L’orologio non è sincronizzato giugno 22, 2009
Posted by Marco in biologia, libri.Tags: creazionisti, Darwin, DNA, equilibri punteggiati, evoluzione, genetica, gradualisti, mitocondri, Orologiaio cieco, R. Dawkins, saltazionisti, stasi
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Darwin contro i creazionisti è un incontro, una partita, sempre aperta e che dura da più di un secolo. Ma chi ha ragione e dove sbagliano gli altri? La risposta a questa domanda è l’obiettivo di R. Dawkins che con “l’orologiao cieco” si propone di spiegare e convincere i lettori sulla bontà della teoria Darwinana.
Il libro è scritto in modo molto semplice e comprensibile e chiunque vi si approcci non avrà alcun problema
a capirne il contenuto. L’argomento principale su cui verte tutto il libro è la genetica e la sua fortissima relazione con argomenti come selezione naturale e quindi Darwin. Attraverso spiegazioni precise e minuziose Dawkins fa luce su argomenti importanti come le mutazioni o come l’origine del DNA secondo la teoria minerale, un argomento molto affascinante e davvero ben spiegato dall’autore. Oltre alla spiegazione degli argomenti l’autore spesso analizza le critiche mosse dai creazionisti al modello Darwinano contrastandole alla base e smantellandone chiaramente le teorie.
Tuttavia il libro, pur avendo molte qualità incappa in alcune pesanti “variazioni di tema”. Il libro infatti procede a due velocità: alcuni capitoli, come quello riguardo l’origine del DNA son molto avvincenti e interessanti, altri, al contrario, come quello in cui si confrontano saltazionisti e gradualisti lasciano molto a desiderare a causa della ridondanza, spesso sembra che l’autore non sia convinto di essersi ben spiegato e ritorna sempre sugli stessi argomenti, e della pesantezza narrativa.
In più c’è un altro problema: il libro spiega argomenti di dominio comune in modo molto approfondito. Nel caso in cui il lettore sia una persona del tutto ignorante in materia di DNA & co. la lettura sarà piacevole ed istruttiva ma, anche solo se il lettore domina superficialmente questi argomenti, la tentazione di saltare pagine e pagine, se non interi capitoli, bhè…sarà fortissima e terminare il libro diverrà un autentico sforzo di volontà.
In conclusione quindi “l’orologiaio cieco” di R. Dawkins è un buon libro ideale soprattutto a coloro che vogliono cominciare ad interessarsi di genetica e della querelle tra Darwiniani e Creazionisti in cui con un linguaggio semplice vengono spiegati dei concetti, a volte, molto complessi.
Ritorno al passato marzo 12, 2009
Posted by Marco in biologia, paleontologia.Tags: clonazione, DNA, dodo, estinzione, fossili, genetica, jurassic park, mammut, mammut park, mummie, permafrost, siberia, smilodonte, tigre denti dai denti sciabola
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Diversi progetti puntano a “resuscitare” animali estintisi in passato con tecniche come la clonazione
Sei anni dopo Jurassic Park e tre dopo la nascita di Dolly, cominciarono a circolare notizie riguardo progetti per far rinascere specie scomparse nel passato tra cui lo smilodonte, la famosa tigre dai denti a sciabola, mediante la clonazione.
Il progetto è legato alla dottoressa Andie Travers, archeo-genetista alla Rice University di Houston, Texas, che nel 1998 incominciò a lavorare all’idea di resuscitare questo predatore di 10000 anni fa a partire dal ritrovamento, l’anno precedente, di uno smilodonte perfettamente conservato dentro un iceberg in Alaska, nella baia di Prudhoe. La parte dell’iceberg contente il felino, probabilmente staccatasi da uno dei grandi ghiacciai della zona, venne conservata in una cava sino a quando non fu allestita una camera adatta a conservare il prezioso fossile. Oltre a questo unico reperto glaciale ne sono stati trovati altri conservati ottimamente nel permafrost, e numerosi a La Brea, un lago di catrame nei pressi di Los Angeles noto a tutti gli appassionati di fossili perché vi sono stati ritrovati un grande numero di reperti praticamente completi. In passato si riteneva ideale come madre surrogato una femmina di tigre asiatica o di tigre siberiana con cui si pensava vi potesse esser una maggiore somiglianza genetica, tuttavia, anche a causa della rarità degli individui di queste due specie, in grosso pericolo di estinzione, è stato preso in considerazione anche il leone africano.
