lunedì 29 gennaio 2018

Sulla materia oscura e buchi neri primordiali


Vi sono immagini catturate dai moderni telescopi spaziali come Hubble e Spitzer che mostrano lo sfondo a infrarossi o la luce a infrarossi non associata a fonti note. Potrebbe essere lasciato dai primi oggetti luminosi dell'universo, comprese le stelle. La materia oscura - la sostanza elusiva che compone la maggior parte dell'universo materiale - potrebbe essere fatta di buchi neri?
 Alcuni astronomi stanno iniziando a pensare che quest’allettante possibilità sia sempre più probabile. Alexander Kashlinsky, astronomo del NASA Goddard Space Flight Center nel Maryland, pensa che i buchi neri formatisi subito dopo il Big Bang, possano perfettamente spiegare le osservazioni delle onde gravitazionali,
o quelle increspature nello spazio-tempo, fatte dall'interferometro laser Gravitational-Wave Osservatorio (LIGO) , così come le precedenti osservazioni dell'universo primordiale.
Se l’ipotesi di Kashlinsky è corretta, allora la materia oscura potrebbe essere composta da questi buchi neri primordiali, e tutte le galassie potrebbero essere incorporate in una vasta sfera di buchi neri e l'universo primitivo potrebbe essersi evoluto in modo diverso rispetto a ciò che viene pensato dalla maggior parte degli scienziati. Nel 2005, Kashlinsky e i suoi colleghi hanno usato il telescopio spaziale Spitzer
della NASA per esplorare il bagliore di fondo della luce a infrarossi che si trova nell'universo. Poiché la luce proveniente da oggetti cosmici richiede una quantità limitata di tempo per viaggiare nello spazio, gli astronomi sulla Terra vedono oggetti distanti nel modo in cui quegli oggetti guardavano nel passato. Kashlinsky e il suo gruppo volevano guardare verso l'universo primordiale, oltre il punto in cui i telescopi possono raccogliere singole galassie."Immagina di guardare New York da lontano,- ha detto Kashlinsky - non puoi vedere singoli lampioni o edifici, ma puoi vedere questa luce cumulativa diffusa che producono".Quando i ricercatori avranno rimosso tutta la luce dalle galassie note in tutto l'universo, potrebbero ancora rilevare la luce in eccesso - il bagliore di fondo delle prime fonti per illuminare l'universo più di 13 miliardi di anni fa. Poi, nel 2013, Kashlinsky e i suoi colleghi usando l'Osservatorio a raggi X Chandra
della NASA per esplorare il bagliore di fondo in una parte diversa dello spettro elettromagnetico: i raggi X. Con loro sorpresa, i pattern all'interno dello sfondo a infrarossi combaciavano perfettamente con i pattern all'interno dello sfondo dei raggi X."E le uniche fonti che sarebbero in grado di produrre questo a infrarossi e raggi X sono i buchi neri, -ha rimarcato Kashlinsky - e non mi è mai venuto in mente in quel momento che questi potrebbero essere i buchi neri primordiali. “Poi, ci fu il rilevamento LIGO
, quando l'osservatorio ha effettuato il primo rilevamento diretto delle onde gravitazionali - increspature cosmiche nella struttura dello spazio-tempo stesso - prodotto da una coppia di buchi neri in collisione. Ha segnato l'inizio di una nuova era di scoperte ,durante la quale gli astronomi potevano raccogliere questi segnali unici creati da potenti eventi astronomici e, per la prima volta, rilevare direttamente i buchi neri (invece di vedere il materiale illuminato attorno ai buchi neri). Simeon Bird,  astronomo della Johns Hopkins