifero esistente prima dell’estinzione.
Cambiamenti che hanno un senso, dal momento che questi mammiferi non avrebbero più dovuto competere con i famelici dinosauri, o nascondersi da loro. Ma i fossili di piante rinvenuti a Corral Bluffs rivelano una storia ancora più interessante.


Il paleontologo Tyler Lyson mostra una concrezione che rivela la sezione trasversale di un cranio di un vertebrato sopravvissuto all’estinzione di massa che si verificò 66 milioni di anni fa. Fotografia di Hhmi Tangled Bank Studios

Noci e fagioli

Durante l’estinzione di massa, scomparve la metà di tutte le specie vegetali. I piccoli mammiferi che sopravvissero erano probabilmente onnivori che si cibavano di insetti, dato che le felci – le prime piante a essere rinvenute – non erano molto nutrienti.
Le palme riapparvero in seguito, ma fu probabilmente la diversificazione degli alberi della famiglia delle Juglandaceae, cui appartiene l’albero di noci, che permise ai mammiferi di superare le dimensioni dei loro antenati; l’aumento del peso corporeo dei mammiferi che si verificò 300mila anni dopo la catastrofe è coerente con la comparsa di polline fossile proveniente dalle piante di questo gruppo.
 
Il mammifero più grande di questo periodo rinvenuto nel Bacino di Denver era Carsioptychus, un  antico parente degli ungulati odierni.
“I suoi premolari erano molto grandi e piatti, caratterizzati da strane pieghe; ecco perché da sempre si ipotizza che questi animali si nutrissero di cibi duri, come le noci”, spiega Lyson.
 
Circa 400mila anni dopo, alcuni mammiferi divennero ancora più grandi, con un peso che superava i 45 chili, simile a quello dell’antilocapra. La loro comparsa coincide con l’apparizione di fossili dei primi rappresentanti delle Leguminose, compresi le foglie e i baccelli ricchi di proteine di cui molti erbivori andavano ghiotti.
 
“Siamo rimasti sorpresi dal modo in cui tutto acquisiva un senso”, afferma Lyson.
Un’analisi delle foglie fossili trovate a Corral Bluffs suggerisce inoltre che vi furono tre periodi di significativo riscaldamento del Pianeta nei milioni di anni dopo l’estinzione di massa. Almeno due di questi sembrano essere connessi a questi notevoli cambiamenti nella vegetazione che potrebbero aver preceduto i maggiori cambiamenti nelle dimensioni corporee dei mammiferi.
 
“L’ipotesi secondo cui i mammiferi aumentarono di dimensioni circa 300mila anni dopo [l’estinzione di massa] non è nuova”, afferma Jaelyn Eberle, paleontologa del Museo di Storia Naturale dell’Università del Colorado a Boulder, non coinvolta nello studio. “Ciò che era importante comprendere era la ragione di tale aumento di dimensioni, e questo studio ci permette di avvicinarci alla risposta, mettendo in correlazione dimensione del corpo, diversità della vegetazione e riscaldamento climatico”.
 
“La lezione che dobbiamo cogliere riguarda il fatto che non siamo in grado di comprendere le estinzioni o il ripopolamento limitandoci a osservare una sola zona del Pianeta”, prosegue Courtney Sprain, esperto di geocronologia dell’Università della Florida.

Fossili di uccelli

David Archibald, paleontologo della San Diego State University, ritiene le scoperte davvero straordinarie ed è convinto che le conclusioni cui sono giunti gli autori siano esatte. Ma avverte che “per quanto notevoli, questi risultati provengono da un’area geografica limitata. Potremmo essere tentati di estenderli a livello globale, ma sarebbe prematuro”.
Il crescente interesse per le concrezioni nei siti fossili di tutto il mondo potrebbe aiutare a rafforzare le conclusioni cui giunge questa scoperta, afferma Lyson.
 
“Un collega senior che ho condotto sul sito, autore del ritrovamento di straordinari fossili, ha affermato: ‘Mi viene voglia di tornare in tutti i siti che ho esplorato e di approfondire le ricerche. Sono convinto che se adesso si presterà maggiore attenzione alle concrezioni, ne troveremo altre in altri siti’”.
 
Nel frattempo, lo studioso e i suoi collaboratori saranno impegnati per anni nel descrivere alcune delle nuove specie identificate – inclusi due mammiferi – e nella ricerca di fossili nelle centinaia di concrezioni che non sono state ancora aperte.
 
“Mi piacerebbe trovare fossili di uccelli, dato che questo è stato un periodo importante anche per loro”, afferma Lyson.
 

La differenza tra l’olio extra vergine di oliva e l’olio d’oliva

L’olio non è tutto uguale o meglio, l’olio deriva dall’oliva ma poi si possono ottenere l’olio extra vergine di oliva e l’olio d’oliva. Non si tratta dello stesso prodotto. Quello che crea la differenza sono le diverse proprietà organolettiche e non solo. Facciamo chiarezza.

La differenza tra gli oli

Sia l’olio EVO che quello d’oliva derivano certamente dalla spremitura delle olive, quindi dallo stesso frutto. Ma i diversi tipi di olio in commercio differiscono dal grado di acidità e nelle qualità organolettiche. L’olio extra vergine viene estratto tramite strumenti meccanici a freddo, con temperature che non superano i 27 gradi. Inoltre esso ha un livello di acidità che si attesta attorno allo 0,8%. L’olio di oliva invece è una miscela, la quale si compone di olio raffinato e olio vergine. Il primo è ottenuto con sostanze chimiche. L’olio così composto ha un livello di acidità che non deve essere superiore all’ 1%. Per quanto riguarda i sapori, quelli dell’olio EVO sono più articolati, è fruttato, amaro e leggermente piccante. Invece l’olio d’oliva risulta avere un sapore più piatto. 

Altre differenze

Per quanto riguarda l’olio vergine, non extra, anch’esso è ottenuto con spremitura meccanica ma ha un livello di acidità che non deve superare il 2%. Questo significa comunque che saper riconoscere un olio extra vergine dagli altri, è importante ed è opportuno rivolgersi per l’acquisto a chi si occupa della vendita di olio online. Occorre insomma prestare attenzione alle etichette e leggere anche la data di scadenza riportata. Un olio extra vergine d’oliva è il solo indicato per essere assunto sulle insalate e sui cibi freschi, anche quelli non cotti. Inoltre, bisogna diffidare dalle bottiglie di olio che costano troppo poco. Spesso contengono olio d’oliva miscelato, in cui sono state utilizzate anche composizioni chimiche oppure hanno subito processi di raffinazione.