C’era una volta l’RNA. Ma prima?

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Il commento di Enzo Gallori (Univ. Firenze)

JEKYLL – Tracce nascoste in punti poco visibili, assenza di testimoni, congetture e supposizioni  azzardate, una scena del crimine difficile da decifrare. Quelli che a prima vista sembrano i caratteri tipici di un film poliziesco sono invece i tratti salienti di un dilemma scientifico fondamentale: come si è formata la vita sulla Terra?

Archeologi molecolari, astronomi, biologi, chimici, climatologi e geologi da decenni cercano di capire dove sono nati i primi esseri viventi sul pianeta, quali caratteristiche avevano e come hanno fatto a sopravvivere. Un vero e proprio cold case scientifico, da risolvere attraverso studi all’apparenza molto distanti tra loro. Come nei migliori processi, però, a partire dagli stessi dati emergono tesi contrastanti, che rimandano il giudizio a nuove e più approfondite ricerche. Molte sono state le ipotesi, ma la teoria che negli anni si è fatta largo con maggiore forza è quella del cosiddetto «mondo a RNA», un’epoca in cui gli unici viventi sulla Terra erano batteri procarioti dotati di un patrimonio genetico basato sul singolo filamento di acido ribonucleico. A rimescolare le carte è però uno studio pubblicato recentemente su Pnas da Liam Longo e Michael Blaber della Florida State University di Tallahassee, negli Stati Uniti.

Una macchina del tempo per il linguaggio

CRONACA – È possibile ricostruire le lingue antiche utilizzando un programma informatico e in poco tempo? Forse sì, almeno secondo uno studio pubblicato di recente su PNAS.

I ricercatori coinvolti nello studio hanno creato un programma informatico che riesce, in poco tempo, a ricomporre le protolingue (ovvero la ricostruzione di una lingua antica da cui discende una famiglia linguistica). Il nocciolo della questione è proprio questo: in poco tempo. Già, perché questo genere di studi si fa fin dal diciottesimo secolo ma generalmente dura molti anni, se non decenni: la ricostruzione di un linguaggio è infatti un’operazione molto complessa che si basa sulla comparazione di suoni e parole tra lingue appartenenti alla stessa famiglia

Trote e mucche nel campo magnetico

CRONACA – Dopo mezzo secolo di polemiche sui meccanismi biologici che consentono a molti animali di percepire il campo magnetico, ricercatori dell’Università Ludwig Maximilian di Monaco di Baviera, di Cambridge e del Caltech hanno trovato cellule contenenti minuscoli cristalli di ferro nell’epitelio olfattivo della trota.

Le trote iridate Oncorhynchus mykiss hanno un fiuto e un senso dell’orientamento eccezionali, come tante altre specie percepiscono il campo magnetico terrestre, su questo punto non ci sono discussioni. Il problema è dimostrarlo. Le cellule magnetiche devono essere poche e parecchio distanti l’una dall’altra, altrimenti il magnetismo di ognuna interferirebbe con quello delle altre.  Da qui la difficoltà di identificarle e i numerosi esperimenti mai riprodotti. Sui PNAS, Stephan Eder e i suoi colleghi scrivono di aver prelevato cellule dai tessuti olfattivi nel naso della trota e di averle hanno messe in un campo magnetico rotante: quelle che ruotavano insieme al campo erano quelle giuste

Cellule fotosintetiche in una salamandra *UPDATE*

Simbiosi tra un’alga e una salamadra: Oggiscienza se ne era già occupata ad agosto, quando i ricercatori annunciarono la scoperta, ora arriva la pubblicazione su PNAS

NOTIZIE – Ora è ufficiale. Con la pubblicazione su PNAS un gruppo di ricerca canadese ha presentato alla comunità scientifica il primo caso documentato di simbiosi tra un’alga verde (Oophila amblystomatis) e un vertebrato, cioè la Salamandra maculata (Ambystoma maculatus). Questo tipo di alga condivide da sempre l’habitat degli anfibi, ma finora non si era immaginato che tale convivenza si spingesse a livello cellulare e che ciò determinasse un rapporto di simbiosi paragonabile ai casi, ampiamente documentati, che riguardano vari tipi di invertebrati, ad esempio gli Cnidari (polipi e meduse).

Insetticidi naturali

NOTIZIE – In natura sopravvive (anche) il più furbo e spesso si assiste a una vera e propria “corsa agli armamenti”, per sviluppare difese sempre efficaci contro predatori e parassiti. Alcune piante riescono ad allontanare gli insetti grazie alla secrezione di particolari sostanze, ma quello che Gregg Howe e colleghi hanno scoperto è che pomodori e patate hanno duplicato un proprio gene per creare un insetticida.
La crescita e lo sviluppo degli insetti erbivori dipendono dall’assimilazione delle proteine contenute nelle piante. La ricerca pubblicata sull’ultimo numero della rivista PNAS spiega proprio come alcune piante abbiano sviluppato dei sistemi che sfruttando questo punto della catena alimentare si difendono dall’attacco dei predatori (se così possiamo chiamare gli insetti che si nutrono delle foglie delle piante). È il caso del pomodoro e di altre piante del genere Solanum (in questa categoria, oltre ai pomodori, rientrano anche le patate e le melanzane).

