giovedì 27 dicembre 2018

Etna, Stromboli, Marsili. Che succede?

Che la geologia italiana sia piuttosto bizzarra, è ormai noto anche ai non addetti ai lavori. Ma era da tempo che non si verificavano così tanti episodi contemporaneamente: terremoto, eruzione dell’Etna, attività dello Stromboli. Cosa sta succedendo? Sfatiamo subito un vocio che si fa insistente nelle ultime ore: il nesso fra i tre episodi non esiste, o meglio, esiste solo per le prime due situazioni, mentre lo Stromboli è un mondo a sé. Anche se, nell’insieme, rappresentano una delle aree sismologicamente più attive del pianeta.  Legate al progressivo scontro che sta avvenendo fra la placca euroasiatica e quella africana. Per ciò che riguarda l’Etna, sotto osservazione è una faglia conosciuta, e da tempo monitorata: la faglia di Fiandaca. Quando l’energia sprigionata dalle viscere della Terra parte da lì, sismologi e vulcanologi rizzano le antenne. Non per incutere paure inutili, ma perché si sa che in quel punto le masse rocciose sono in continuo assestamento. Il rimando è al 1984, quando un evento sismico provocò un morto a Zafferana Etnea. Oggi, però, il timore è che questi sussulti possano anticipare l’apertura di nuove bocche a quote minori, rispetto al cratere principale. L’Etna ribolle da sempre, ma nel 1984 si susseguirono due forti scosse, una del settimo e una dell’ottavo grado della scala Mercalli; e provocarono ingenti danni; con la distruzione pressoché totale della frazione di Fleri, piccolo centro a ventidue chilometri da Catania. Non è l’unica faglia che gracchia sotto il più grande vulcano d’Europa. Ce ne sono numerose. La faglia Pernicana a Nord e il cosiddetto “sistema delle Timpe” a Sud, rappresentano i punti nevralgici del quadro tettonico siciliano. Gli studiosi fanno inoltre notare che, in media, ogni quindici anni, si verificano gravi danni intorno all’area del vulcano, gravissimi ogni trenta. Esiste, dunque, una certa ciclicità, che risponde ad accumuli standardizzati di energia nel sottosuolo, che a ondate periodiche, vengono rilasciate in superficie. Questa volta l’ipocentro è stato registrato ad appena un chilometro di profondità. Com’è tipico dei terremoti vulcano-tettonici, legati alla risalita di magma dal cuore del pianeta. Fenomeni iniziati qualche giorno fa. Preceduti, appunto, da un lungo sciame sismico. E poi la frattura eruttiva nella zona del cratere sud-est, con deflagrazioni e conseguente innalzamento di una vasta nube di cenere. Manifestazioni geologiche che, in ogni caso, non sono direttamente collegate con lo Stromboli e tantomeno con la frana sottomarina del vulcano Krakatoa, dall’altra parte del mondo; che ha causato decine di vittime in Indonesia il 22 dicembre. Del resto lo Stromboli ha una natura completamente diversa dall’Etna. Si trova in una zona geotettonica differente, ed è caratterizzato da un vulcanismo di tipo stromboliano; tipicamente esplosivo, vagamente simile a quello del Vesuvio, mentre l’Etna è di tipo effusivo ed è più facile da gestire (per via di magmi più basici). Il vulcano delle Eolie ha ripreso la sua attività con lancio di lapilli, e lo stato di allerta è passato dal verde al giallo. Anche in questo caso, c’è un po’ di preoccupazione, ma la situazione è sotto controllo. L’eruzione sta avvenendo in corrispondenza della base meridionale, dove si è aperto un nuovo cratere. Non ha relazione con l’Etna. Piuttosto potrebbe averle con il più vicino Marsili. Poco conosciuto, la sua bocca principale si trova a circa quattrocento metri sotto il livello del mare. In pieno Tirreno. Gli studiosi lo conoscono da meno di cento anni, ma sanno che dallo scorso anno la sua attività sismica si è riaccesa. I terremoti sono diventati più frequenti, e spaventa l’idea di un’eruzione sottomarina potenzialmente in grado di sviluppare uno tsunami in grado di raggiungere le coste nazionali in meno di mezzora.

mercoledì 26 dicembre 2018

Tsunami in Indonesia: ecco i motivi

Il riferimento è a una delle aree sismiche più sensibili del pianeta: quella che mette in comunicazione Sumatra con l’isola di Giava. Qui la piattaforma della Sonda, una sorta di prolungamento dell’Asia continentale, si scontra con la placca del Pacifico, formando e distruggendo nuova crosta terrestre. Secondo un principio consolidato che spiega la genesi dei continenti, maturato dallo scienziato tedesco Alfred Wegener nel 1912. In particolare, il vulcano battezzato Anak Krakatau (figlio del Krakatoa), è quel che rimane di una gigantesca esplosione vulcanica avvenuta nel 1883; e che causò un boato udibile fino a 5mila chilometri di distanza, generando uno tsunami con onde alte quaranta metri, in grado di raggiungere la velocità di 300 chilometri all’ora. L’episodio di ieri è stato meno imponente, ma comunque catastrofico. Con onde alte venti metri e probabili frane sottomarine. Non si spiegherebbe altrimenti il silenzio dei sismografi che inizialmente avevano suggerito un generico innalzamento del livello marino, riconducibile a un comune evento mareale. E invece non è stato così. Non ci sono ancora conferme, ma di fronte a un simile aumento del livello delle acque, il problema potrebbe essere imputabile proprio a movimenti rocciosi sottomarini, non registrati dai sismografi. O addirittura potrebbe essere stata la combinazione simultanea di entrambi i fenomeni, alta marea e frana sottomarina, affiancati da una condizione atmosferica favorevole al movimento delle acque verso la terraferma. La tesi della frana sottomarina è sposata anche dagli scienziati della Sapienza di Roma; che riferiscono di un caso simile registrato nel 2002 alle pendici dello Stromboli, nel Tirreno, con onde alte dieci metri; provocato appunto dal collasso di materiale roccioso. Parrebbe, in compenso, escluso l’evento sismico. Gegar Prasetya, cofondatore del Tsunami Research Center, in Indonesia, asserisce che sabato non ci sia stato alcun terremoto, e che dunque l’unico responsabile dell’evento naturale potrebbe essere il vulcano Anak Krakatau. “L’eruzione deve avere reso instabile i pendii del vulcano, e probabilmente un fianco della montagna è crollato su se stesso”, dice Prasetya. E non si esclude che eventi del genere possano essersi verificati nel passato recente, quando le coste non erano ancora occupate da abitazioni. Controverso il parere di Rudi Suhendar, responsabile dell’Agenzia geologica dell’Indonesia. Secondo lo scienziato non c’entrano né il terremoto, né il vulcano, ma solo le condizioni metereologiche. Si appella al fatto che negli ultimi giorni sia caduta nel sud est asiatico molta pioggia, che potrebbe avere in qualche modo innescato l’onda anomala. In queste ore, proprio a causa del maltempo, stanno proseguendo con fatica le ricerche, per dare un senso a questo nuovo episodio catastrofico in una zona già pesantemente martoriata dalle bizzarrie della natura. Rimando non solo al clamoroso boato di fine Ottocento, ma anche a continui fenomeni tellurici ed eruttivi che contraddistinguono il vulcano dagli anni Cinquanta a oggi. Si stima che la montagna cresca di tredici centimetri alla settimana; confermando il grande dinamismo della crosta sottostante. Influenzata dai movimenti del mantello, che comunicano con l’esterno attraverso moti convettivi, che spingono verso l’alto il magma. Dal 2007 si può dire che il vulcano non stia fermo un attimo. Liberando in continuazione gas, ceneri e lapilli. Da tempo gli scienziati suggeriscono di mantenersi ad almeno tre chilometri di distanza dal vulcano. Ieri, l’ultima drammatica sentenza dell’Anak Krakatau.