Il dodo (Raphus cucullatus) è probabilmente uno dei casi più citati riguardo una specie andata incontro all’estinzione. Era il membro più grande della famiglia dei colombi alto intorno agli 80 cm e del peso di circa 20 kg. Evolutosi in totale isolamento geografico nelle isole Mauritius, a circa 1300 km dal Madagascar, a causa della mancanza di predatori divenne con l’evoluzione sempre più grosso fino ad esser incapace di volare.
Si estinse negli ultimi anni del 1600 a causa della caccia da parte dei marinai che sostavano nella zona e, soprattutto, a causa dell’introduzione sulle isole di maiali, cani, topi e scimmie che ne predarono pesantemente le uova ed i piccoli. Nonostante l’animale sia scomparso solo tre secoli fa il numero di reperti a disposizione è davvero ridotto a causa della poca considerazione che il Dodo aveva in passato e soprattutto per il fatto che dal primo contatto con l’uomo e l’estinzione dell’animale passarono solo 7 anni, troppo poco tempo perché degli studiosi potessero dedicarvisi con attenzione. Nel 2002 l’università di Oxford ottenne il permesso per di tagliare una piccola porzione di un osso del piede del reperto meglio conservato al mondo. Tuttavia dall’analisi si riuscì a ricavare solo il DNA mitocondriale, non sufficiente all’obiettivo dei genetisti della nota università britannica. La speranza dei ricercatori è quella che in futuro vengano trovati nuovi resti di questo sfortunato cugino dei nostri colombi che possano fornire DNA in quantità sufficiente alla sua clonazione. Mentre per questi animali l’interesse è prevalentemente scientifico ed i progetti restano pochi, per un altro animale, un gigante delle glaciazioni, vi sono diversi progetti che sperano di riportarlo sul pianeta.
Nel 18° secolo furono ritrovati in alcune zone della Siberia e del nord America i resti, soprattutto zanne ed ossa, di enormi animali che avevano delle somiglianze con gli elefanti moderni. Ulteriore conferma all’esistenza di questi animali furono le diverse pitture rupestri scoperte in varie parti del mondo in cui, tra le varie figure disegnate, v’erano anche delle creature simili agli elefanti. Nel tempo, con il sempre maggiore interesse per lo studio del passato del pianeta e dei suoi abitanti, le ossa di questo animale, il mammoth (Mammuthus spp.), divennero sempre più numerose. Nulla di straordinario però rispetto al ritrovamento dei resti di altri grandi animali. La svolta fu circa un secolo dopo però quando nel 1977 nella Siberia orientale, vicino alla costa con l’oceano Pacifico, venne scoperta congelata nel permafrost l’intera carcassa mummificata dal freddo di un mammuth. Si trattava un piccolo maschio ribattezzato Dima che forse perdendosi e non riuscendo a riunirsi al suo branco morì di stenti venendo poi sepoldo dai ghiacci siberiani. Dima fu per un decennio l’unico reperto di mammuth in un così buon stato di conservazione fino a quando, nel 1988 nella penisola di Yamal, nella siberia centro – settentrionale, venne scoperto un altro mammuth mummificato, una femmina questa volta: Masha; nel 2007 poi venne alla luce anche Lyuba, un altro piccolo.
