da "Nature" - 27 aprile 2017 - Ewen Callaway

Genomi di ominidi ricavati da residui e sporcizia nelle grotte

Per la prima volta, ricercatori hanno identificato DNA di nostri antichi parenti senza la necessità di trovare le loro ossa, aprendo una nuova finestra sul passato.

Un esempio anche per le ricerche nella grotta di Lamalunga ad Altamura, nel Parco Nazionale dell'Alta Murgia.

Ossa e denti non sono gli unici modi per conoscere i parenti umani estinti. Per la prima volta, ricercatori hanno recuperato il DNA da un ominide senza avere resti evidenti ma solo i sedimenti dalle grotte in cui essi vivenano. La tecnica apre un nuovo modo di studiare la preistoria. Da sedimenti nelle grotte europee e asiatiche, una squadra guidata dal genetista Viviane Slon e dal biologo molecolare Matthias Meyer, dell'Istituto Max Planck per l'antropologia evolutiva di Lipsia, in Germania, ha sequenziato i genomi di strutture cellulari chiamate mitocondri da Neanderthal e da un altro gruppo di ominidi, i Denisovani. Il loro lavoro è pubblicato su Science. "È emozionante vedere che è possibile ricavare DNA di ominidi da residui organici e sedimenti", ​​dice Michael Bunce, un biologo evolutivo della Curtin University di Perth, in Australia. Slon e Meyer non sono il primo a decodificare residui organici antichi. Il paleogenetista Eske Willerslev del Museo di Storia Naturale della Danimarca di Copenaghen, ha iniziato quest'approccio nel 2003, per scoprire le piante e gli animali che popolavano gli ambienti preistorici. Utilizzando questa tecnica, lui e la sua squadra hanno rivelato che la Groenlandia era ricca di foreste. Ma Slon e Meyer sono i primi ad usare la tecnica sul DNA di ominidi.

Detective tra i residui organici

Non è facile isolare il materiale genetico dei popoli antichi dai residui organici. Il DNA è estremamente raro nel terreno rispetto a quello proveniente da piante, animali, funghi e microbi. È anche facile mescolarlo con il DNA dei ricercatori a tutti i livelli, per esempio.Per aumentare le probabilità, il team di Slon e Meyer ha raccolto sedimenti dai siti in cui erano stati trovati strumenti o i resti di Neanderthals o Denisovani. Hanno analizzato sette grotte, tra cui due nella Siberia meridionale. Il team ha analizzato i campioni di sedimenti con tecniche che estraggono il DNA mitocondriale dei mammiferi, che è più abbondante nelle cellule rispetto al DNA del nucleo. Per assicurarsi di non osservare materiale genetico moderno, i ricercatori hanno analizzato solo brevi sequenze con danni chimici tipici dell'antico DNA. Il gruppo ha recuperato, da quattro dei siti, nove genomi mitocondriali di varia completezza degli antichi ominidi. Il DNA di Neanderthal era presente in tutte e quattro le grotte. Sequenze di Denisovani, però, si sono presentate solo in una camera della caverna meridionale siberiana dove resti di un gruppo enigmatico erano stati precedentemente identificati.

Ma quando?

Determinare quando questi individui siano vissuti è difficile. Il DNA attaccato a residui organici può essere prelevato dall'acqua, può poi penetrare nel terreno dei siti archeologici e finire in uno strato geologico contenente materiale molto più vecchio - richiedendo sforzi con risultati confusi fino ad oggi. I ricercatori hanno quindi cercato di dimostrare che il DNA recuperato non si era spostato in strati più vecchi. Nella grotta di Chagyrskaya, in Siberia, i ricercatori hanno trovato abbondante DNA animale in strati geologici che contenevano ossa animali e utensili in pietra e niente in strati più antichi in cui mancavano segni di presenza umana o animale. Ciò significa che è probabile che il DNA di ominidi non si sia mosso attraverso gli altri strati. Ma Robin Allaby, un genetista evolutivo dell'Università di Warwick a Coventry, nel Regno Unito, non è convinto. Pensa che la grande quantità di DNA recuperata da alcuni siti è un'evidenza che un sacco di materiali diversi potrebbero essere stati mescolati e sistemati in un determinato strato geologico. "Puoi identificare gli ominidi, ma datarli diventa un problema", dice.