La verità sulla "stella" cometa



Natale, uguale stella cometa. Ma come sempre l’immaginario collettivo, la tradizione, mal si sposa con il pensiero scientifico, con l’astronomia, in questo caso. Le comete non sono stelle, sono corpi rocciosi rivestiti di ghiaccio che girano intorno al sole seguendo orbite fortemente ellittiche. Si dice che fu un corpo del genere a indicare ai re Magi la grotta nella quale Gesù venne al mondo. I dubbi, però, permangono. La cometa di Halley transitò nel 12 a.C., ma il Messia nacque almeno cinque anni dopo; e non risultano altri passaggi simili negli anni successivi. Si è giunti così all’esplosione di una supernova e poi all’allineamento di alcuni importanti pianeti del sistema solare. Alla fine non c’è tesi che convinca tutti. E allora ancora una volta, in occasione delle festività natalizie, ci piace continuare a far finta che non esista un’opinione scientifica, e così rivivere le atmosfere che da secoli rappresentano il sapore natalizio, almeno per i paesi occidentali. Sul piano della ricerca, però, è cambiato molto da quando il teologo Emanuel Swedenborg e il filosofo Immanuel Kant tentarono per primi di dare un senso alla genesi del sistema solare; riferendo di un proto sole, derivante da un collasso gravitazionale di materia, una nebulosa stellare. Le comete non le avevano contemplate, ma oggi sappiamo che proprio queste ultime rappresenterebbero gli oggetti più antichi dell’angolo di cosmo che ci ospita. Gli studiosi riferiscono della misteriosa nube di Oort, situata a circa 50mila unità astronomiche dal sole (un’unità astronomica corrisponde a 150 milioni di chilometri). Difficile poterla studiare nei dettagli, ma l’ipotesi più plausibile è che possa essere assimilata a una sorta di deposito cometario. In pratica è da qui che partirebbero le comete. O meglio, è da qui che, per dinamiche non ancora del tutto chiarite, come particolari perturbazioni gravitazionali della Via Lattea, uscirebbero dai binari tradizionali per puntare verso il sole; dove, come è noto, per via del calore, verrebbero completamente trasformate in palle di ghiaccio con la coda. Dallo strato più esterno della nube di Oort, partirebbero le comete a lungo periodo, che girano intorno alla nostra stella in più di duecento anni, in certi casi in milioni di anni. Dallo strato più interno, detto anche nube di Hills, che finisce per fondersi con la fascia di Kuiper (altro serbatoio cometario), quelle a corto periodo, con rivoluzioni inferiori ai duecento anni; la cometa di Halley, che giungerà di nuovo alle nostre porte nel 2061, è ascrivibile a questa categoria. E ci sono casi estremi di comete con periodi ancora più brevi: come la cometa di Encke che compie un completo giro intorno al sole ogni 3,3 anni. Risultati figli di calcoli matematici e dell’azione dei telescopi. Benché da una quarantina di anni si abbia fatto di meglio. Come atterrare, letteralmente, su una cometa. È l’esperienza maturata dalla missione Rosetta. Portata a termine da un paio di anni. Con essa, l’Agenzia Spaziale Europea, ha preso d’assalto la cometa 67P/Churymov-Gerasimenko; con un periodo orbitale di 6,45 anni, e dunque semplice da tenere sotto controllo. Il lander Philae ha assolto l’arduo compito, staccandosi dalla sonda Rosetta, e di fatto mettendo in pratica il primo accometaggio della storia. Un’operazione di alta ingegneria spaziale. Philae ha infatti abbandonato la sonda madre a 22,5 km di distanza dalla cometa, colpendola alla velocità di 1 km al secondo. Numeri infinitesimali (almeno in termini spaziali), che provano i notevoli progressi della ricerca cosmologica. Compito del lander, l’analisi della composizione della cometa, comprese particelle lunghe dieci micron (un millesimo di millimetro) e la scoperta di dinamiche legate al suo costante movimento intorno al sole. Si è visto che la polvere rilasciata dal corpo spaziale è costituita per il 50% da anidride carbonica e ossido di carbonio. Molecole individuate anche sulla cometa di Halley. Ci sono poi i silicati, composti molto abbondanti anche sulla Terra. E soprattutto tracce di amminoacidi. Di cui – nonostante le indicazioni della missione Stardust della Nasa, che per prima scrutò le polveri cometarie – solo ora abbiamo la prova tangibile. Si tratta dell’amminoacido glicina, il più semplice dei venti esistenti, fondamentale per le proteine animali. Indicazione importante a favore della tesi della panspermia, secondo la quale le prime molecole organiche che hanno generato la vita, arrivarono dallo spazio. Il futuro? Si continuerà a fare luce sui misteri delle comete nei laboratori di mezzo mondo, ma per sapere della prossima importante missione spaziale, bisognerà aspettare il prossimo anno. Al vaglio della Nasa, infatti, ci sono due possibilità: l’esplorazione di Titano, satellite di Saturno; o il ritorno sulla cometa 67P, tramite una sonda progettata nell’ambito della missione Comet Astrobiology Exploration Sample Return (Caesar), gestita dal Goddard Space Flight Center. Scopo dell’iniziativa, che non potrà attuarsi comunque prima del 2020, portare sulla Terra dei campioni di cometa, e così mostrare i cambiamenti subiti da questi corpi durante i passaggi vicino al sole; e sulla quantità di acqua presente, altra molecola fondamentale per l’abiogenesi.

La cometa di Natale
Perplessità a parte, capita a pennello una cometa in questi giorni; che tutti possiamo osservare a occhio nudo, puntando lo sguardo verso l’alto. Si chiama 46P/Wirtanen, e si trova a soli 18 milioni di chilometri dalla Terra. Il 12 dicembre raggiungerà la minima distanza dal sole e il 16 sarà a un passo dal nostro pianeta (11,5 milioni di km di distanza). Solo il piccolo inconveniente della Luna, che farà molta luce rischiando di compromettere la visibilità (il 22 è prevista luna piena). Dicembre sarà un mese propizio anche per le stelle cadenti (che in realtà non sono stelle ma meteoriti). Le Geminidi, nella costellazione dei Gemelli, non hanno nulla da invidiare alle Persiadi che durante la notte di San Lorenzo, ad agosto, rischiarano i nostri cieli, promettendo di esaudire l’ultimo nostro desiderio. 

E quella extrasolare
Ancora più affascinanti, comunque, sono le comete che provengono da un’altra stella. È il caso di Oumuamua, avvistata per la prima volta nell’ottobre 2017, grazie all’azione del telescopio Pan-Staars 1. Le analisi hanno mostrato una cometa lunga ottocento metri, potenzialmente dieci volte più luminosa di quelle presenti nel sistema solare. Secondo gli studiosi, Oumuamua, avrebbe viaggiato nel cosmo per milioni di anni, prima di essere “captata” dalla gravità solare. Astronomical Journal riferisce di un corpo caratterizzato dalla capacità di espellere gas a grande velocità; ottenendo una forte spinta propulsiva, concettualmente assimilabile al lavoro compiuto dai motori dei razzi.

L’irrazionalità del passato
Secoli fa non potevamo saperne delle comete; e quindi si cercava di spiegarle associandole a qualcosa di soprannaturale. Il loro arrivo doveva sempre essere legato a un avvenimento particolare. La cometa dei vangeli è solo una fra le tante. I primi rimandi alla quotidianità risalgono probabilmente agli assiro-babilonesi, che iniziarono seriamente a scandagliare il cielo. Poi altri popoli dell’antichità come i caldei e gli egizi. Con i greci si tentò di dare a questi oggetti cosmici un senso razionale, e le comete vennero considerate alla stregua di pianeti un po’ particolari. Nel medioevo si torna alla superstizione. Milano, anno 1316. Il cielo ospita una misteriosa luce. È una cometa, e di lì a poco scoppierà la peste.