Il numero di mummie scoperte, il loro buon livello di conservazione e l’elevata probabilità di ritrovarne altre, dovuta sia alla grande estensione del permafrost (circa il 20% delle terre emerse) e quindi all’alta probabilità che vi siano altri resti non ancora trovati al suo interno, e all’effetto del riscaldamento globale che renderà, se le cose continueranno come ora, la superficie ghiacciata più facile da scavare, hanno attirato un gran numero di studi e ricercatori. Come spiega a “la Stampa” il professor Tikhonov, direttore del Museo Zoologico e Vice Direttore dell’Accademia russa di Scienze Zoologiche, “tutti questi reperti portano con sè moltissime informazioni non solo per quanto riguarda la morfologia e la forma del mammuth ma anche sull’ambiente e sul clima dell’Era Glaciale. Gli ultimi reperti scoperti sono ancora congelati in apposite celle frigorifere e continueranno a fornire esclusive informazioni ai genetisti, ai microbiologi e ad altri scienziati che tentano di rigenerare i mammuth e riportarli in vita in Siberia”. A partire dal 1996 quando una spedizione internazionale trovò in Siberia, vicino al corso del Bolchaya Balakhnya, i resti di un mammuth, Jarkov, estraendone anche del DNA, si incominciò a parlare della possibilità di riprodurre questi animali, forse anche sull’onda del film di Spielberg uscito qualche anno prima e della vicenda Dolly. Negli ultimi dieci anni questi progetti si sono moltiplicati e l’ipotesi di recuperare un animale così famoso ha portato in questo ambito anche l’interesse di finanziatori privati che hanno, e stanno, fornendo grossi capitali. Come riportato dal National Geographic6 un gruppo di genetisti giapponesi guidati da Kazufumi Goto si sono posti come obiettivo quello di far nascere un mammoth impiegando le cellule germinali che sperano di trovare nelle mummie scoperte fin’ora, per poi impiantare il tutto in una femmina di elefante indiano (Elephas maximus), più vicino geneticamente al mammuth di quello africano (Loxodonta africana). Nel caso in cui questa tecnica abbia successo l’idea è quella di far nascere una generazione di mammuth da trasferire poi in un parco safari siberiano: una sorta di Mammuth Park. I ricercatori, oltre alla notorietà assicurata da un risultato scientifico che farebbe epoca, hanno la speranza di poter comprendere meglio le caratteristiche e le cause dell’estinzione di questa specie.
I mammuth
sono probabilmente, dopo i dinosauri, i più famosi animali estintisi in passato. Dotati di grande fascino a causa della loro mole imponente e delle grandi zanne, lunghe anche 5 metri, possono esser considerati come i nonni degli elefanti moderni. Comparvero dapprima in Africa circa 4 m.a. per poi migrare nell’eurasia arrivando fino a colonizzare il nord America dando origine a diverse specie tra cui il mammuth lanoso (Mammuth primigenis), simbolo delle ere glaciali. Si trattava di un animale imponente, alto circa 3,5 m al garrese e del peso di 6 tonnellate che grazie ad adattamenti come la folta pelliccia, uno spesso strato di grasso cutaneo e orecchie più piccole degli elefanti moderni, potè proliferare durante le glaciazioni. Fu l’obiettivo di molte battute di caccia dei nostri progenitori che se ne cibavano già 1,8 m.a. ed in passato si pensò che proprio questo fosse alla base della sua estinzione avvenuta circa 10000 anni fa per gran parte delle specie. Tuttavia diversi studiosi credono invece che la scomparsa del mammuth sia dovuta principalmente ad importanti cambiamenti climatici oppure ad una malattia virale.