University, ha ipotizzato che la scoperta potrebbe essere ancora più significativa. Bird ha suggerito che i due buchi neri rilevati da LIGO potrebbero essere primordiali. I buchi neri primordiali non si formano dal collasso di una stella morta (il meccanismo più comunemente noto per la formazione del buco nero che si svolge relativamente tardi nella storia dell'universo). Invece, i buchi neri primordiali si sono formati subito dopo il Big Bang quando le onde sonore si sono irradiate in tutto l'universo. Le aree in cui quelle onde sonore sono più dense potrebbero essere crollate per formare i buchi neri. “Se quel pensiero ti fa girare la testa un po ', pensa a far girare la pasta per la pizza in un disco. Dopo un po ', - spiegava Kashlinsky - noterai che questi buchi si vedono nella consistenza dell'impasto della pizza. È lo stesso con lo spazio-tempo, con la sola eccezione che quei buchi sono buchi neri primordiali. Per ora, questi buchi neri primordiali rimangono ipotetici. Kashlinsky, colpito dal suggerimento di Bird, portò l'ipotesi a un ulteriore passo in avanti, esaminando le conseguenze che questi buchi neri primordiali avrebbero avuto sull'evoluzione del cosmo. (Bird non è stato il primo scienziato a suggerire che la materia oscura potrebbe essere fatta di buchi neri, sebbene non tutte queste idee riguardino i buchi neri primordiali).Per i primi 500 milioni di anni della storia dell'universo,- ha detto poi Kashlinsky - la materia oscura collassò in grumi chiamati aloni, che fornivano i semi gravitazionali che avrebbero permesso alla materia di accumularsi e formare le prime stelle e galassie. Se quella materia oscura fosse composta da buchi neri primordiali, avrebbe creato questo processo che si cerca di indagare. Kashlinsky pensa che questo processo possa spiegare sia l'eccesso di sfondo cosmico dell'infrarosso che l'eccesso di raggi X cosmici, osservato diversi anni fa coi suoi colleghi. Il bagliore infrarosso sarebbe venuto dalle prime stelle che si sono formate all'interno degli aloni. Anche se le stelle irradiano luce ottica e ultravioletta, l'espansione dell'universo tende naturalmente quella luce in modo che le prime stelle appaiano, agli astronomi sulla Terra, che emettono una luce infrarossa. Senza gli aloni in più, -ha ulteriormente aggiunto- le prime stelle potrebbero generare un bagliore infrarosso, ma non nella misura in cui Kashlinsky e i suoi colleghi l’hanno osservato. Il gas che ha creato quelle stelle sarebbe caduto anche sui buchi neri primordiali, riscaldandosi fino a temperature abbastanza elevate da far scoppiare i raggi X. Lo sfondo dell'infrarosso cosmico può essere spiegato - anche se in misura minore - senza l'aggiunta di buchi neri primordiali, mentre lo sfondo dei raggi X cosmici non può essere spiegato. I buchi neri primordiali collegano insieme le due osservazioni. "Tutto si combina notevolmente bene, ha infine osservato Kashlinsky - perché occasionalmente, quei buchi neri primordiali si sarebbero avvicinati abbastanza da iniziare a orbitare l'uno accanto all'altro (il cosiddetto sistema binario). Nel corso del tempo, questi due buchi neri si unirebbero a spirale e irradierebbero le onde gravitazionali, potenzialmente simili a quelle rilevate da LIGO. Sono dunque necessarie più osservazioni di buchi neri per determinare se questi oggetti sono primordiali o formati più tardi nella storia dell'universo.