giovedì 8 novembre 2018

L'intelligenza delle piante


È già difficile dare un senso all’intelligenza umana, figuriamoci a quella delle piante. Tuttavia è proprio qui che intendono arrivare i ricercatori, all’indomani di un articolo pubblicato dalla rivista specializzata Trends in Plant Science. Secondo gli esperti, infatti, il mondo della piante risente dell’antropocentrismo ed è quindi vittima di pregiudizi che affondano le loro radici agli albori della ragione umana. Gli animali, e quindi l’uomo, sì, i vegetali no. La pensavano così anche i greci. Le piante? Stanno ferme, non emettono suoni, non si lamentano, sono più simili a un cristallo di quarzo che non a un essere in grado di compiere un vero metabolismo. Ma oggi le cose stanno cambiando, al punto che è nata una nuova disciplina: la neurobiologia vegetale. Ahia. Primo step che lascia attoniti. Neuro deriva da nervo e come è noto gli alberi non possiedono nervi; come è possibile parlare di intelligenza vegetale? Il problema è che non esiste una certificazione o una legge, che possa chiarire dal punto di vista scientifico il concetto di intelligenza. Da quello prettamente biologico, di fatto, intelligente è la specie che riesce ad adattarsi meglio e a sopravvivere per più tempo; scongiurando colli di bottiglia che possano assottigliare il numero degli individui anticipando l’estinzione. Noi viviamo da poco più di 40mila anni. Difficile dire se, rispetto all’universo che ci circonda, siamo davvero intelligenti. Certo, nessuno come noi ha saputo muoversi meglio sul territorio, sfruttandolo a proprio piacimento, basando l’avanzamento tecnologico su paradigmi matematici, e fisico-chimici di tutto riguardo, che nessun’altra specie saprebbe mai imitare. Tuttavia i dubbi permangono. E solo fra migliaia di anni avremo la risposta autentica al nostro operato. Intanto sappiamo che senza le piante noi non potremmo esistere (loro invece sì): compiono la fotosintesi clorofilliana, la reazione chimica più importante del mondo naturale, da cui dipendono praticamente tutti gli esseri viventi. E siamo pure consapevoli di batteri che vivono sul pianeta imperterriti da milioni di anni: non sanno fare le equazioni, ma possono vivere a temperature e pressioni inaudite, dove nessun animale potrebbe resistere. Dunque, tornando al problema iniziale, ci sarebbe davvero da rivedere il concetto di intelligenza e ammettere che quella umana è ascrivibile solo al nostro piedistallo evoluzionistico. Ecco il perché della neurobiologia vegetale; e del perché le piante, ormai in grado di rivelarci alcuni dei loro segreti, stiano arrivando a conquistare ciò che gli spetta di diritto da sempre: un posto fra gli esseri intellettualmente più emancipati. Non hanno neuroni, non possiamo calcolare il loro QI, ma se affidiamo l’intelligenza a una logica più trasversale, che tenga conto soprattutto di aspetti ecologici, allora sì, ci tocca affermare che anche qui c’è qualcosa di importante. Il neurone è una cellula altamente specializzata, tipica degli animali; l’hanno perfino gli insetti. Funziona grazie a diramazioni particolari, gli assoni e i dendriti, e alle interazioni sinaptiche che consentono la trasmissione dell’impulso nervoso. Nelle forme più evolute, noi, la complessità è tale da regalarci il più bel presupposto della capacità cerebrale: il pensiero. Nei vegetali non c’è nulla di tutto ciò, ma c’è dell’altro di cui non sappiamo quasi nulla. Per esempio si è visto che i pomodori crescono bene se hanno vicino il basilico, che contrasta la crescita delle infestanti. Ma come fanno a crescere comunque bene se peperoni e basilico vengono completamente isolati al punto da non poter scambiare nessun segnale chimico? C’è dell’altro, è evidente. E gli studiosi della University of Western Australia, ne sono convinti: i vegetali comunicano fra loro mediante segnali acustici. Dunque, le piante “parlano” e “sentono”, benché nessuno sappia dire come. Mentre è stato appurato che possono produrre acido salicilico o acido jasmonico per avvisare dell’attacco di un parassita; sintetizzare composti allelochimici (che coinvolgono specie appartenenti a regni diversi) in grado di attrarre insetti che possano contrastare un fitofago particolarmente aggressivo. Ma allora dove si nasconde l’intelligenza delle piante? Nelle radici? Potrebbe essere un’idea. Stefano Mancuso, dell’Università di Firenze, paragona la fisiologia del sistema radicale a internet. Ogni apice radicale è capace di dialogare con qualunque altro distretto organico del vegetale; e se la pianta perde più del 90% delle sue diramazioni ipogee, riesce comunque a lavorare; di contro non esiste cervello che possa fare altrettanto se “mozzato” di una parte. Sugli apici radicali si era soffermato anche Charles Darwin, sostenendo che in questo punto fosse rintracciabile il “cervello” delle piante. I neurobiologi vegetali riferiscono di “potenziali di azione” assimilabili a quelli espressi dai neuroni animali. E parlano della capacità degli alberi di produrre segnali elettrici per indicare variazioni di parametri fisici ambientali come la luce e la gravità. Di piante che secernano etilene e ossido nitrico per  vincere i periodi di stress. Insomma, se le piante vivono da quasi mezzo miliardo di anni, un motivo ci sarà. Chiamiamola, se vogliamo, intelligenza.

Buona Festa degli alberi
Forse non tutti lo sanno, ma dal 2000 esiste anche la Festa degli Alberi. Viene organizzata due volte l’anno, il 4 ottobre e il 21 marzo. E quest’anno è dedicata ai 22mila alberi monumentali d’Italia, piante che in alcuni casi arrivano a contare 4mila primavere. Come certi ulivi che crescono in Sardegna. L’Ulivo di Luras, in Gallura, è stato analizzato dagli studiosi dell’Università di Sassari; che ne hanno stabilito l’età compresa fra 2500 e 4mila anni. Fra gli alberi più interessanti e longevi anche il Platano dei 100 bersaglieri. Si trova a Caprino Veronese; le stime indicano che sia germogliato nel 1370. Deve il suo nome all’ipotesi che nella sua folta chioma si siano nascosti i bersaglieri per ingannare il nemico. Altrettanto leggendaria la Quercia delle streghe di Lucca. Arriva a seicento anni e la tradizione l’associa ai puntelli che si davano le fattucchiere per portare a compimento i loro malefici.

Robot impollinatori
Sa di fantascienza, ma ci sono studiosi che stanno lavorando davvero a questo scopo: dare vita a droni impollinatori per sopperire alla carenza cronica di api, in constante diminuzione in tutto il mondo a causa dell’inquinamento. Ci sta pensando, in particolare, il giapponese Eijiro Miyako, chimico dell’Istituto nazionale per la ricerca e lo sviluppo delle nanotecnologie, con sede in vari centri nipponici. Miyako s’è servito di un gel speciale permeato di pollini che ha poi innestato su micro-droni. È giunto a questi test dopo l’esito positivo di esperimenti condotti su formiche e mosche bio-ingegnerizzate, attrezzate di tasche per veicolare i prodotti delle antere.    

Piante biotech
Scienziati dell’University of Wisconsin-Madison, in Usa, hanno modificato geneticamente delle piante introducendo una proteina fluorescente proveniente da una medusa. Grazie alla sua presenza sarà possibile evidenziare le sostanze prodotte dal vegetale e comprendere meglio come erbe e alberi comunicano fra loro. I test basati sull’azione di un bruco che si nutre di foglie hanno permesso di evidenziare la capacità dei vegetali di produrre molecole di glutammato, che influenzano i livelli di calcio, necessari a proteggere la pianta dalla degenerazione dei tessuti. Le analisi condotte al microscopio aprono una nuova strada allo studio dell’intelligenza delle piante, da sempre considerato una specie di argomento tabù.

martedì 2 ottobre 2018

Le prime prove del multiverso

Abbiamo iniziato a prendere seriamente la cosa quando Stephen Hawking, il più grande astronomo del Novecento, scomparso a marzo di quest’anno, ha dato alle stampe l’articolo A Smooth Exit from Eternal Inflation. Prima erano solo congetture di scienziati frustrati o scrittori con il pallino della fantascienza. Ora tutto cambia, e iniziamo a crederci anche noi. E anche l’intellighenzia scientifica; ché se chiediamo a un fisico qualunque se sia d’accordo o meno sull’esistenza di altri universi oltre al nostro, la risposta sarebbe quasi certamente affermativa. Dunque, punto a capo. Astronomia, tutto da rifare. E se fino a dieci anni fa anche a scuola si parlava in successione dimensionale di Terra, Sistema solare, Via Lattea, Superammasso locale, Universo; ora, anche l’universo, già di per sé fin troppo grande per essere compreso dalle nostre menti limitate, non sarebbe che un punto infinitesimale in mezzo a qualcosa di ancora più immenso, e oggettivamente imperscrutabile. Si è dato a questa “infinità” il nome di multiverso; definendo una mostruosa realtà composta da un numero inimmaginabile di cosmi. Prima dell’articolo di Hawking si pensava a una semplice inflazione cosmica dovuta all’energia sprigionata in seguito al Big Bang, che deflagrò quel che c’era prima (il nulla?), per dare origine al tempo, allo spazio, all’universo nel quale viviamo; 13,6 miliardi di anni fa. Ma adesso sempre più studi propendono per l’ipotesi alternativa: il Big Bang non sarebbe una prerogativa del nostro universo, ma di molti altri, situati chissà dove. Hawking riferisce di ondate di inflazione cosmica, che avrebbero determinato la nascita di “bolle cosmiche”, con caratteristiche specifiche per ogni distretto spaziale; e che mandano pertanto in soffitta l’interpretazione classica che contempla un’unica espansione lineare dell’universo post-Big Bang. Dunque, non un solo universo, ma tanti, la cui natura rimane un mistero. Il multiverso patchwork, per esempio, prevede l’infinita ripetizione di universi solo in parte analoghi al nostro, che non possono comunicare fra loro. Il multiverso inflazionario contempla l’azione di una forza di gravità negativa in grado di generare il cosiddetto “inflatone”, particella di grande potenza, forse simile al fantomatico bosone di Higgs. All’Università di Cambridge indicano, invece, la possibilità che le tradizionali leggi fisiche in altri cosmi possano funzionare al contrario, o comunque in modo diverso. Ancora più suggestiva l’idea che ogni potenziale forma di materia possa sussistere da qualche parte. Significa infinite copie di noi stessi, del nostro pianeta, del nostro Sistema solare, di tutto ciò che ci circonda. Anche se, da calcoli probabilistici, l’altro nostro  “io” non potrà essere raggiungibile perché situato tanto lontano da rendere ridicola anche una navicella che viaggia alla velocità della luce. Non sono concetti facili da comprendere, tuttavia l’immagine offerta a Hugh Everett III, fisico di Princeton, autore di Relative State formulation of quantum mechanics, (nonché padre di Mark Oliver della nota band rock americana Eels), alla fine degli anni Cinquanta, offrì un esempio abbastanza eloquente per risolvere ogni dubbio. Prendiamo un dado e lanciamolo. Il risultato non si farà attendere: sarà un numero compreso fra 1 e 6. Nel campo della fisica spaziale, però, e in particolare della meccanica quantistica, arriveremmo a ottenere contemporaneamente le sei soluzioni: e dunque, riflettendo in termini cosmici, significherebbe ottenere un universo diverso per ogni faccia del dado. Tutto ciò ha anche implicazioni di natura filosofica. Poiché in simili situazioni, fato, destino, e casualità, perderebbero il loro senso: ogni possibilità, di fatto, sarebbe lecita. E si arriva alla cosiddetta “teoria delle stringhe”, che di nuovo riporta al genio di Hawking. Con essa diviene inevitabile l’esistenza di tanti universi leggermente diversi fra loro, ma riconducibili a un substrato comune. Prove dell’esistenza di universi paralleli? Siamo ancora lontani dalla verità, ma qualche dato inizia a essere raccolto. Ranga-Ram Chary, ricercatore presso il Planck Space Telescope, ha recentemente rivelato delle anomalie ai confini del nostro universo; che potrebbero confermare l’esistenza di un mondo parallelo. Lo scienziato ha analizzato la radiazione di fondo (figlia dei primi istanti post Big Bang), individuando una anomalia sottoforma di radiazione inusuale; 4.500 volte più potente delle aspettative. Chary ipotizza che possa essere il risultato di una “ferita” dovuta a uno scontro con un'altra bolla universale, un universo straniero a tutti gli effetti. Ritiene che questa considerazione possa essere valida al 70%. Ma che ci vorranno altri studi per confermarla. Simile il risultato di un’indagine condotta dagli scienziati della Durham University; secondo i quali esiste una zona ai confini dell’universo (a 1,8 miliardi di anni luce da noi), dove la temperatura è di circa 0,00015 gradi centigradi minore rispetto alle aree circostanti. Tom Shanks, a capo dello studio, parla di una “macchia fredda” che confermerebbe un angolo lontanissimo dello spazio con tracce che rimanderebbero alla collisione con un altro universo. Tutti d’accordo tranne il matematico Peter Woit, da sempre contrario alla teoria delle stringhe, secondo il quale “il multiverso è solo una scusa sempre buona per non essere in grado di spiegare la fisica delle particelle”.