La fonte esatta del DNA è anche poco chiara. I liquidi corporei, il materiale fecale, i capelli e le ossa, sono tutti possibilità, dice Slon. Qualunque sia la fonte, la scoperta del DNA di ominidi nel suolo dovrebbe poter significare che molti siti archeologici che mostrano segni di abitazione di ominidi ma in cui mancano resti evidenti, possono ora essere esaminati geneticamente. Ad esempio, il team di Slon ha identificato il DNA di Neanderthal nel suolo della grotta di Trou Al'Wesse in Belgio, dove gli archeologi hanno trovato strumenti probabilmente prodotti da Neanderthal, ma non hanno mai recuperato ossa.

Insediamenti subacquei

I ricercatori nutrono grandi speranze per il DNA prelevato da residui organici. La squadra di Allaby sta sequenziando sedimenti marini raccolti al largo della costa inglese, in cerca di insediamenti antichi che potrebbero ora essere sommersi. Le temperature dell'oceano costantemente fredde sono ideali per la conservazione del DNA e Allaby pensa che il materiale genetico trovato sott'acqua potrebbe rivelare dettagli delle migrazioni umane dall'Africa nell'Australasia e nelle Americhe. Mikkel Winther Pedersen, un paleoecologo molecolare dell'Università di Cambridge, nel Regno Unito, e i suoi colleghi hanno decodificato lo scorso anno DNA animale dal terreno di siti archeologici in Groenlandia, documentando la caccia alle balene di circa 4.000 anni fa.

Pedersen spera che i recenti studi possano modificare il modo in cui gli archeologi scavano i siti. "Salvare i residui e la sporcizia", ​​consiglia, "anche se ritieni di non doverle necessariamente usare." Dopo tutto, ci può essere nascosto il genoma di un Neanderthal.

da "Nature Plants" - 05 ottobre 2015 - Jeremy J. Midgley, Joseph D. M. White, Steven D. Johnson & Gary N. Bronner

Cosa bisogna fare per sopravvivere!

I semi che si fingono escrementi.

Interessante articolo della rivista scientifica sulla strategia messa in atto dalla pianta sudafricana Ceratocaryum argenteum con gli scarabei stercorari.

I grandi semi marroni, rotondi e intensamente profumati di Ceratocaryum argenteum (Restionaceae) attirano molti insetti collegati allo sterco degli erbivori. Questi semi attirano scarabei stercorari che li rotolare e li seppelliscono. Poiché i semi sono duri e non offrono alcuna "ricompensa" agli scarabei stercorari, possiamo dire che questo è un notevole esempio di inganno per favorire la dispersione dei semi delle piante.

Mimetismo, inganno e sfruttamento sensoriale degli animali da parte delle piante sono controversi, in particolare per la dispersione dei semi. Alcune specie di piante producono semi colorati ma duri e poco graditi dagli uccelli frugivori. La prova che questo rappresenti mimetismo visivo o sfruttamento sensoriale visivo è debole: c'è una generale assenza di coincidenza riguardante specie di piante con frutti carnosi similarmente colorati, i semi sono spesso tossici e quindi il colore è potenzialmente aposematico (colorazione di avvertimento) e la gran parte degli uccelli ignora i semi determinandone una dispersione molto bassa. L'inganno chimico, nella dispersione del seme, sembra essere altrettanto rara, essendo ipotizzata solo in due specie mirmecocore (la cui dispersione del seme avviene attraverso le formiche). Le piante che producono semi con bassi livelli di attrattori chimici (acido oleico) non ingannano efficacemente le formiche e tali semi hanno una dispersione molto bassa.