lunedì 22 gennaio 2018

Il peptide SAAP-148: una nuova arma contro i batteri resistenti

                                                                                                                         

I batteri resistenti ai farmaci stanno sventando gli antibiotici di ultima generazione del mondo, portando gli scienziati a cercare nuovi composti da rane velenosebatteri del suolo del cortile e altri animali selvatici. Ora, gli scienziati hanno trovato un eccezionale microbo assassino dentro di noi: modificando un peptide naturale, una catena corta di aminoacidi, trovato nel corpo umano, i ricercatori hanno progettato un farmaco in grado di eliminare microbi ostinati resistenti a tutti i disponibili trattamenti.
“Il peptide,  diretto a test umani per infezioni della pelle e, aggiunge " diventa un pezzo importante ... al puzzle di creare un antibiotico perfetto,- dice Kim Lewis, microbiologo della Northeastern University-Boston- non coinvolto nel lavoro”.
Quando un piccolo sottogruppo di batteri sopravvive al trattamento antibiotico, l'infezione può sfuggire rapidamente dal controllo. Quando questi microrganismi resilienti prosperano, possono raggrupparsi su una superficie - come una ferita o un dispositivo medico - e racchiudersi in uno strato viscido protettivo noto come un biofilm. Tali colonie sono difficili da penetrare per gli antibiotici e ospitano cellule dormienti chiamate persisters che possono tranquillamente resistere a un assalto di antibiotici solo per tornare a ruggire ed infestare più tardi. Tali infezioni "sono veramente cattive,- afferma l'immunologo Peter Nibbering (Centro medico universitario di Leiden –Olanda)- per i pazienti".
Nibbering e un team di collaboratori olandesi stanno combattendo queste infezioni associate al biofilm migliorando un peptide umano chiamato LL-37, che regola con altre molecole la risposta immunitaria del corpo. LL-37 è già abile nell' uccisione dei batteri naturali, ma hanno accorciato questo peptide per creare una variante più potente, costituita da 24 dei 37 amminoacidi originali. Questo peptide è stato ottimizzato apportando una serie di sostituzioni casuali ai suoi elementi costitutivi senza interrompere la sua struttura generale.
Una variante, soprannominata SAAP-148, si è dimostrata una potente piccola arma. Mentre la maggior parte degli antibiotici tradizionali mirano a specifici gruppi di batteri e uccidono interrompendo i meccanismi chiave di tali microbi, SAAP-148 è più un generalistaUccide danneggiando la maggior parte delle membrane plasmatiche del batterio, causandone la fuoriuscita e lo sgonfiaggio.
SAAP-148
Il peptide SAAP-148
ha sradicato Staphylococcus aureus

 e Acinetobacter baumannii - due principali cause di infezioni acquisite in ospedale che spesso sfidano le terapie disponibili - su campioni di pelle umana ricoperti di biofilm in un piatto e ferite infette sul dorso di topi. È anche riuscito a eliminare le cellule persistenti in un biofilm batterico già trattato con l'antibiotico rifampicina, spesso usato per combattere le infezioni persistenti nel sito delle protesi. E' la prima dimostrazione pubblicata dell'uccisione di  batteri persistenti, osserva Bob Hancock,  microbiologo dell'Università della British Columbia a Vancouver-Canada-, il cui team sta anche sviluppando altri peptidi antimicrobici.
Quest'inusuale tipo di farmaco sembra anche superare quello che Hancock chiama "uno dei grandi ostacoli" di potenziali candidati antibiotici: l'ambiente del corpo umano inibisce l'attività di molte di queste molecole perché si attaccano a proteine ​​e lipidi nel sangueSAAP-148, osserva Hancock- sembra essere uno dei pochi peptidi noti che uccide i batteri in modo efficiente senza legarsi anche a questi ostacoli circolanti nel siero.
Nibbering e il suo team riportano anche che S. aureus non è riuscito a sviluppare resistenza al SAAP-148 dopo esposizioni ripetute. “E’ davvero sorprendente,- ha affermato Tim Tolker-Nielsen, microbiologo del centro di ricerca sui biofilm dell'Università di Copenhagen, anche se osserva che la resistenza potrebbe ancora svilupparsi in condizioni diverse”.
Per ora, la squadra di Nibbering - e una società chiamata Madam Therapeutics - sta perseguendo SAAP-148 per curare infezioni topiche,
Antibiotico che distrugge Staphylococcus aureus
come ferite della pelle, infezioni della vescica o infezioni nel sito delle protesi. Per amministrare il farmaco a livello sistemico, stanno lavorando per progettare una formulazione iniettabile che protegga il peptide dal disgregarsi quando ariva nel corpo, lo renda più selettivo e lo indirizza verso il sito dell'infezione. Nibbering vuole testare SAAP-148 in studi clinici a breve-prima di disinfettare le lesioni dalla dermatite atopica della malattia cutanea infiammatoria, quindi per curare le ferite infette dei pazienti ustionati, una volta che una commissione di revisione etica darà la sua approvazione.