Virus mangia virus

Identificato in Antartide un virus che prolifera a spese di altri virus, e che per questo ha un importante ruolo nell’ecosistema

NOTIZIE – Dopo il fuoco di paglia del batterio all’arsenico Made in NASA ecco quella che, al contrario, sembra essere una scoperta veramente rivoluzionaria nella microbiologia. Un team di ricercatori australiani analizzando i genomi estratti da campioni prelevati all’Organic Lake, un bacino ipersalino in Antartide, ha scoperto un virofago, cioè un virus che vive a spese di un altro virus.

Per riprodursi un normale virus, ad esempio un batteriofago, infetta le cellule procariote per sfruttarne il metabolismo, fino alla lisi della capsula batterica che libera all’esterno i nuovi fagi.

Neanderthal alla moda?

Una ricerca pubblicata su Pnas suggerisce che i Neanderthal usassero penne a scopo ornamentale

Nel 2009 una ricerca, sempre pubblicata sui Proceedings of the National Accademy of  Sciences, suggeriva in base all’analisi di due siti archeologici in Spagna che i Neanderthal usassero vari tipi di molluschi per estrarne i pigmenti e usarli, presumibilmente, per pitturarsi il corpo. Esattamente come facevano i loro cugini coevi, cioè noi.

Ora, secondo un gruppo di ricerca ferrarese, possiamo affermare che anche le penne degli uccelli erano usate dagli Homo neanderthalensis a scopo simbolico, forse proprio come ornamenti personali e come fanno tuttora alcune popolazioni o gruppi sociali. Qui l’abstract.

Questa conclusione viene dall’analisi delle ossa di uccello trovate nella grotta di Fumane (Verona), in un sito datato 44.000 anni.

Piccoli robot crescono

Insegnare a un robot a muoversi non è un compito facile e più il robot è complesso, più l’impresa è ardua. Ancora una volta gli ingegneri hanno chiesto aiuto alla biologia

Nei film è facile: che siano cyborg o sembrino degli artropodi, i robot si muovono come le creature da cui sono state ispirate, ma nella realtà disegnare un software che includa concetti come “gravità” e “equilibrio” è complicato abbastanza da spingere un po’ più avanti nel futuro le profezie della fantascienza.

Da tempo in questo campo l’approccio “dall’alto” alla programmazione è stato invertito: molto meglio che il software che sarà la mente del robot impari da solo. Il principio è questo: in un ambiente virtuale si simulano delle macchine che pian piano devono imparare a muoversi. Questo è possibile grazie agli algoritmi genetici: più che “imparare” in realtà il programma si auto definisce dalla ripetuta selezione delle varietà più promettenti che si presentano casualmente nella popolazione simulata, in totale analogia con l’evoluzione darwiniana. Successivamente, il programma può essere utilizzato per far muovere un robot nella realtà. Così nascono, ad esempio, i software (o vogliamo chiamarli cervelli?) in grado di comandare Starfish, il robot ritratto nell’immagine di apertura riflesso nella sua controparte virtuale, ideato al Cornell Computational Synthesis Laboratory.

Nel team degli sviluppatori di Starfish, Josh Bongard (Morphology, Evolution & Cognition Laboratory, University of Vermont) ha però trovato un modo per migliorare ulteriormente il meccanismo.

Cervello di gallina

CRONACA – Lento come una lumaca, furbo come una volpe, sano come un pesce: da sempre sfruttiamo il mondo animale quando vogliamo affibbiare al nostro prossimo tare o virtù in modo stereotipato. Da oggi però, forse, cervello di gallina non dovrà più essere considerato un’offesa.

Uno studio pubblicato su Pnas (Proceedings of the National Academy of Sciences) condotto proprio sui polli, Gallus gallus, ha dimostrato che i cervelli dei mammiferi e quelli degli uccelli sono molto più simili di quanto si pensava.

La farfalla e la falla nel sistema

Il peer-review non è certo il sistema perfetto e soffre delle sue belle magagne. Certi meccanismi che oggi però funzionano da “scorciatoia” per velocizzare il macchinoso, e lungo, processo di pubblicazione degli articoli scientifici a volte finiscono per favorire i “furbetti” che vogliono pubblicare lavori non proprio rigorosi. Pare che questo sia il caso (ancora in via di verifica) di un articolo pubblicato qualche mese fa sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) che