Ci sono però due problemi fondamentali che ostacolo il realizzarsi di questi progetti: la ridotta variabilità genetica e la bassa qualità del DNA. La variabilità genetica è un fattore molto importante nella biologia soprattutto delle piccole popolazioni perché consente di assicurare una maggiore longevità alle popolazione. La diversità individuale, assicurata sia dalla riproduzione sessuale che da alcuni meccanismi genetici ed, in parte, dalle mutazioni, rende tutti gli individui diversi geneticamente e quindi più o meno tolleranti a determinati fattori negativi, come ad esempio l’infezione di un parassita. Se questa infezione si manifesterà in una popolazione ci saranno perciò individui più o meno sensibili. Nel caso in cui l’infezione sia mortale, gli individui meno sensibili, non ammalandosi o avendo sintomi più deboli, avranno un tasso di sopravvivenza più alto degli altri assicurando così la sopravvivenza della specie. Questo è tra l’altro uno dei motori del concetto di evoluzione. Le popolazioni nate con l’impiego di DNA proveniente dai pochi reperti esistenti, che si parli di mammuth, dodo o smilodonte non c’è differenza, avrebbero perciò una ridottissima variabilità genetica di base e potrebbero perciò eser molto più sensibili del normale a diversi fattori. Inoltre, proprio a causa del basso numero d’individui d’origine vi sarebbe anche un forte livello di consanguineità, altro fattore sfavorevole perché collegato direttamente al manifestarsi di forti problemi fisiologici. Tutto questo si verificherebbe anche nel caso in cui il DNA sia di ottima qualità. Non è così però in questo caso.
Quando un organismo muore la sua struttura fisica, sia per l’azione di fattori fisico chimici che p
er l’azione degli organismi decompositori, dopo poco tempo comincia ad esser demolita. Sfortunatamente il DNA è una delle strutture organiche che comincia a denaturarsi prima. Questo fa sì che, anche nel caso in cui l’animale sia morto in “condizioni fortunate” per i ricercatori, quindi in un ambiente secco, freddo, al riparo dalla luce ed in condizioni di temperatura costante, fattori che riducono al minimo la decomposizione, è molto improbabile che il DNA si conservi senza subire danni. Se nel caso del bucardo, in cui passarono pochi anni dalla morte dell’animale all’impiego del suo DNA, che tra l’altro era stato conservato in laboratorio a condizioni ottimali, non c’è stata la sopravvivenza della prole cosa ci si può aspettare allora dal DNA di un animale morto milioni di anni fa e rimasto in condizioni molto meno stabili e controllate? Questo, oltre alle ovvie questioni bioetiche sulla clonazione, sembra esser davvero il problema principale. Non resta che aspettare qualche scoperta della genetica o forse, qualche nuovo ed ingenuo suggerimento dal mondo della fantascienza.
una nuova via per l’azoto negli oceani? dicembre 2, 2008
Posted by Marco in biologia.Tags: azoto, biologia, biotecnologie, cicli della materia, ciclo dell'azoto, DNA, microrganismi, oceani
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Un nuovo microrganismo scoperto nell’oceano apre la porta a nuove idee sul ciclo dell’azoto negli ecosistemi marini.
2/12/08 – Una ricerca guidata da Jonathan Zehr, professore di scienze oceaniche presso l’università della California di Santa Cruz,
ha classificato un microrganismo geneticamente differente da tutti gli altri fin’ora trovati. Questo nuovo organismo, un batterio azoto fissatore, sembra esser un membro atipico dei cianobatteri, un gruppo di batteri fotosintetici conosciuti anche come alghe blu – verdi.
A differenza di tutte le altre forme conosciute questo nuovo organismo manca di alcuni geni necessari a portare a termine la fotosintesi, il processo impiegato da piante ed alghe per produrre energia a partire dalla luce solare e responsabile della presenza di ossigeno sul pianeta.
Attraverso l’utilizzo delle nuove tecnologie di sequenziamento del DNA, fornite dalla 454 Life Science, una compagnia satellite del gruppo Roche, si è potuto sequenziare molto rapidamente il DNA dell’organismo scoprendo così la mancanza di interi set di geni necessari al fotosistema II e quindi alla fissazione del carbonio, parti essenziali del macchinario molecolare che porta a termine la fotosintesi in piante e cianobatteri.