Senza soluzione di continuità l'inquinamento radioattivo di Fukushima

Campionamenti di rifiuti a Fukushima
L'11 marzo 2011, un terremoto di magnitudine 9,0 innescava uno tsunami di 15 metri che inondava la centrale elettrica nucleare Fukushima Daiichi (FDNPP), causando perdite di potenza, esplosioni e fratture del reattore, rilasciando in atmosfera una notevole quantità di radionuclidi (da 1 - 3 ). Più dell'80% della caduta atmosferica si è verificato sull'oceano, con la massima deposizione nel vicino ambiente marino. Inoltre, lo scarico liquido diretto di acqua di raffreddamento contaminata è scivolato nell'oceano, rendendo il disastro Fukushima, il più grande ingresso accidentale di radionuclidi nell'oceano. Nel mondo esistono 440 reattori nucleari operativi, con una metà circa situate lungo la costa. Ciò include la centrale nucleare Fukushima Daiichi , che nel marzo 2011 ha registrato molteplici fratture del reattore seguite dal rilascio di radioattività all'ambiente marino.
In otto spiagge del Giappone entro 60 miglia dalla centrale elettrica nucleare Fukushima Daiichi si sono trovato elevati livelli di cesio radioattivo scaricati dall'incidente 2011 nelle acque salmastre sotto le spiagge. Il cesio non costituisce una preoccupazione per la salute pubblica, ma come materiale radioattivo può essere trasportato lontano dai siti di incidenti, dove si attacca e viene immagazzinato dai grani di sabbia.
Il nuovo studio ha rivelato un percorso precedentemente insospettato per il trasporto di materiale radioattivo, conservato per anni e successivamente rilasciato lontano dal sito in cui è stato inizialmente scaricato.
Virginie Sanial, scienziato dell'Institution Oceanographic di Woods Hole, ha studiato campi di acqua sotterranea sotto le spiagge

in Giappone. Ha immerso dei tubi lungo la sabbia, pompando le acque sotterranee sottese e analizza il loro contenuto di Cesio-137.
Cinque anni dopo l'incidente della centrale nucleare Fukushima Daiichi, le attività più alte di radio-cesio (Cs 137) al di fuori del sito della centrale sono state osservate in acque sotterranee salmastre, sotto le spiagge di sabbia.
S’ipotizza che il radio-cesio sia stato depositato sulle superfici minerali nei giorni e nelle settimane dopo l'incidente, attraverso lo scambio di acqua di mare e anche attraverso l'onda e la marea ma anche attraverso la filtrazione o lo sciabordio sulla spiaggia

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Uomo sulla spiaggia di Fukushima

Poiché le concentrazioni di radio-cessione dell'acqua di mare diminuivano, questo cesio radioattivo è rientrato nell'oceano attraverso scariche sottomarine delle acque sotterranee, a parità dello scarico diretto proveniente dalla centrale elettrica e dal flusso di fiumi. Questo percorso imprevisto per lo stoccaggio e il rilascio di radionuclidi verso l'oceano va preso in considerazione nella gestione delle zone costiere in cui si trovano centrali nucleari.
Gli ingressi superficiali verso l'oceano attraverso la deposizione atmosferica e i fiumi sono di solito ben monitorati dopo un incidente nucleare, invece nessun studio si concentra sugli eventuali percorsi sotterranei. Un apposito studio, ha trovato livelli più elevati di Cesium 137
Una margherita a Fukushima
 al di fuori del sito Fukushima non nell'oceano, nei fiumi o nelle acque sotterranee potabili, ma nelle acque sotterranee sotto le spiagge sabbiose, situate a dieci chilometri di distanza da Fukushima. Queste sabbie di spiaggia 
sono state contaminate nel 2011 attraverso lo scambio di onda e marea e la sorpazione di Cs altamente radioattivo dall'acqua di mare. Il desorbimento successivo di Cs 137 e lo scambio di fluidi dalle sabbie della spiaggia è stato quantificato utilizzando isotopi radiali naturali. Questa stima dell'orologio Cs 137 è di magnitudo simile a quello delle emissioni in corso di Cs 137 dal sito di Fukushima per il periodo 2013-2016, così come l'ingresso derivato da Fukushima ha disseminato Cs 137 attraverso i fiumi. Il rilascio di Cs di questo tipo deve essere considerato nel monitoraggio delle centrali nucleari e negli scenari che prevedono incidenti futuri.
Il Cesio-137 è un abbondante prodotto di fissione della produzione di energia nucleare e delle prove di armi nucleari e, quando viene rilasciato nell'ambiente, persiste per decenni a causa della sua lunga emivita (30,2 anni). I maggiori versamenti di Fukushima derivate da Cs 137 si sono svolte entro il primo mese dell'incidente. Le fonti in corso conosciute verso l'oceano, includono i fiumi e i flussi sotterranei sotto il sito di Fukushima e, sono per confronto più di 1.000 volte più piccoli rispetto ai rilasci del 2011, anche se continuano a persistere quasi 6 anni dopo l'incidente. La dispersione sottomarina delle acque sotterranee è stata riconosciuta come un importante percorso per il trasporto di materiali dalla terra all'oceano, tuttavia questo processo non è stato valutato come una fonte continua di radionuclidi all'ambiente costiero al di fuori della spiaggia di Fukushima.
Le attività di Cs 137, sono state poi rilevate in acque sotterranee raccolte sotto le spiagge fino a 100 km da Fukushima. Otto spiagge sono state visitate tra il 2013 e il 2015, con un'indagine di campionamento più intensa condotta nel 2016 sulla spiaggia di Yotsukura, a 35 km a sud della centrale di Fukushima. Nelle vicinanze delle spiagge sabbiose sono stati raccolti ulteriori campioni freschi di acque sotterranee e fiume.