Il destino dell’universo

Sarà legato a un’espansione continua del cosmo, finché tutte le stelle non avranno esaurito il loro carburante (idrogeno, elio, e via via elementi sempre più pesanti), e ogni angolo dell’universo non sarà divenuto freddo e buio. La teoria prende spunto dagli studi del fisico americano Edwin Hubble, che per primo stabilì il progressivo allontanamento delle galassie a velocità sempre maggiori. Un concetto che cozza con il Big Bang, esplosione avvenuta quasi 14 miliardi di anni fa, che dovrebbe avere a che fare con galassie che, anziché correre di più, dovrebbero rallentare. Ma secondo Gary Gibbons dell’Università di Cambridge è il frutto di una nostra erronea percezione temporale. Le previsioni indicano che l’universo del futuro potrebbe trasformarsi in un gigantesca bolla congelata dove anche il tempo cesserebbe di esistere.

Lo strano caso delle nane brune

S’è parlato a lungo di nane bianche e nane nere, ma solo recentemente di nane brune. Sono corpi celesti molto particolari, a metà strada fra un pianeta e una stella. Possono arrivare a una massa 75 volte quella di Giove. In pratica sono troppo grandi per essere dei pianeti, e troppo piccole per innescare le tipiche reazioni termonucleari che avvengono negli astri. I principali studi a riguardo sono stati condotti da Serge Dieterich, che ha pubblicato le sue conclusioni su The Astrophysical Journal. Lo scienziato dice che il destino delle nane brune e delle stelle normali è diverso. Le prime esauriscono subito il loro “carburante”, si raffreddano e diventano corpi bui vaganti per il cosmo; le seconde possono invece continuare a brillare per miliardi di anni.

10 miliardi di volte più forte dell’acciaio

È la misteriosa sostanza individuata all’interno delle stelle di neutroni da studiosi dell’Università dell’Indiana, in Usa. Battezzata “pasta nucleare”, ricorda la struttura filiforme degli spaghetti. È il risultato del collasso di stelle di grandi dimensioni, che porta a un addensamento della materia tale da annullare l’effetto di elettroni e protoni, ma non quello dei neutroni; che si compatterebbero fino a formare stelle di altissima densità e con un diametro medio compreso fra 10 e 20 chilometri. Gli studiosi ritengono che un cucchiaino composto da questo materiale reggerebbe un peso pari a 170 milioni di elefanti. Mentre il suo potere gravitazionale sarebbe milioni di volte più intenso di quello terrestre.

giovedì 30 agosto 2018

L'impatto dell'alcol nella storia dell'uomo

Si sa per esempio di elefanti che per caso giungono a una pozza putrescente dalla quale se ne vanno barcollanti ma anche stranamente euforici. Perché a loro insaputa, abbeverandosi, vengono a contatto con una sostanza derivante da un processo di fermentazione, che porta gli zuccheri a trasformarsi in alcol; accade sovente, ai piedi di alberi da frutto, in particolari condizioni climatiche. E si può pensare che qualcosa del genere sia accaduto anche all’uomo, la prima ubriacatura della prei(storia), millenni fa. È così, insomma, che si è venuti a conoscenza delle delizie (e delle croci) dell’alcol: per puro caso. Per la commistione con un meccanismo biochimico che la natura porta con sé dalla notte dei tempi. Cos’è cambiato nel corso dei secoli? L’uomo, semplicemente, ha provato a tradurre un fenomeno naturale in una pratica biotecnologica abituale, e solo recentemente si è reso conto delle reali trasformazioni scientifiche che stanno alla base. Ma per tantissimo tempo ne ha goduto ignaro; preparando altari tarati apposta perché dei microrganismi potessero entrare in azione avviando l’intero processo di degradazione degli zuccheri. Quello per antonomasia è il glucosio che sommandosi al fruttosio forma il saccarosio (un disaccaride). Vengono letteralmente sbriciolati e così si arriva a ottenere l’etanolo. Quest’ultimo ha il potere di confondere le idee, offuscare la mente, ma anche conferire una sensazione di leggerezza e benessere. È imputabile alla fisiologia del cervello, legata all’intraprendenza di milioni di neuroni. Comunicano fra loro attraverso le sinapsi, e quando si beve alcol non funzionano più come dovrebbero. Entrano in una specie di cortocircuito e non sono più in grado di veicolare i messaggi nervosi. La tipica sonnolenza che segue una sbronza deriva da questo: dall’incapacità di filtrare e coordinare gli stimoli esterni. Mentre la sensazione di piacere è il risultato dell’alterazione del circolo ormonale. Serotonina e endorfine aumentano e migliorano le condizioni emotive. Temporaneamente. In realtà è uno specchio per le allodole; figlio di processi chimici specifici che mimano l’azione delle benzodiazepine, molecole base degli ansiolitici. La risposta non è uguale per tutti, e questo spiega perché in alcuni individui la propensione all’alcolismo è più difficile da contrastare. Che ruolo ha avuto l’alcol nella storia dell’uomo? Si può pensare che senza, gli eventi che hanno portato al mondo moderno potessero prendere una piega diversa? La risposta è: certamente sì. Eloquenti le parole di Jean Anthelme Brillat-Savarin, politico e gastronomo francese dell’Ottocento: “L’alcol è diventato fra le nostre mani pure un’arma formidabile, poiché le nazioni del nuovo mondo sono state domate e distrutte più dall’acquavite che dalle armi d fuoco”. Lo insegna anche la Bibbia, citando la prima storica ubriacatura: quella di Noè. Finì il diluvio e finalmente il patriarca poté riguadagnare la terraferma con la sua famiglia; e quale migliore occasione per concedersi alle prelibatezze offerte dalla natura? Piantò una vigna, dalla quale, poco dopo, ottenne del buon vino. Ma non conosceva i pericoli dell’alcol, e non aveva nemmeno mai visto degli elefanti o altri animali dondolare per l’ebbrezza. E allora ci dette dentro senza ripensamenti, fino a tracollare e a giacere nudo in mezzo ai frutti del suo duro lavoro. Sfortuna volle che Cam, suo figlio, lo vedesse in questo stato pietoso; lo coprì con un mantello, ma al risveglio, Noé montò su tutte le furie condannando alla schiavitù Canaan, il nipote. Così quando arrivarono gli europei nel Nuovo Mondo, fu facile giustificare la brama di conquista, asserendo che gli indigeni fossero i discendenti di Canaan, coerentemente destinati alla servitù. Ma al di là della religione e della mitologia, davvero l’alcol risulta preponderante in ogni cultura. In Cina si bevevano liquori ottenuti dalla fermentazione del riso; diecimila anni fa. In centro America da sempre si ubriacano a suon di bicchieri di pulque. Deriva dalla trasformazione degli zuccheri contenuti nell’agave, succulente vegetale diffuso anche nei giardini italiani. E arriva ai 18 gradi. La usavano anche gli Aztechi per i loro sadici rituali. Il sidro si ottiene dalle mele e si diffonde in Spagna 5mila anni fa. Poi conquista i romani e gli egiziani. In Austria è un vero e proprio boom nel Medioevo; i meleti si diffondono ovunque. La birra non ha bisogno di grandi presentazioni, ma in pochi sanno che fu determinante per i Celti; che non combattevano senza tracannarne a litri prima di ogni battaglia, per vincere la paura; e dopo, per fare festa e baldoria. In Italia giunge probabilmente con gli etruschi; la chiamavano “pevack” e per farla usavano oltre al frumento, il miele e il farro. E senza il vino sarebbe stato difficile per i soldati della Prima guerra mondiale portare a termine missioni difficili e pericolose. Il risultato della fermentazione dei frutti di Vitis vinifera, proveniente dal Caucaso di 6mila anni fa. E oggi? Le bevande alcoliche parrebbero imprescindibili. In Italia beve il 75% della popolazione e il primo bicchiere viene consumato a 12 anni. Ma non siamo noi i primi in classifica. I russi sono i più grandi bevitori del pianeta. Parola dell’Organizzazione mondiale della Sanità. A Mosca si bevono oltre 12,5 litri di alcol all’anno. Agli ultimi posti paesi come Libia, Afghanistan e Kuwait.