Nella zona Potberg della Riserva Naturale De Hoop  (DHNR), in Sud Africa,è stata studiata la dispersione di Ceratocaryum argenteum Nees ex Kunth, una specie endemica di piante Restionaceae, presente in forma di arbusti in aree soggette ad incendi su sabbie profonde. I semi di questa specie sono insoliti; i suoi gusci sono i più grandi della famiglia (1 cm di lunghezza), non hanno elaiosoma per la loro dispersione da parte delle formiche ed invece di avere una superficie liscia ed tegumento nero tipico dei grandi semi della loro famiglia, hanno un tegumento esterno ruvido, tuberculato e marrone. All'olfatto umano, lo strato tuberculato ha un odore pungente simile a quello di feci di erbivori. Alcune specie di piante della vegetazione arbustiva ("fynbos" - Patrimonio dell'Umanità UNESCO) del Capo, hanno semi con grandi gusci che sono sepolti da piccoli mammiferi per conservarli.

Per saperne di più: http://www.nature.com/articles/nplants2015141#f1 

da "Nature News&Comment" - 25 settembre 2015 - Emma Brown

Il trucco del pipistrello bevitore

Puntando una telecamera ad alta velocità su una provetta piena di nettare, i ricercatori hanno osservato i pipistrelli utilizzando uno stratagemma di lingua di pompaggio che non è mai stato visto prima nei mammiferi.

Lonchophylla robusta (Pipistrello nettare d'arancia)

Uno studio ripreso da Nature, dimostra come i pipistrelli della specie lonchophylla robusta bevono il 150 % del proprio peso corporeo ogni notte, ma la lingua sembra a malapena muoversi mentre prelevano il liquido da un fiore.

La maggior parte dei vertebrati - tra cui alcuni altri pipistrelli - bevono tirando su il liquido con la lingua. Ma la punta della lingua del pipistrello lonchophylla robusta rimane sommersa sotto la superficie del nettare mentre il corpo si libra sopra un fiore. E mentre gli altri pipistrelli hanno lingue con papille simili a capelli (con minuscole bolle), la lingua del nostro lonchophylla robusta, no.

Ha, invece, due scanalature aperte che corrono lungo i lati sinistro e destro, spiega l'ecologo Marco Tschapka dell'Università di Ulm, in Germania, co-autore dello studio pubblicato il 25 settembre su Scienze Advances.

Piccoli muscoli-pompa spingono il nettare nelle due scanalature o "canali" e quindi in bocca. I ricercatori sospettano che un qualche tipo di attività capillare impedisca al nettare di fuoriuscire dai canali mentre avviene il pompaggio.

Per saperne di più e vedere il bello e simpatico video: http://www.nature.com/news/bat-drinks-using-tongue-pump-trick-1.18434?WT.mc_id=TWT_NatureNews 

da "Nature" - 02 settembre 2015 - Colin Macilwain

Il rifiuto delle coltivazioni OGM non è un fallimento per la scienza (ma siamo oltre gli OGM)

Qualsiasi cosa decidano i Paesi che oggi si oppongono alle coltivazioni di Organismi Geneticamente Modificati sul proprio territorio, la posta in gioco non è ormai più così rilevante. La decisione dell'Europa è ininfluente.

La scorsa settimana l'agenzia Reuters riportava che la Germania aveva scelto di continuare ad applicare la moratoria delle coltivazioni di organismi geneticamente modificati sul proprio territorio. La decisione incontrerà senza dubbio una raffica ben orchestrata di critiche. Quando il governo scozzese ha fatto la stessa cosa il mese scorso, la sua decisione è stata duramente condannata da biologi vegetali e leader scientifici come Anne Glover, ex capo consigliere scientifico del presidente della Commissione europea. I critici dipingono il divieto come un affronto alla scienza ed al principio che la normativa dovrebbe essere basata su evidenze scientifiche.

Ma sono tranquillo circa le decisioni di moratoria di Scozia, Germania, Francia, Italia e degli altri Paesi di resistere alle pressioni delle imprese e di mantenere la tecnologia colturale OGM fuori dalla campagna europea. Attendo con interesse la risposta dell'Inghilterra circa l'accordo che l'Unione europea ha raggiunto lo scorso dicembre con il quale permette agli Stati membri di fare le proprie scelte in materia di autorizzazioni alle colture OGM.