Analisi dei risultati
Campionamento delle acque a Fukushima

Raccolta di rifiuti radioattivi

Tre dei campioni di acqua sotterranea della spiaggia di Yotsukura erano superiori al limite dell'acqua potabile giapponese, ma nessuno è esposto a queste acque o bevande, e quindi non è di primaria importanza per la salute pubblica. Le attività subacquee della spiaggia per il Cs137 sono state generalmente superiori rispetto alle acque marine vicine, ai fiumi, alla primavera naturale e ai pozzi delle acque sotterranee utilizzate per l'irrigazione. L'attività di Cs 137 nell'acqua marina diminuì rapidamente dopo l'incidente e per il periodo di questo studio l'attività mediana dell'acqua di mare Cs 137 nell'arco di 100 km della costa (escluso il porto di  Fukushima) era di 14 Bequerel ⋅m -3 . Nell'acqua dolce, le attività disciolte di Cs 137 sono state varate da un rilevamento inferiore. Quindi, le attività di Cs 137 nelle acque sotterranee della spiaggia non possono essere spiegate mediante miscelazione conservativa tra qualsiasi sorgente di acqua dolce e acqua di mare. Deve essere proveniente da sabbie di spiaggia ricche di Cs 137.
Quattro nuclei di sabbia sono stati raccolti sulla spiaggia di Yotsukura. In sabbia situata tra la superficie della spiaggia e 40 cm, l'attività di Cs 137 era relativamente costante. Sotto dei 40 cm l'attività Cs 137 aumentava con la profondità raggiungendo valori massimi. L'inventario Cs 137 nel nucleo più lungo è stato minimo ed era una stima minima poiché non era stato raggiunto il fondo dello strato ad alta attività. Quest’ordine di grandezza superiore al più grande inventario del sedimento marino registrato offshore della centrale di Fukushima, entro un fattore di 4 dei nuclei terrestri di terreno dall'area di accesso limitato e oltre ai suoli nella regione di Yotsukura. Inoltre, l'arricchimento profondo di Cs 137 è incoerente con una sorgente atmosferica di Fukushima, in quanto Cs 137 sarebbe stato intrappolato negli strati superiori dell'orizzonte di sabbia come dimostrato nei suoli terrestri.
Per testare questa ipotesi, sono stati condotti esperimenti di adsorbimento e desorbimento di Cs 137 su campioni di sabbia giapponese con soluzioni di acqua di mare, di varie salinità per riprodurre il gradiente di salinità osservato nelle acque sotterranee della spiaggia. Le sabbie di spiaggia hanno un’adeguata capacità di scambio ionico per questo livello di Cs 137. Pertanto, le sabbie di spiaggia sono in grado di memorizzare un grande inventario di Cs 137 alle profondità che, nel tempo, possono essere rimobilizzate dall'intrusione di acqua di mare, in spiaggia e rilasciate nell'ambiente costiero attraverso processi di scambio dell'acqua presente nelle acque sotterranee.
Nelle spiagge, l'intrusione di acqua marina in genere segue due percorsi: un pennacchio superiore salino nella zona intertidale impostato dalle onde e dalle maree e un cuneo di acqua salata in profondità, funzione della differenza di densità tra acqua freatica fresca e rifiuti di acqua di mare.  La bassa concentrazione di Cs 137 nei corpi superficiali potrebbe essere il risultato di un più frequente lavaggio con acqua di mare, rispetto allo strato di sabbia più profonda, o meno esposizione all'acqua marina di alta attività per il Cs 137 nel 2011. La distribuzione è altamente eterogenea di Cs 137 in acque sotterranee della spiaggia.
Indipendentemente dai meccanismi che controllano la concentrazione di Cs 137 nelle acque sotterranee, gli acquiferi delle spiagge in prossimità di Fukushima sono una sorgente di Cs 137 nell'oceano, supportata da attività di surf zone Cs 137 più alte delle acque marine offshore durante il periodo di studio. Per quantificare la grandezza di questa sorgente di Cesio, sono state utilizzate misure parallele d’isotopi radiali (223 Ra, 11,4 d; 224 Ra, 3,66 d), strumenti consolidati per fornire stime di scala regionale di scarico sottomarino delle acque sotterranee. Gli isotopi del radicale sono continuamente prodotti nei sedimenti acquiferi con il decadimento d’isotopi genitori insolubili del torio. Come Cs 137, le attività di Ra nella zona di surf sono state inversamente correlate con la fase di marea. Queste caratteristiche sono le ragioni per cui gli isotopi Ra possono essere usati come tracciatori dell'ingresso di Cs 137 nell'acqua sotterranea.