Vini antichi
In Sicilia sono state trovate tracce di vino risalente a 6mila anni fa. Il ritrovamento è avvenuto in una grotta situata sul Monte San Calogero, in provincia di Agrigento. Gli scavi condotti dall’Università della South Florida, in Usa, hanno riportato alla luce giare e brocche che conservano tracce inequivocabili di sostanze alcoliche. Si pensa che in questa area geografica l’occidente abbia conosciuto per la prima volta il risultato della fermentazione dell’uva; anche se il circondario, interessato dalla presenza dell’uomo da millenni, presenta alti tassi di umidità (fino al 100%) e temperature che possono sfiorare i 40 gradi, parametri che mal si accordano con un felice processo di conservazione dei vini. Se lo studio verrà confermato, ci sarà da riscrivere la storia antica della Sicilia, partendo dal presupposto che ancora nessuno è riuscito a chiarire le tecniche che hanno consentito l’irrigazione delle vigne preistoriche.

Alte gradazioni
La distillazione è invece il procedimento che viene utilizzato per ottenere alcolici ad alta gradazione. Dalla distillazione del vino si ottiene, per esempio, la grappa; da quella della birra, l’acquavite e, in parte, il whisky. Si basa sul differente punto di ebollizione delle sostanze che compongono una miscela. In pratica vengono divise tramite il surriscaldamento e poi il raffreddamento (e condensazione). La distillazione è divenuta d’uso comune nel Medioevo ma si presume che sia stata utilizzata per la prima volta in Egitto, oltre seimila anni fa. Tracce del processo chimico sono state rinvenute anche in Pakistan, Cina e Persia. La distillazione è un processo importante non solo per ottenere liquori, ma anche in campo industriale: dalla distillazione del petrolio, per esempio, si ottiene il cherosene; e lo stesso accade con il benzene e il catrame.

Pagine ubriache
Per raccontare aneddoti e curiosità sul mondo dell’alcol. Edito da il Mulino, si intitola “Sbornie sacre, sbornie profane”. Una bella lettura a opera di Cluadio Ferlan, ricercatore presso l’Istituto storico italo-germanico della Fondazione Bruno Kessler di Trento. Paolo di Tarso diceva ai discepoli di smetterla con l’acqua e di iniziare col vino, per risolvere il mal di stomaco. Nel 1613 solo in Olanda c’erano 518 taverne. Geronimo, l’ultimo apache arresosi all’esercito americano, morì dopo avere passato una notte al gelo, per una colossale ubriacatura. Nel XIX secolo il medico Magnus Huss ufficializza l’alcolismo come una malattia; se ne accorse anche Handsome Lake, profeta visionario di religione cristiana, che, a cavallo dell’Ottocento, ammise le colpe dell’uomo bianco; che diffuse l’alcol fra gli indiani provocandone la scomparsa.

L'evoluzione delle armi (umane e animali)

Certo, per l’uomo ha un’implicazione morale, non per gli animali. Che agiscono di istinto, per sopravvivere. Nella nostra specie la finalità potrebbe diversa, esagerata; ed è il motivo per cui continuano a esserci le guerre e per il quale la corsa agli armamenti, nonostante le tragedie del passato, rimane un paradigma universale. Le armi, dunque, negli animali sono il risultato di milioni di anni di evoluzione; nell’uomo di millenni di evoluzione. Ma in entrambi i casi obbediscono a un processo selettivo, anche se solo le nostre vengono prodotte artificialmente, e nulla hanno a che vedere con un disegno preciso di natura genetica. Le similitudini sono innumerevoli e talvolta sconcertanti. Partendo dagli albori della nostra storia. 30mila anni fa in Europa l’Homo sapiens ha soppiantato tutti gli altri ominidi: Neanderthal e Denisova. Ed è possibile che questo traguardo sia stato raggiunto grazie all’impiego di armi sempre più efficienti. Ne abbiamo le prove dallo studio delle incisioni rupestri. Sono i primi disegni dell’uomo. E da qualunque parte si vogliano analizzare i graffiti, le immagini riguardanti oggetti contundenti è palese: sono lance, frecce, rami appuntiti. E sono animali, dei quali vengono esaltate non a caso le loro armi naturali: per esempio le corna. Quando tutto questo ha avuto inizio?
Probabilmente da sempre. Da quando gli eucarioti hanno inaugurato la loro corsa evolutiva. Sono gli organismi più sviluppati; e come tali, hanno dovuto escogitare delle tecniche per riuscire a resistere ai predatori. O, meglio ancora, per essere in grado di uccidere e nutrirsi. Una prima brillante indicazione è fornita dalle trilobiti. Artropodi oggi scomparsi, ma un tempo diffusi su tutto il pianeta. Vincenti, perché utilizzavano dei corni appuntiti capaci di infilzare qualunque animale avesse cattive intenzioni. Non solo. Sono i padri putativi dei “raggomitolati”. Pangolini, armadilli, onischi (porcellini di terra), alcuni bombi. In caso di attacco si chiudono su se stessi, mandando in crisi anche il predatore più accanito. E non ha fatto lo stesso l’uomo con le corazze? Oggi, evidentemente, non servono più (anche se esistono ancora i giubbotti antiproiettile), ma come sarebbero state le guerre medievali senza le pesanti armature che contraddistinguevano i soldati? E come se la sarebbero cavata i legionari romani senza la pelle protetta da piastre metalliche?
Gli animali che si difendono grazie a strategie che farebbero invidia ai migliori eserciti sono un’infinità: trichechi, antilopi, gamberi, coleotteri, forbicine. Possono essere peli arruffati, ossa, denti o formazioni chitinose, in certi casi enormi, in altri più ridimensionate. E  in effetti le proporzioni hanno sempre avuto la loro importanza. Pensiamo ai felidi e ai canidi. Entrambi sono caratterizzati da potenti dentature, tuttavia ogni specie ha caratteristiche precise, in seno a una logica evolutiva, appannaggio di un perfetto equilibrio ecologico. I leoni di montagna abitano le regioni settentrionali degli Usa. E fra i boschi comandano loro. Sono animali molto robusti, tuttavia le loro armi, i denti, sono piuttosto piccoli. Ma sono perfettamente calibrati per il tipo di preda ricercata. La lince canadese ha denti simili, scivola silenziosa sui manti nevosi, e al momento opportuno sferra l’attacco, per esempio, a una velocissima lepre; che solo in un caso su quattro non riesce a squagliarsela.
Tutti hanno canini, incisivi e molari, ma le dimensioni sono fondamentali per capire le loro attitudini alla caccia. In genere i canini sono più sviluppati, fin dal Vulpavus, piccolo animale simile al furetto, vissuto milioni di anni fa. In certi casi si è giunti agli ipercarnivori, animali attrezzati unicamente per nutrirsi di carne. Non quel che accade nelle iene. Che hanno canini piccoli, una scarsa velocità di chiusura della mandibola, ma un morso devastante. Perché il loro obiettivo non è la carne, ma le ossa, che frantumano con i molari, prima di divorare la preda. L’apoteosi dello sviluppo dei canini si ebbe con l’avvento delle tigri dai denti di sciabola, epigoni della fauna pleistocenica. Erano denti giganteschi che consentivano agli smilodon di uccidere animali molto più grandi di loro, come i mastodonti. Per raggiungere questo obiettivo però dovettero evolvere un’apertura mandibolare eccezionale, con un prezzo da pagare: l’agilità.
Le tigri dai denti di sciabola avevano un morso che non perdonava, ma erano goffe e nulla avevano a che vedere con animali simili, molto più svelti, come, per esempio, i ghepardi. Che, di fatto, hanno denti più minuti. La tendenza dell’evoluzione è infatti stata questa: il ridimensionamento. Le armi diventano sempre più piccole, ma in molti casi, sempre più diaboliche. Ciò che accadde anche nell’uomo. Se prendiamo come esempio la cultura litica del nord America, scopriamo le cosiddette punte di Clovis, che raggiungevano i venti centimetri di lunghezza; con una media intorno ai setto-otto centimetri. Poi scomparvero i mammut e l’uomo volse la sua attenzione verso specie di taglia minore, facendo sì che le punte di lancia non superassero i cinque centimetri. Si passò infine a quelle di Folson, più recenti e moderne, non a caso inferiori ai quattro centimetri.

