Sapere Scienza

Sapere Scienza
Marco Signore

Marco Signore

Laureato a Napoli in Scienze Naturali, PhD all'Università di Bristol in paleobiologia con specializzazioni in morfologia e tafonomia, è nella divulgazione scientifica da quasi 20 anni, e lavora presso la Stazione Zoologica di Napoli "Anton Dohrn". Nel tempo libero si occupa anche di archeologia, oplologia, musica, e cultura e divulgazione ludica.

Se ancora siete tra quelli che immaginano i dinosauri come lente e impacciate lucertole dalle tinte smorte, l’ultima scoperta dei ricchissimi strati cinesi vi farà probabilmente cambiare idea. Si sospettava da decenni che i dinosauri fossero colorati - per tutta una serie di ragioni - ma recenti studi su penne e piume intrappolate nell’ambra hanno cominciato ad aprire una finestra sul loro mondo di sfumature e oggi sappiamo che le penne che ricoprivano i carnivori erano iridescenti e colorate.

Il Lago Mono, in California, è senza dubbio un posto strano: è uno specchio d’acqua estremamente alcalino, così che nessuna specie di pesce può viverci. Questo lago è anche un posto famoso: vi è stato scoperto un batterio particolare che utilizza il fosforo per sopravvivere, Mark Twain gli ha dedicato diversi capitoli del suo libro In Cerca di Guai, e una sua foto compare in un disco dei Pink Floyd. Twain, in particolare, riferisce anche di un animaletto alquanto inconsueto che vive attorno alle rive del lago: una piccolissima mosca, Ephydra hians, che si immerge nelle acque del lago per deporre le uova.

Il sonno è un’attività fondamentale nella vita degli esseri viventi perché permette il recupero delle energie psicofisiche, il riposo e, tra le altre cose, lo scarico dello stress. Fino a oggi, però, gli studiosi non hanno ancora compreso a pieno i meccanismi e benefici del sonno e hanno dato per scontato che la presenza di un sistema nervoso centralizzato fosse un prerequisito per dormire. In altre parole, gli organismi “primitivi” dal punto di vista dell’organizzazione nervosa non avrebbero bisogno di dormire. Pertanto le ricerche sul sonno si sono sempre concentrate su animali relativamente evoluti e i cicli di sonno-veglia sono stati dimostrati nei vertebrati, negli insetti e persino nei nematodi (i “vermi cilindrici”).

Molti ricorderanno la serie di B-movie degli anni ’70 in cui si immaginava che una delle conseguenze degli esperimenti nucleari nei deserti potesse essere – sulla scia di Godzilla – la comparsa di insetti giganti. Per “giganti” intendo mantidi capaci di spezzare un’automobile in due e formiche delle dimensioni di un autobus. Naturalmente, alla luce delle nostre conoscenze di entomologia e fisiologia, questo sarebbe semplicemente impossibile: il solo peso dell’armatura di chitina, per creature così grandi, le renderebbe incapaci di muoversi e la respirazione sarebbe assolutamente impossibile.

Le uova degli uccelli sono una delle più straordinarie “invenzioni” dell’evoluzione: una piscina privata per gli embrioni, protetta da molte delle perturbazioni esterne. Tuttavia, molti uccelli hanno nidiaperti, nei quali le uova sono esposte alla vista di potenziali predatori. Il problema viene spesso risolto con una colorazionemimetica delle uova stesse, un carattere che aiuta anche gli appassionati e gli ornitologi a distinguere le specie semplicemente guardando un frammento di guscio. Per i dinosauri le cose invece non sono sempre così semplici. Solo dopo decenni di studi, e basandosi sulla microstruttura dei gusci e spesso sulla fortunata presenza di resti scheletrici all’interno delle uova, è stato possibile iniziare a definire chi avesse deposto quali uova; ma, come succede sempre nelle scienze, ogni risposta apre tante nuove domande. Come apparivano, dunque le uova dei dinosauri?

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I misticeti sono quei cetacei provvisti di strutture boccali molto particolari, chiamate fanoni, che in sostituiscono i denti e formano un apparato filtratore molto efficace: la dieta delle grandi balene con fanoni è infatti basata su piccoli animali, come il krill (gamberi) o piccoli pesci. Tuttavia, i fanoni non sono presenti negli antenati delle balene e, per quanto esistano provemolecolari dell’evoluzione da denti a fanoni, la dieta dei primi misticeti è tuttora oggetto di dibattito.