Tanti problemi ancora per le balene franche del Nord Atlantico

Funzionari del governo federale statunitense dicono che è tempo di considerare la possibilità che le balene franche
in via di estinzione possano estinguersi molto presto, se non vengono prese nuove misure per proteggerle.
Le balene franche dell'Atlantico del Nord sono tra i più rari mammiferi marini del mondo e hanno sopportato un anno infernale. La National Oceanic and Atmospheric Administration ha dichiarato che ci sono solo circa 450 delle balene rimaste e 17 si conosce finora che sono morte nel 2017.
“La situazione è talmente disastrosa, -ha dichiarato John Bullard, amministratore regionale del Nord-Est per la pesca NOAA- di modo che i regolatori americani e canadesi devono prendere in considerazione la possibilità che la popolazione non si riprenda presto senza interventi. L'alto anno di mortalità coincide con la scarsa riproduzione, e vi sono solo circa 100 balene franche, dette di destra del Nord Atlantico, che si sono riprodotte a sinistra.
"Si deve usare la parola estinzione, - ha detto ancora Bullard- perché è lì che le linee di tendenza vanno ed è qualcosa che non possiamo permettere che succeda."
Bullard e altri funzionari NOAA hanno sviluppato queste osservazioni nel corso di una delle tante riunioni del Consiglio di gestione della pesca del New England. Mark Murray-Brown, consulente in materia di Endangered Species Act per NOAA, ha detto che le balene sono in calo dal 2010, con le femmine colpite più duramente dei maschi.
“Gli Stati Uniti e il Canada si stanno impegnando a lavorare per ridurre le morti delle balene causate dall'uomo, -ha detto Murray-Brown- perchè gli attacchi alle navi e l'impigliamento nelle attrezzature da pesca ,sono due delle cause delle morti delle balene più frequentemente citate “.
"Lo stato attuale delle balene franche, -ha proseguito- è in una situazione critica, e usare le nostre risorse disponibili per recuperare le balene è di grande importanza e di alta urgenza".
Gli animali partoriscono nelle acque temperate del sud e poi si dirigono ogni primavera ed estate per nutrirsi in Nuova Inghilterra e in Canada. Tutte le morti avvenute quest'anno si sono registrate al di fuori del New England e del Canada.
Ad onor del vero alcuni studi scientifici recenti hanno fatto luce sul motivo per cui le morti di balene sono aumentate. Uno sottolinea l’aspetto che le balene si muovono molto più di quanto si pensasse in precedenza. Alcuni scienziati hanno ipotizzato che le balene potrebbero avventurarsi fuori dalle aree protette in cerca di cibo, mettendosi quindi in pericolo.
In un altro studio, gli scienziati hanno esaminato le feci della balena e hanno scoperto che le balene che soffrono di lunghi intoppi negli attrezzi da pesca, producono livelli ormonali che indicano uno stress elevato. Gli scienziati hanno altresì detto che lo stress influisce negativamente sulla loro capacità di riprodursi anche quando sopravvivono all'impigliamento.
"Si sta cercando di trovare soluzioni ,- ha detto Elizabeth Burgess, scienziata associata (Anderson Cabot Center for Ocean Life) presso il nuovo Acquario Inghilterra_Boston_ di modo si possa scoprire come si possa continuare a pescare, ma non ad impigliare le balene".