E i piranha?
L’immaginario collettivo li associa ad animali molto feroci: è la verità. Si muovono lentamente, ma hanno mandibole piene di lame gigantesche e triangolari che gli consentirebbero di ingoiare qualunque tipo di preda. In questo caso l’evoluzione si è mossa seguendo un cammino contrario a quello dei canini dei mammiferi, portando a un incremento delle dimensioni dei denti. Il piranha è un pesce pigro. Come la tigre dai denti di sciabola non insegue l’animale di cui si nutre, ma lo aspetta al varco. Appena lo inquadra, gli salta addosso non lasciandogli scampo. È la stessa tecnica usata dai pesci dei grandi fondali marini. Attirano le prede con delle esche, per esempio dei fasci di luce; dopodiché spalancano le loro gigantesche fauci, divorando tutto ciò che incontrano lungo il cammino.

Le zanne degli elefanti
Gli elefanti sono un altro bell’esempio di animale dotato di armi “congenite”. Usa infatti le zanne. Ma non è sempre stato così. Oggi il nostro pianeta ospita solo due specie di elefante. Ma in passato erano molte di più. E i primissimi comparsi sulla Terra non possedevano zanne. Le hanno evolute col tempo, per difendersi, ma anche per poter stabilire il grado di dominanza all’interno di un branco, e quindi favorire per la riproduzione solo maschi più forti. In Colombia viveva un mammut con zanne lunghe cinque metri e del peso di novanta chili l’una. L’Anacus, parente stretto del mammut, aveva zanne lunghe quattro metri. E lunghe erano anche quelle degli elefanti del recente passato, quando ancora non esisteva il bracconaggio e la rincorsa all’avorio. Anche in questo caso l’evoluzione ha agito come è accaduto nei felini.

Il caso delle vespe
C’è però una differenza sostanziale fra animali e uomini. Nei primi di solito, i duelli riguardano solo due individui; nell’uomo, invece, si tratta spesso di scontri con molti soldati coinvolti. Tuttavia esistono eccezioni anche nel mondo animale. Nelle vespe per esempio. Le larve delle femmine di vespa si sviluppano sottoterra; quando riemergono, ormai adulte, diffondono essenze per attirare i maschi. In questo caso, dunque, ne vengono coinvolti parecchi che se le danno di santa ragione. Gli scontri fra maschi di vespa sono così violenti che spesso alcuni esemplari cadono al suolo privi di vita. Qualcosa del genere accade anche nei limuli, artropodi che abitano le battigie. Al momento dell’accoppiamento, il maschio che ha appena conquistato una femmina, viene preso di mira da molti altri esemplari che frequentemente lo allontanano rubandogli la partner.  

martedì 22 maggio 2018

La rinascita delle Galapagos

Selvagge, affascinanti e incontaminate. Così siamo soliti immaginarci le isole Galapagos, leggendario arcipelago al largo delle coste dell’America Latina. Ma è un’idea che non rappresenta la realtà. Oggi le isole Galapagos costituiscono, infatti, un mondo in pericolo, soffocato da specie provenienti da altri paesi, che stanno progressivamente eliminando le autoctone. Motivo per cui è stato proposto un nuovo progetto scientifico, basato su un’avveniristica tecnica genetica: quella del “gene drive”. Gli scienziati stanno di fatto ipotizzando di intervenire sul DNA delle specie invasive per modificarlo e in questo modo rendergli terribilmente dura l’esistenza. L’attenzione è rivolta soprattutto al mondo dei roditori. I topi hanno, infatti, invaso tutte le isole Galapagos e la loro presenza compromette la vitalità di molte specie; mangiando le uova di uccelli e tartarughe. La tecnica del gene drive ha un obiettivo. Far sì che nelle generazioni future di topi possano nascere solo maschi. Per arrivare a questo traguardo – controbattuto e non esente dalla possibilità di creare nuovi problemi all’ambiente – si pensa di agire sul cosiddetto “complesso-T”. E’ un gene posizionato sul diciassettesimo cromosoma dei roditori che ha una particolarità: quella di essere ereditato nel 95% dei casi, contro il 50% canonico dei normali geni derivanti da mamma e papà, espresso dalle consolidate leggi di Mendel (l’abate scienziato che per primo si occupò di studiare l’ereditarietà dei caratteri). Un gene drive a tutti gli effetti. Al quale gli scienziati vorrebbero “appiccicare” un altro gene, indicato dalla sigla SRY, predisposto per far nascere solo e unicamente maschi. Dunque, la conseguenza è ovvia: il gene SRY, anziché essere ereditato nel 50% dei casi, giungerebbe alle progenie nel 95% dei casi, obbligando praticamente una popolazione a concepire solo individui di sesso maschile. Il risultato parafrasa quel che – secondo una controversa teoria - accadde con la fine dei dinosauri, 64 milioni di anni fa. Pare, infatti, che a decretare la fine dei rettili giganti che dominarono la Terra per milioni di anni, fu la scomparsa del genere femminile, provocata dall’incapacità di portare a termine i concepimenti per via di un incremento drastico delle temperature. L’idea del gene drive è oggi nelle mani di Karl Campbell, dell’Università del Queensland, in Australia. Si occupa da venti anni delle Galapagos e da più di dieci anni collabora con la Island Conservation, ente che opera a Santa Cruz, in California, cercando di cacciare le specie infestanti da ogni territorio. E’ arrivato alla genetica dopo aver verificato il fallimento di tutti gli altri piani. Spesso raccapriccianti. Per uccidere le capre che hanno invaso ogni angolo dell’arcipelago si usano gli elicotteri e i fucili calibro 12. Si spara dall’alto e gli animali che si nascondono nella foresta vengono ingannati da “capre Mata Hari” e “capre Giuda”. Animali dotati di radiocollare che emanano ferormoni attirando i propri simili nella trappola mortale. L’escalation di uccisioni è impressionante: 79.579 capre di Santiago, 41.683 di Pinta, 7.726 di San Cristobal, per un totale di 201.285 capre eliminate da tredici isole nel giro di pochissimo tempo. Mentre i turisti, ignari, nuotano qualche chilometro più in là con le tartarughe marine. Un altro sistema utilizzato per tenere a bada gli “infestanti”  è il veleno. Ma può avere gravi ripercussioni sulla catena alimentare, e potrebbe impattare anche sulle persone. Le isole ospitano bambini che nonostante le raccomandazioni potrebbero venire a contatto con le sostanze pericolose. Un test condotto recentemente con esche a base di brodifacum (potente topicida) ha provocato la morte di numerose poiane che si erano nutrite di tropidure, lucertoloni tipici delle Galapagos. D’altra parte se non si procedesse in questo senso, con condotte drastiche ai limiti della ragionevolezza, le conseguenze potrebbero essere ancora più gravi. Senza un’operazione come gene drive, infatti, c’è il rischio che gli animali autoctoni delle Galapagos spariscano per sempre. Non fanno paura solo i topi e la capre, ma anche gli asini che distruggono le uova di tartaruga; i gatti selvatici che divorano rettili e uccelli appena nati. Almeno quarantaquattro le specie indesiderate; fra cui maiali, gechi, pavoni, aironi guardabuoi e la tilapia del Nilo, un particolare pesce di acqua dolce recentemente avvistato anche in Puglia. La competitività territoriale ha già condannato all’estinzione il serpente corridore (Pseudalsophis biserialis) e il tordo beffeggiatore dell’isola di Floreana è da decenni un lontano ricordo; ma la verità è che tutte le specie autoctone dell’arcipelago sono seriamente a rischio. In ecologia si parla di collo di bottiglia per indicare quel limite numerico minimo, oltre il quale la specie non è più in grado di riprodursi. Vortice ecosistemico nel quale è finito anche George, ultracentenaria tartaruga. L’animale è stato trovato privo di vita presso la Stazione di Ricerca Charles Darwin sull’isola di Santa Cruz, nel Parco nazionale delle Galapagos. Era l’ultimo esemplare della sua sottospecie, Geochelone abingdoni, o tartaruga dell’isola Pinta.