“Durante la fotosintesi il fotosistema II genera ossigeno mediante l’idrolisi. Poiché l’ossigeno inibisce il fissaggio dell’azoto, molti cianobatteri azoto fissatori agiscono solo la notte o fanno ciò in cellule specializzate” ricorda Zehr “la mancanza del fotosistema II consente al nuovo microbo di fissare senza alcun problema l’azoto durante il dì ma, contemporaneamente, gli impedisce di portare a termine la fotosintesi non consentendogli d’ottenere gli zuccheri necessari al suo metabolismo.
Per nutrirsi non gli restano che due vie in questo caso: cibarsi della materia organica presente nell’ambiente, come fanno gli organismi chiamati Eterotrofi, oppure vivere in stretta associazione con un altro organismo che provveda per lui al cibo”.
Gli organismi azoto fissatori sono fondamentali, oltre per il ciclo dell’azoto, anche per gli ecosistemi. Sebbene nell’atmosfera terrestre l’azoto sia un elemento abbondante gli organismi, per il quale è fondamentale, non possono usarlo finché non è fissato in altre molecole come ammoniaca o nitrati. Il processo di fissazione dell’azoto è perciò uno dei maggiori fattori di controllo della produttività biologica.
“Il nuovo organismo che abbiamo scoperto ha uno stile di vita davvero molto differente dagli altri cianobatteri ed è anche uno dei più diffusi negli oceani. Questo ha molte implicazioni ed è molto importante per noi capirne lo ruolo negli ecosistemi e gli effetti che ha nel bilanciamento di carbonio ed azoto nell’oceano” conclude Zehr.
L’obiettivo del gruppo di ricerca ora è concentrato nella mappatura della distribuzione oceanica di questo microbo per poterne così stimare l’abbondanza globale. Inoltre la volontà dei ricercatori è quella di riuscire a far riprodurre l’organismo in laboratorio così da poter capirne appieno il metabolismo. Mediante delle colture, infatti, questo cianobatterio potrebbe esser utilizzabile in diverse applicazioni biotech.
Di Marco Affini
Una mutazione blocca AIDS novembre 18, 2008
Posted by Marco in medicina.Tags: AIDS, DNA, genetica, HIV, medicina, ricerca, salute, virus
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impiegata in Germania una rara mutazione che chiude la porta al virus HIV
15/11/08 – Il virus dell’HIV ha trovato uno stop. Dalla Germania arriva una importante scoperta che potrebbe esser la risposta definitiva alle speranze dei milioni di ammalati di AIDS nel mondo. Il professor Gero Hütter
, della Charité Medical University di Berlino, con un trapianto di midollo spinale per contrastare una forma di leucemia di un paziente affetto anche da AIDS, è riuscito a bloccare lo sviluppo di entrambe le malattie.
Circa un decennio fa venne alla luce che, a seguito di una rarissima mutazione ereditata da ambo i genitori, alcuni individui erano praticamente immuni al virus dell’HIV. Si scoprì che questa mutazione impedisce ad una piccola molecola, la CCR5, di apparire sulla superficie delle cellule chiudendo praticamente la “porta in faccia” al virus che, non potendo entrare nelle cellule, non si può riprodurre.
Memore di questo, Hütter ha cercato un donatore di midollo spinale che avesse questa mutazione (esiste solo nell’1% della popolazione europea). Ne ha poi trapiantato il midollo spinale in un 42 enne americano ammalato di AIDS e di leucemia con lo scopo di bloccare le due malattie.
Sono oramai passati due anni dall’operazione ed il paziente, oltre che esser guarito dalla leucemia, non ha più virus HIV nel suo sangue. Tutto questo nonostante abbia sospeso totalmente la terapia con i farmaci retrovirali (sono prescritti di solito ai sieropositivi per rallentare il propagarsi del virus). È perciò tecnicamente guarito.