Qualunque cosa queste Nazioni decidano, la posta in gioco non è più così elevata come una volta. Quando gli Stati Uniti hanno iniziato ad autorizzare la coltivazione OGM dei semi di soia e mais 20 anni fa, molti produttori pensavano che l'accettazione globale della tecnologia avrebbe pesato molto sulle decisioni europee. Ciò, probabilmente, non è lontano dal vero. La superficie globale delle colture OGM è cresciuta costantemente, senza un'ampia accettazione da parte dell'Europa. Ora è al massimo. L'anno scorso, però, è cresciuta solo di circa 181 milioni di ettari (3%), secondo i dati di settore, poco più di un decimo dei 1,5 miliardi di ettari che le Nazioni Unite stimano essere coltivati con OGM.

Cinque sesti della superficie con coltivazioni OGM è nelle Americhe. Il resto consiste principalmente di colture non alimentari (soprattutto cotone) coltivati ​​in India e in Cina. Poco, dei prodotti OGM, è nelle Nazioni che hanno bisogno di rese migliorate per nutrire la popolazione. In vent'anni, i ceppi OGM attualmente coltivati sono ancora più adatti alle esigenze dei grandi agricoltori industriali che possono permettersi i semi, le tecniche di coltivazione ed i trattamenti che li accompagnano. Qualunque sia la decisione dell'Europa, il resto del mondo non è in attesa di seguire il suo esempio.

Questa volta, il dibattito europeo sulle colture OGM non si è incentrato sulle stesse, ma su come le Nazioni dovrebbero valutare e gestire i rischi derivanti. Quando l'Europa ha voltato le spalle alle colture geneticamente modificate 15 anni fa, la lobby pro-OGM ha detto che ciò segnalava un continente in crisi, non disposto ad abbracciare il futuro. Ma, da allora, l'Europa ha dato scarsi segnali di avversione alla tecnologia. Non ha rallentato e non ha rifiutato medicamenti sanitari basati su nanotecnologie o telefoni cellulari, di cui è stata la consumatrice più veloce al mondo. Nonostante l'episodio OGM, la politica basata sulle evidenze scientifiche è viva e vegeta in Europa. Ma la buona gestione del rischio coinvolge la comunicazione iniziale con il pubblico e l'attenta valutazione di molti fattori, non solo la valutazione scientifica del rischio. In generale, tuttavia, l'industria - che di solito detiene la maggior parte dei dati rilevanti - favorisce la valutazione scientifica del rischio come principio e fine delle regole (si veda Nature 508, 289; 2014) . Gli ambientalisti - anche quelli "dolci", come la Commissione Europea e l'ex vicepresidente americano Al Gore - preferiscono il principio di precauzione, che pone l'onere della prova sull'innovatore .
Per saperne di più: http://www.nature.com/news/rejection-of-gm-crops-is-not-a-failure-for-science-1.18271?WT.mc_id=TWT_NatureNews 

Da "Nature" del 25 agosto 2015

Sfatato il mito dei crediti di carbonio

Secondo la prestigiosa rivista scientifica internazionale, si è creato un cortocircuito dopo l'entrata in vigore degli schemi di incentivazione dei crediti di carbonio: le industrie russe inquinano di più

In Russia gli impianti industriali hanno aumentato la loro produzione di rifiuti industriali rivendicando, successivamente, milioni di crediti di carbonio per la loro distruzione di loro dopo che il sistema di scambio internazionale di carbon credit è entrato in vigore. Lo rivela uno studio pubblicato su Nature Climate Change secondo il quale diversi impianti chimici russi hanno aumentato la produzione di gas serra d rifiuti a "livelli senza precedenti ", dopo che potrebbero trarre vantaggi finanziari dai crediti di carbonio. I crediti di carbonio garantiscono alle nazioni il diritto di emettere gas che contribuiscono al riscaldamento globale. Sono negoziati a livello internazionale sui mercati di carbonio, come l'Emission Trading Scheme dell'Unione europea, e il loro valore monetario è determinato da quanto gli acquirenti sono disposti a pagarli.