sabato 31 marzo 2018

Un'impronta di 700mila anni

In principio fu l’acqua, anche per gli uomini che per primi popolarono il pianeta. Potevano, infatti, bere senza limiti e cacciare con facilità: pesci, uccelli, mammiferi. Non a caso le più interessanti tracce lasciate dai nostri antenati sono state riscontrate in prossimità di uno specchio lacustre o di un fiume. L’ultima notizia giunge dall’Etiopia, dove un team di scienziati italiani ha riportato alla luce orme risalenti a 700mila anni fa. Siamo in pieno Acheuleano, industria litica del Paleolitico inferiore; dove gli uomini producevano manufatti come le amigdale, che consentivano di tagliare carni e pelli, offrendo maggiori comfort e quindi chance di sopravvivenza. L’Africa, e in particolare l’Etiopia, non erano quelle di oggi; ma l’uomo trovò qui uno dei posti ideali dove dimorare. Prima delle grandi migrazioni che avrebbero portato la nostra specie a conquistare il mondo intero. C’era l’Homo heidelbergensis, un tipo col naso schiacciato, e la mandibola molto sviluppata; e soprattutto un cervello pressoché simile a quello dell’uomo moderno. Ma le fattezze ricordavano soprattutto l’Uomo di Neanderthal (non ancora comparso); viveva di caccia e di raccolta e dette vita a un clan a una cinquantina di chilometri da dove oggi sorge Addis Abeba. Si può dunque presumere che un giorno qualsiasi alcune famiglie si trovarono a bighellonare intorno alla pozza preferita: gli uomini macellavano gli animali, le donne accudivano i piccoli e li aiutavano a muovere i primi passi. Probabilmente accesero un  fuoco (anche se la prima conferma di un focolare risale a 600mila anni fa), per ottenere piatti più appetibili, che però erano piuttosto poveri di zuccheri e contenuti vitaminici; circostanze che compromisero un brillante sviluppo cerebrale. Poi accadde qualcosa di inaspettato. Non lontano, il Monte Zuqualla, oggi inattivo e ricoperto da un lago, cominciò a scaldarsi. Gli antichi sapevano della sua instabilità e della sua attitudine a sparare in cielo dardi infuocati. La pioggia di piroclasti fece scappare i nostri antenati che si rifugiarono in qualche antro, e contemporaneamente sommerse le tante tracce lasciate lungo le rive dello stagno. Orme che, protette da uno strato di ceneri vulcaniche, si sono conservate e sono giunte fino a noi. Nonostante i tre grandi periodi glaciali - Mindel, Riss e Wurm - che sconvolsero il clima su tutta la Terra da 700mila anni fa a poco più di 10mila anni fa. Il luogo della scoperta sorge in corrispondenza di un’area già nota agli antropologi. Si trova infatti a ridosso di Melka Kunture, sito paleolitico dove si scava dagli anni Sessanta. I primi strati risalgono a quasi due milioni di anni fa, gli ultimi al periodo di transizione verso il mesolitico (200mila anni fa). E hanno restituito anche resti ossei appartenenti a Homo sapiens arcaico e Homo erectus. In questo caso, non sono stati rinvenuti scheletri, ma appunto tracce del cammino di alcuni nostri progenitori; e sono altrettanto importanti per capire le dinamiche evolutive della specie. La posizione delle orme, infatti, racconta il grado di socialità degli heidelbergensis, e spiega come piccoli e grandi vivessero in stretto rapporto, supportati dalla necessità di aiutarsi reciprocamente e di accudire la prole. Le cosiddette cure parentali raggiunsero in questa fase il loro culmine, sancendo, di fatto, le caratteristiche comportamentali che avrebbero di lì a poco giustificato amori e affetti di neandertaliani, denisoviani e cromagnonoidi (tre specie che coabitarono in Europa fino a 40mila anni fa). Le analisi riportano il movimento di bimbi di età compresa fra uno e tre anni. Non solo i piedini che tentano i primi passi, ma anche le manine con cui presumibilmente i piccoli si sforzarono di riacquistare l’equilibrio dopo una caduta. E con essi, sono stati riscontrati anche i segni lasciati dal passaggio di ippopotami e altri animali con cui l’uomo viveva in stretto contatto. Un Laetoli bis? Non proprio. Il riferimento alle più celebri orme primitive dell’uomo infatti, può essere valutato solo fino a un certo punto. Perché nei pressi della Gola di Olduvai (la culla del genere umano), le orme emerse negli anni Settanta riguardarono forme australopitecine vissute oltre tre milioni di anni fa, e ben diverse dalla realtà appannaggio del genere Homo. A Laetoli camminavano tre Australopitechus afarensis, a Melka Kunture, i membri di varie famiglie appartenenti a una specie molto più evoluta, con un cervello già in grado di pensare e formulare suoni che nel giro di qualche migliaio di anni avrebbero offerto le basi per lo sviluppo dei primi linguaggi. Anche in Tanzania, tuttavia, le tracce degli Australopithecus si sono preservate grazie alle bizze di un vulcano, il Sadiman, distante una ventina di chilometri dal luogo del rinvenimento. I piroclasti si trasformarono in tufo regalandoci a distanza di milioni di anni la prova di 50mila passi compiuti da antichi animali, affiancati da quelli di qualche parente di Lucy (l’Australopithecus afarensis più noto), la madre di tutti noi. 

L'universo di Hawking

L’ultima considerazione sul cosmo la espresse pochi giorni fa, indicando che prima del Big Bang non ci fosse nulla. Si auspicano infatti altre tesi, ma nell’intervista effettuata per il programma Star Talk dice chiaramente che il tempo non avrebbe avuto senso di esistere prima della grande esplosione che portò alla formazione dell’universo, circa 13,6 miliardi di anni fa; perlomeno non nella forma con cui noi siamo soliti valorizzarlo. E per esprimere questa tesi non ha rinunciato ancora una volta alla sua proverbiale fantasia e ironia: “Non c’è nulla a sud del Polo Sud, quindi non c’era niente prima del Big Bang”. Il Big Bang, appunto. Da qui infatti partono gli studi di Stephen Hawking per capire il significato dell’universo, ricerche che gli hanno fatto compagnia dai tempi dell’università fino alla cattedra di Cambridge che ha gestito dal 1979 al 2009. Secondo Hawking tutto ha avuto inizio con il Big Bang e ha fine con i buchi neri, concetto riconducibile a una lettura trasversale delle teorie einsteniane. In particolare, il suo grande contributo alla scienza, arriva da una scoperta che porta il suo nome: la radiazione di Hawking. Occorre una piccola premessa. Far sposare la relatività einsteniana e la meccanica quantistica (in pratica l’infinitamente grande con l’infinitamente piccolo) non è cosa facile. Le leggi che regolano il moto dei pianeti cozzano con quelle che giustificano il comportamento degli atomi. I buchi neri sono corpi galattici capaci di inghiottire ogni cosa, anche la luce. Ma lontano dal loro cuore è possibile prevedere un concetto che in qualche modo fa sposare gravità e quantistica. Tecnicamente il riferimento è alla “teoria quantistica dei campi nello spazio-tempo curvo” che può essere spiegata con l’intuizione di Hawking. Lo scienziato afferma che anche i buchi neri sono in grado di produrre una radiazione luminosa. Tuttavia non si tratterebbe dell’emissione vera e propria di un buco nero, bensì di particelle virtuali che per un meccanismo quantistico divengono tangibili a causa della forza di gravità. Cosa significa? Vuol dire che i buchi neri sono molto più complicati di quello di credevamo e che non è vero che sono davvero capaci di divorare ogni angolo di materia; anzi. La verità è che anch’essi disperdono energia, tanto da poter un giorno sparire del tutto o addirittura “evaporare”. Da qui parte la “teoria del tutto”. Gravità e quantistica vanno a braccetto, sottoforma di particelle e antiparticelle, in corrispondenza del cosiddetto “orizzonte degli eventi”: il punto dello spazio-tempo limitrofo al buco nero che separa i posti da cui possono sfuggire segnali, da quelli da cui niente può “scappare”. E’ stato formulato da Hawking in compagnia di un altro gigante dell’astrofisica, Roger Penrose, dell’Università di Oxford.  La conclusione è che l’orizzonte degli eventi è sottoposto a continua espansione. Fenomeno che ricorda uno dei paradigmi fondamentali della fisica: l’entropia. Con questo termine si designa il grado di disordine di un sistema; (si può pensare a un uovo che cade e si rompe, passando da una condizione di ordine a una di disordine, soggiacendo all’incontrovertibilità del tempo). L’universo si comporterebbe nello stesso modo: si espande all’infinito e diviene sempre più disordinato, come accade con l’orizzonte degli eventi: il più bel regalo che Stephen Hawking potesse lasciarci in eredità.

mercoledì 14 marzo 2018

Vagiti primaverili


In effetti osservando il fiore ci sarei potuto arrivare, essendo molto simile a quello della fumaria. Tuttavia vedendo questa piantina (con le foglie pennatosette, sono brancolato nel buio. Stavo conducendo una lezione di botanica nel giardino del Collegio Bianconi, con i ragazzi di seconda superiore. All’improvviso me la sono trovata di fronte. Era l’unica. Ne ho infatti cercate altre, ma invano. Stava nei pressi di un grosso faggio. Ma la
colombina cava (Corydalis cava) non è l'unica specie osservata in questi giorni in cui la primavera comincia a farsi sentire. Nei pressi della scuola ho notato molti esemplari di viola bianca (Viola alba), varietà simile alla viola mammola, quella tradizionalmente viola, che invece pullula nel mio nuovo giardino. 


venerdì 2 marzo 2018

Guerra nucleare: il futuro della Terra


Einstein diceva di non sapere come l'uomo avrebbe combattuto la terza guerra mondiale, ma di intuire come sarebbe avvenuta la quarta: con clave e bastoni. Alludeva all'uso indiscriminato dell'energia nucleare che all'indomani delle due guerre mondiali avrebbe determinato la scomparsa del genere umano, e forse dell'intera vita sul pianeta; costringendo l'evoluzione a iniziare daccapo. Oggi gli attriti fra Stati Uniti e Corea del Nord ripropongono il tema, e alcuni scienziati, capeggiati dal climatologo Alan Robock, della Rutgers University, in Usa, hanno davvero immaginato quel che potrebbe accadere se scoppiasse un conflitto nucleare nei prossimi anni; supponendo l'utilizzo di cento bombe nucleari, a fronte delle migliaia protette negli arsenali di mezzo mondo. La Terra è sconvolta da un'azione antropica devastante e dopo una settimana cinque megatoni di "black carbon" (carbone elementare, o polvere nera) deturpano l'atmosfera; è un composto altamente nocivo, inquinante e soprattutto in grado di alterare velocemente la qualità del clima. La fuliggine, infatti, impedisce al calore del sole di raggiungere la superficie del pianeta, provocando un repentino abbassamento delle temperature, con oscuramento del cielo.