Una revisione interessante prodotta dalla NOAA studiano per cinque anni sulle balene franche rilasciata ad ottobre,  informa che gli animali dovrebbero rimanere ancora sulla lista delle specie in via di estinzione. Includeva, però, anche raccomandazioni per proteggere la specie. Prevedeva, infatti, lo sviluppo di un piano a lungo termine per monitorare le tendenze della popolazione e l'uso dell'habitat ma anche di studiare l'impatto della pesca commerciale sulla diminuzione delle balene franche.

venerdì 12 gennaio 2018

I plasmidi nei microbi antartici

L'Antartide è un laboratorio naturale per studiare il piccolo numero di specie vegetali e animali che vivono in comunità. La vita microbica gioca un ruolo vitale negli ecosistemi antartici. Metodi genetici all'avanguardia per lo studio del DNA di questi microbi possono portare a scoperte che aiuterebbero nella produzione di nuovi antibiotici e altri composti. In Antartide si trovano alcune delle creature più sorprendenti del pianeta. È anche un potente laboratorio naturale per studiare la biodiversità, l'evoluzione e gli impatti del cambiamento climatico. Scoraggiati dal resto del pianeta, l'isolamento dell'Antartide e il suo clima freddo hanno permesso l’ evoluzione di alcune specie uniche. Coperto di ghiaccio e neve, l'Antartide è il continente più cupo, più freddo ma al contempo il più vivo della Terra. Poco della sua superficie terrestre può sostenere la vita, in modo che le comunità di piante e animali che sopravvivono sono solo un piccolo numero di specie che vivono in rapporti semplici. Per la semplicità di queste comunità, l'Antartide è un luogo eccezionalmente utile per scoprire come funzionano gli ecosistemi. Alcune delle creature in queste comunità sono particolarmente interessanti. Conosciuti come nematodi, i loro antenati sopravvivevano in piccole aree di terra rimaste scoperte durante le ultime ere glaciali, più di un milione di anni fa. Studiando i nematodi, gli scienziati del British Antarctic Survey (BAS) possono aumentare la comprensione dell'evoluzione e aiutare a ricostruire la storia glaciale dell'Antartide. A differenza della terra, i mari attorno all'Antartide ospitano un gruppo ricco e diversificato di specie evolute, secondo alcuni modi unici di affrontare il freddo. Alcuni pesci antartici, per esempio, sono i soli vertebrati del mondo che non usano le cellule del sangue rosso per trasportare ossigeno nei loro corpi. Per essere così adattati al freddo, alcune di queste specie potrebbero non essere in grado di affrontare la vita in un mondo più caldo. Il cambiamento climatico potrebbe avere un impatto importante sulle specie antartiche. Dalle stazioni di ricerca su e intorno alla penisola Antartica, gli studiosi di BAS sono disposti a studiare come queste specie stiano rispondendo ai cambiamenti climatici. Sappiamo parecchio sulle piante e gli animali del continente e, invece sappiamo pochissimo della vita microbica dell'Antartide. Questi organismi svolgono un ruolo vitale negli ecosistemi antartici e, possono aiutare a produrre nuovi antibiotici e altri composti, sono ricchi ma allo stato attuale sono solo una risorsa non utilizzata. Al BAS, si stanno utilizzando metodi genetici all'avanguardia per studiare il DNA di questi microbi e, si spera , di poter sfruttare al più presto il loro potenziale.
Pesce antartico : Chaenocephalus aceratus
I vermi nematodi sono uno dei più importanti gruppi faunistici del suolo in Antartide ma, si sa poco sulla loro più ampia distribuzione, biogeografia e storia nella regione, e le informazioni tassonomiche rimangono confuse o incomplete. La fauna di Alexander Island (Antartide marittima meridionale) includa elementi che sono sopravvissuti (almeno) al periodo della glaciazione del Pleistocene in situ, formando un centro regionale di endemismo e anche un hotspot di biodiversità. Le indagini nematologiche sono state effettuate su un determinato gradiente latitudinale lungo la penisola antartica meridionale, confrontando i dati ottenuti con la fauna marittima antartica descritta nei pochi studi precedenti, tra la baia di Marguerite settentrionale e le isole Orcadi meridionali . In generale, questa ricerca viene supportata da precedenti scoperte di una mancanza di sovrapposizione a livello di specie tra le zone biogeografiche oceaniche marittime e continentali, con la grande maggioranza di esemplari ottenuti da tutti i siti di indagine attribuibili a noti marittimi o taxa nuovi e attualmente endemici. Tuttavia, le collezioni di Alexander Island, Alamode Island e il sito più occidentale campionato, di Charcot Island, includono esemplari morfologicamente molto vicini a due specie continentali dell'Antartide, e potrebbero indicare un legame tra le due regioni. La fauna ottenuta nei siti di studio settentrionali (Adelaide Island, Marguerite Bay) corrisponde strettamente a quella descritta in precedenza. In contrasto con i modelli ampiamente descritti di diversità decrescente in altri biota antartici, la ricchezza di specie è aumentata marcatamente in località su Alexander Island , includendo un elemento sostanziale di specie non descritte (50% di taxa in tutte le località, 40% di taxa trovato su Alexander Island). Infine, i campioni più meridionali ottenuti, dai nunatak dell'entroterra di Ellsworth Land , indicano una fauna che non include i nematodi, fatto eccezionale non solo in un contesto antartico ma anche per i suoli in tutto il mondo.