Le nazioni sviluppate sono in grado di guadagnare crediti di carbonio investendo in progetti di riduzione delle emissioni nell'ambito di un programma chiamato "Joint Implementation" (JI), concordato nel quadro del protocollo di Kyoto del 1997. Per il potente gas serra trifluorometano (HFC - 23 ) e per l'esafluoruro di zolfo (SF6), il valore dei crediti acquisiti può superare il costo di produzione di questi gas nel processo industriale, creando una spirale perversa per aumentare la produzione in modo da ottenere maggiori incentivazioni dai crediti.

"A causa del forte potenziale di riscaldamento globale di questi gas, si ottengono migliaia di crediti per ogni loro tonnellata", dice il co-autore dello studio Lambert Schneider, berlinese, specialista indipendente del mercato di carbonio mercato. "Così questi progetti divengono mutano facilmente in incentivi perversi ".

Per saperne di più: http://www.nature.com/news/carbon-credit-scheme-linked-to-increased-greenhouse-gas-production-1.18238?WT.mc_id=TWT_NatureNews

I manifesti limiti della pesca a strascico

Secondo la rivista scientifica Nature l'analisi rivela i danni all'ecosistema e i decrescenti ritorni economici per la pesca a profondità superiori a 600 metri

In un articolo pubblicato da Nature a firma di Mark Schrope, si evidenzia che la prima prova scientifica che la pesca a strascico in acque più profonde di 600 metri è ecologicamente dannoso e fornisce scarso ritorno economico, sta riaccendendo il dibattito su questa controversa pratica di pesca. Per anni scienziati europei, ambientalisti, politici e industriali della pesca hanno discusso se o come limitare la pesca a strascico d'altura, che i critici dicono causi enormi danni agli ecosistemi oceanici. Le ultime scoperte, che utilizzano i dati delle indagini per valutare come il rapporto tra pesce a scarso valore commerciale e quello ad alto valore commerciale vari in rapporto alla profondità, sono pubblicati in Biology (Clarke, J. et al. Curr. Biol. 25, 1–5 (2015).

"Penso che i risultati siano abbastanza robusti", afferma Les Watling, un biologo marino di grandi profondità presso l' Università delle Hawaii a Manoa. Dicono fondamentalmente che si sta sprecando tempo a pescare oltre i 600 metri."

Per saperne di più: http://www.nature.com/news/evidence-supports-trawling-depth-limit-1.18254?WT.mc_id=TWT_NatureNews 

Buone notizie: rane resistenti a pesticidi

 

 

Una ricerca condotta negli Stati Uniti e riportata dalla rivista Nature

 

 

Alcune specie di rane possono sviluppare rapidamente resistenza genetica ad un gruppo di pesticidi comunemente utilizzati. In un caso, rane arboricole (Lithobates sylvaticus) sono state in grado di trasmettere tali difese in appena una generazione dopo l'esposizione agli ambienti contaminati. La notizia è stata riportata, da alcuni scienziati, la scorsa settimana durante una conferenza dell'Ecological Society of America, a Baltimora, nel Maryland.

Lithobates sylvaticus

Questo è il primo caso conosciuto di specie di vertebrati che stanno sviluppando resistenza ai pesticidi attraverso un processo chiamato plasticità fenotipica, in cui l'espressione di alcuni geni cambia in risposta a pressioni ambientali. Non comporta modifiche agli stessi geni, che spesso impiegano molte generazioni per evolvere.

 

La rapidità di risposta delle rane suscita speranza per le specie di anfibi, di cui un terzo sono minacciate o estinte, dice Rick Relyea, ecologo presso il Rensselaer Polytechnic Institute di Troy, New York e leader del gruppo di ricerca.

 

Per saperne di più: http://www.nature.com/news/frogs-mount-speedy-defence-against-pesticide-threat-1.18197