Trascorse due settimane il Pianeta azzurro è completamente trasformato e il buio avvolge ogni suo angolo. Alcune faglie tornate attive causano terremoti e smottamenti. Lo strato di ozono che riveste l'atmosfera è seriamente compromesso. E il suo compito di difenderci dai raggi ultravioletti che provengono dal sole e hanno il potere di danneggiare il Dna, viene meno. Si assiste a un incremento dell'80-120% delle radiazioni ultraviolette, al quale scampano solo poche piante dotate della capacità di produrre enzimi che assorbono e annullano gli effetti radiativi. La mancanza di luce e di calore provoca dopo due mesi un abbassamento delle temperature di circa 25 gradi: il pianeta si raffredda a ogni latitudine e in una città come Milano si avrebbero mediamente -30 gradi in inverno e un paio di gradi sopra lo zero in estate. L'inverno nucleare diviene realtà; con gli unici animali capaci di contrastare efficacemente il cataclisma: scarafaggi, blatte, moscerini, topi e scorpioni. Gli insetti, in particolare, fanno tesoro di milioni di anni di selezione naturale, ormai abituati a superare le condizioni climatiche più estreme. 

Il crollo delle temperature va di pari passo con una diminuzione delle precipitazioni: fiumi e laghi rinsecchiscono fino a scomparire. Per gli organismi abituati a vivere in stretto rapporto con il mondo acquatico è la fine. Molte specie di pesci e di anfibi si estinguono e le piante smettono di crescere. Le catene alimentari perdono tasselli importanti, compromettendo anche l'esistenza di specie che possono resistere per lunghi periodi senza liquidi immediatamente disponibili. Il Dna dei vegetali subisce importanti mutazioni, disturbando la regolare crescita delle foglie e delle radici. Se gli errori di codifica genetica riguardano l'apice meristematico (dove le cellule si riproducono velocemente consentendo lo sviluppo della pianta), degenerano i tessuti, i fusti e i rami crescono in modo irregolare dando luogo a "mostruosità vegetali". Dopo due anni è l'uomo ad accusare il colpo peggiore. Per due miliardi di persone la mancanza di organismi autotrofi è l'anticamera di gravi carestie: grano e riso non crescono più e per chi si ciba di questi alimenti non può esserci futuro. Peraltro gran parte del pianeta è invivibile a causa delle bassissime temperature e non c'è modo di potersi spostare verso aree geografiche dove l'alimentazione è assicurata. 

A cinque anni dalla guerra nucleare lo strato di ozono ridotto del 25% provoca un aumento esponenziale di tumori epidermici. E già da tempo sono tornate a farsi strada malattie causate dall'assunzione di cibo di scarsa qualità. Le acque contaminate non consentono di abbeverarsi con sicurezza e le epidemie dilagano. La fisiologia cellulare è alterata da un'impennata dei radicali liberi (suscettibili alle radiazioni nucleari), molecole alla base di moltissime patologie. Occorrono venti anni per tornare a livelli accettabili, con un timido riscaldamento che coinvolge un pianeta ancora stretto nella morsa del gelo. Trent'anni dopo la guerra nucleare torna a piovere con maggiore intensità, favorendo la ripresa definitiva di angiosperme e gimnosperme (le piante più evolute); che di nuovo colorano il pianeta regalando al cielo l'ossigeno, anche se molte zone rimangono fortemente contaminate dalle radiazioni che impediscono uno sviluppo "sano". 

Difficile dire a questo punto se e come l'uomo se la sarà cavata, e per quanti decenni ancora il pianeta dovrà fare i conti con la più grande tragedia climatica della storia; tuttavia, Robock è convinto che non ci sia nessuna ragione per mettere in atto un programma nucleare, nemmeno quello accarezzato dalla Nasa di provocare timide esplosioni per contrastare l'effetto serra. Questo è, infatti, quello che accadrebbe se l'uomo facesse scoppiare dall'oggi al domani cento bombe nucleari. Ma nessuno vuole immaginare (forse nemmeno Einstein se fosse ancora vivo) cosa succederebbe se fossero molte di più, anche solo una piccola parte delle 16mila sparse qua e là.    

lunedì 19 febbraio 2018

Embrioni chimera


La prima volta fu nei primi anni del Novecento, con le ricerche di Nicolae Paulescu, professore di fisiologia dell’Università di Bucarest: lo scienziato riuscì a ottenere artificialmente l’insulina necessaria a guarire un cane ammalato di diabete, cambiando per sempre il corso delle biotecnologie. Poi le cose si sono affinate e attualmente se ne produce in quantità in laboratorio, così da consentire a chi possiede un pancreas deficitario di poter vivere normalmente. Oggi, un nuovo importante risultato: lo sviluppo di embrioni di pecora contenenti cellule umane; e se fino a questo momento lo scopo è stato quello di produrre insulina per poter gestire i livelli troppo alti di glucosio nel sangue, fra pochi anni la soluzione potrebbe arrivare dallo sviluppo di organi umani presenti in altri animali, pronti per essere introdotti in un organismo malato. È una nuova frontiera della medicina.

La notizia arriva dalla Stanford University, in Inghilterra. Gli scienziati hanno ottenuto embrioni di ovini contenenti cellule di Langerhans provenienti dall’uomo. Sono quelle legate all’azione pancreatica e responsabili della produzione di insulina. Chi ha il diabete di tipo I, detto anche giovanile, presenta, infatti, un’azione ridotta e talvolta assente di queste cellule, che predispone alla malattia per tutta la vita; (al contrario chi è colpito dal diabete adulto può essere curato con una terapia farmacologica molto meno invasiva che può in certi casi permettere una remissione del morbo). I test hanno riguardato una percentuale minima di tessuti chimera, ma pur sempre promettente: una cellula umana, ogni 10mila cellule di pecora. E non è esattamente la prima volta; perché un obiettivo simile era stato ottenuto anche nei maiali qualche anno fa, in un rapporto di uno a 100mila. Perché è così importante questo traguardo?

Perché se siamo in grado di fare crescere un embrione di pecora contenente cellule umane, si può seriamente pensare che fra non molto si potrà giungere a sviluppare ovini adulti caratterizzati da organi destinati alla  nostra specie. In particolare in questo ambito si sta lavorando allo sviluppo di pancreas umani. Lo step successivo, infatti, sarà quello di comprendere fino a che punto si è in grado di permettere lo sviluppo di un embrione contenente cellule provenienti da un altro raggruppamento tassonomico. Negli esperimenti di Stanford l’evoluzione dell’embrione chimera si è protratto per 28 giorni, ma già si pensa a un futuro test spalmato su 70 giorni. “Riuscirebbe a dare prove ancora più convincenti”, dice Hiro Nakauchi, coinvolto nello studio. Peraltro si dovrà incrementare l’impiego di cellule umane; perché quantità troppo esigue non permetterebbero la formazione di un organo intero.

E se le cose dovessero prendere la piega giusta, sarà una rivoluzione in campo medico e sociale. Tenendo conto dell’alto numero di persone che è in attesa di un trapianto di organo. Il sondaggio NHS Blood and Trasplant ha rivelato che nel 2016 sono scomparse 460 persone, nell’attesa di ricevere un organo da un donatore. Dati del genere non avrebbero più senso di esistere. Anche perché le probabilità di successo di un trapianto sarebbero molto più alte. Partendo dal presupposto che non si tratterà di un xenotrapianto – trapianto di un organo di origine animale – ma di una tecnica che beneficerà di un corredo cromosomico perfettamente assimilabile a quello umano. In sostanza, non ci sarebbero i caratteristici problemi legati al rigetto. Quel che accade ancora oggi, e che può essere tenuto a bada solo con una pesante terapia a base di immunosoprressori.