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Il 20 aprile 2010, nel Golfo del Messico iniziava il più grande disastro della storia nel campo delle aziende petrolifere: la piattaforma della BP Deepwater Horizon esplodeva uccidendo 11 lavoratori, ed il suo affondamento, due giorni dopo, scatenava una fuoriuscita di petrolio assolutamente devastante. Certo, non si può dire che gli esseri umani abbiano mai avuto particolare cura dell’ambiente, ma questo disastro senza precedenti è stato studiato in dettaglio, e tra le tante orribili conseguenze si è assistito ad una vera e propria fioritura di batteri del genere Cycloclasticus, che sono probabilmente gli unici organismi in grado di spezzare gli anelli aromatici degli idrocarburi per trarne nutrimento – una fonte di cibo che nessun altro essere vivente sembra poter condividere. Ma la Natura ci ha abituato ad incredibili imprese per assicurare la sopravvivenza delle specie, e così uno studio pubblicato su Nature Microbiology ci ha mostrato una nuova via “inventata” dagli animali per sopravvivere in un mondo in rapido cambiamento.

 

Vulcani di asfalto

Nel 2003 furono scoperti sempre nel Golfo del Messico (una delle zone oceaniche più studiate al mondo) i primi vulcani di asfalto, strutture che si formano in corrispondenza di risalite di asfalto, appunto, sul fondale marino. Attorno a questi vulcani prosperano comunità animali che hanno immediatamente attirato l’attenzione degli studiosi, perché gli idrocarburi non sono mai stati particolarmente appetibili per gli organismi viventi. Eppure, spugne e lamellibranchi (questi ultimi del genere Bathymodiolus, noto abitatore delle sorgenti idrotermali marine) sembravano prosperare senza problemi nella zona. È noto che Bathymodiolus vive in simbiosi con batteri chemioautotrofi, e quindi può utilizzare gli elementi chimici delle vent idrotermali per ottenere nutrimento tramite i suoi simbionti, quindi gli studiosi hanno immediatamente pensato ad una simbiosi, scoprendo però che il batterio simbionte stavolta era il nostro Cycloclasticus.

 

Per gli amici si cambia

Le analisi del genoma dei Cycloclasticus simbionti hanno tuttavia mostrato una peculiarità: i batteri che vivono in simbiosi con le spugne ed i bivalvi hanno perso la capacità di spezzare gli anelli policiclici, e si sono invece specializzati nel ricavare energia dagli alcani semplici (gli alcani sono composti non ciclici di carbonio e idrogeno: il metano è l’alcano più semplice esistente). Questa abilità è però condivisa da diversi altri organismi, e pare che Cycloclasticus possa “permettersi” di nutrirsi di materiale più accessibile ad altri solo perché vive in simbiosi con le spugne ed i bivalvi. La scoperta è particolare perché tutti gli studi precedenti indicavano che questi particolari batteri potevano utilizzare solo gli idrocarburi aromatici, mentre ora è stato possibile dimostrare che essi possono cambiare dieta, per così dire, in base a come vivono: i Cycloclasticus liberi continuano ad utilizzare gli idrocarburi policiclici, mentre quelli simbionti cambiano verso una dieta più accessibile perché probabilmente protetti dalla simbiosi stessa. Nuovi studi sono necessari per comprendere a fondo questa variazione, ma abbiamo un altro ottimo esempio della versatilità dei batteri e della vita stessa.

Le mantidi sono tra gli insetti più affascinanti anche per chi non ha mai avuto la passione dell’entomologia. Il loro nome richiama meditazione e spiritualità (Mantis religiosa infatti significa più o meno “indovino religioso”), a causa della loro posizione a riposo che fa sembrare le mantidi quasi assorte in preghiera. Le prede delle mantidi sono le più varie: praticamente qualsiasi invertebrato si muova entro il raggio della loro vista. Di recente, però, gli studiosi hanno fatto una nuova scoperta che per i non addetti ai lavori potrebbe strappare qualche brivido.

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È ormai accettato che gli uccelli non siano altro che dinosauri con il brevetto di volo, e che la maggior parte dei teropodi (dinosauri carnivori) fossero piumati, insieme con diversi generi degli ornitischi (i dinosauri erbivori come il Triceratops). Tuttavia, se pur con un po’ di difficoltà il pubblico ha accettato l’immagine del Velociraptor coperto di morbide e colorate piume, ci sono ancora grosse difficoltà ad immaginare una specie di pollo di 15 metri chiamato Tyrannosaurus. In effetti, la scoperta di un tirannosauride cinese, Yutyrannus, che presentava tracce di piume, ha ridato vita ad uno dei dibattiti più infuocati nella paleontologia dei dinosauri: siccome un suo antenato era piumato, anche il temibile Tyrannosaurus era coperto di piume?

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Chi esplora un mondosconosciutocome quello degli abissi marini - dopotutto, conosciamo meglio la superficie di Marte che i nostri oceani - spesso lavora con animali mai visti fino a ora, o conosciuti solo da esemplarirovinatiripescati da campionamenti profondi di un secolo prima. Le difficoltà diidentificazionenel mondo della biologia marina aumentano con il crescere delle nostre conoscenze, ed un’analisi del DNA non è quasi mai la soluzione più rapida e facile.
Così, due studiose americane,Janet VoighteJessica Kurth, sono riuscite a sviluppare un metodo per identificare le specie oggetto del loro studio, cioè quelle appartenenti al simpaticissimo e buffo genere Graneledone.

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