Tuttavia è difficile che questa sia la risposta alla malattia simbolo del XXI° secolo, difatti, causa il numero ridottissimo di donatori e l’alta pericolosità dell’intervento, le probabilità di ripetere l’operazione a livello globale sono praticamente zero. Resta però che il successo dell’esperimento è un’ottima notizia perché conferma che intervenire sulla CCR5 è la giusta via e che le numerose ricerche in corso stanno andando nella giusta direzione.
“esiste però un grosso problema di fondo: intervenire sulla CCR5 da buoni risultati ma può spingere il virus ad evolvere sfruttando un’altra molecola la CXCR4 per entrare nella cellula. Si è già provato ad intervenire anche su questa molecola su embrioni di cavia ma il tasso di mortalità è troppo elevato” dice Edward Berger dell’Istituto Nazionale della Salute di Bethesda nel Maryland che nei tardi anni ’90 scoprì la relazione tra HIV e CCR5.
L’ultimo delle sue genti novembre 14, 2008
Posted by Marco in antropologia.Tags: antropologia, DNA, estinzione, fossile, genetica, homo sapiens, mitocondri, uomo
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La mummia del Similaun potrebbe esser l’unico reperto di una linea genetica estintasi in passato
1/11/08 – Nuove notizie giungono da uno reperti italiani più famosi del mondo: Ötzi, la mummia del Similaun. Da quando venne ritrovata dai coniugi Helmut ed Erika Simon nel Settembre 1991 moltissime analisi sono state svolte su di lei. Da questi studi si sono potute sapere e capire molte cose: dall’ambiente in cui viveva, addirittura grazie ai pollini che si trovavano tra le fibre dei suoi vestiti si è potuto ipotizzare che vivesse nella zona dove ora c’è Velturno, alla sua alimentazione, fino alle cause della sua morte. Ora da uno studio delle università di Leeds e Camerino rivela ulteriori novità su quest’uomo di 5000 anni fa.
Attraverso la sequenziazione del DNA mitocondriale estratto dai tessuti mummificatisi nel lungo riposo tra i ghiacci alpini e confrontandolo con quello di altri campioni europei si è potuto scoprire che la linea genetica di Ötzi si è pressoché estinta. I suoi resti, quindi, sono gli ultimi e forse gli unici di un gruppo genetico che si è estinto tempo fa.
Lo studio sul DNA mitocondriale della mummia svolto dal team italo inglese del professor Franco Rollo dell’università di Camerino e dal professor Martin Richards per quella di Leeds ha portato al sequenziamento totale di questo tipo di DNA. Il DNA mitocondriale ha la particolarità di derivare solamente dalla madre e di andare incontro a lente e quasi costanti modifiche nel tempo. Ciò lo rende un indicatore ideale per ricostruire l’evoluzione ed i legami tra le diverse popolazioni mondiali. Dalle analisi si è potuto così stabilire come Ötzi appartenga ad una delle tre linee genetiche da cui deriva tutta la popolazione europea. Tuttavia il sotto gruppo della mummia è davvero molto raro oppure, più probabilmente, si è estinto in passato.

A sinistra il DNA standard, a destra quello mitocondriale. Come evidente dallo schema nel mitocondriale si ha il passaggio di DNA solo attraverso la madre.
“Vorremmo analizzare intensamente le vallate alpine dove Ötzi visse per verificare se davvero è l’ultimo del suo gruppo genetico. Tuttavia i nostri risultati suggeriscono che questa attività potrebbe non dare risultati semplicemente perché moltissime linee genetiche si sono estinte nell’arco di migliaia di anni e probabilmente è successo anche a quella di Ötzi” dice il prof. Richards.
Fatto sta che quest’uomo, forse un pastore, di circa 5000 anni fa, che morì intorno ai 46 anni colpito da una freccia forse durante una fuga tra le Alpi sa far parlare ancora molto si se.
di Marco Affini