Un plasmide infetta i microbi della stessa specie e si replica nei nuovi ospiti
Gli scienziati dell’università del New South Wales (Unsw) studiando i microbi in alcuni dei laghi più salati dell’Antartide, hanno scoperto un nuovo modo utilizzato da questi piccoli organismi per condividere il DNA (plasmidi)
Trasferimenti di plasmidi
che potrebbe averli aiutati a crescere e sopravvivere.
Con lo studio basato  su 18 mesi di campionamento dell’acqua in remote località antartiche, anche durante il freddissimo inverno antartico, si potrebbe fare nuova luce sulla storia evolutiva dei virus.
Il team della Unsw ha inaspettatamente scoperto un ceppo di microrganismi amanti del sale antartico contenente plasmidi: piccole molecole di DNA che possono replicarsi indipendentemente in una cellula ospite e che spesso contengono geni utili a un organismo.
«Mentre i virus hanno una struttura protettiva di natura proteica chiamata capside, i plasmidi sono pezzi di DNA ‘nudi’, e generalmente si muovono da cellula a cellula per contatto, o almeno questo è ciò che si credeva finora. I plasmidi trovati nei microbi antartici, denominati pR1SE, si proteggono come i virus grazie a una vescicola, costituita dalle stesse proteine che si trovano nella membrana dell’ospite. Una volta rilasciata dagli Archea, la vescicola permette al plasmide di infettare microbi della stessa specie, in cui non siano già presenti altri plasmidi e, quindi, di replicarsi nei nuovi ospiti ».
“Susanne Erdmann sottolinea che è la prima volta che questo meccanismo è stato documentato. Potrebbe essere un precursore evolutivo di alcuni degli involucri protettivi più strutturati che i virus hanno sviluppato per aiutarli a diffondersi e diventare degli invasori di successo. La constatazione suggerisce come alcuni virus potrebbero essersi evoluti dai plasmidi»
I microbi antartici studiati dai ricercatori sono chiamati haloarchaea
Haloarchea
,
noti per essere promiscui, dato che si scambiano rapidamente il DNA tra di loro. Possono sopravvivere nel Deep Lake, un lago profondo 36 metri, così salato da rimane allo stato liquido fino a meno di 20 gradi di temperatura. Il lago, si trova a circa 5 chilometri dalla stazione antartica australiana Davis, e si è formato circa 3500 anni fa.
Microbi haloarchaea contenenti i plasmidi erano già stati isolati da campioni di acqua molto rari raccolti alle isole Rauer, circa a 35 km dal Deep Lake.
Deep Lake
« Si è anche scoperto che i plasmidi potrebbero prendere un po’di DNA dal microbo ospitante, integrarlo nel proprio DNA, produrre vescicole a membrana intorno a se stessi e poi mandarle a infettare altre cellule. I risultati sono quindi rilevanti per la scienza antartica e per la biologia nel suo insieme».