domenica 28 dicembre 2008

100 anni fa il terremoto di Messina: perchè lo tsunami e come si può essere generato

Il terremoto di Messina del 28 dicembre 1908 è stato uno dei peggiori eventi naturali della storia italiana del XX secolo e sta generando tutt'ora una corposa bibiliografia. In realtà l'epicentro non è stato a Messina, bensì sulla terraferma calabra a sud di Reggio, città che venne distrutta più o meno come quella siciliana.
Per una coincidenza singolare nella zona era in corso un ciclo di rilevamenti geodetici, che hanno evidenziato un forte innalzamento del suolo negli anni precedenti al terremoto, al quale corrispose un forte ed improvviso abbassamento durante la scossa. Il movimento ascendente riprese poco. Sulla sponda calabra il terremoto produsse invece un innalzamento.
Il sollevamento dell'area messinese continua anche adesso. Quindi potrebbe addirittura non entrarci nulla con questo evento: è noto che la Calabria Meridionale e la Sicilia si stanno sollevando, anche se con ritmi diversi (la Calabria ad una velocità quasi doppia) e che, almeno in Calabria Meridionale, il movimento avviene con due componenti, una continua, asismica, e una discontinua, in occasione dei terremoti.
I movimenti di segno opposto delle due coste e la formazione dello tsunami molto più a sud dell'epicentro, davanti a Taormina, hanno sempre fatto pensare che a originare il sisma era stata una faglia normale in direzione N/S, trasversale alla catena.


ALCUNE PARTICOLARITÀ DEL TERREMOTO DEL 1908.

L'evento del 1908 è in qualche modo “anomalo”. Vediamo perchè.
1. Messina, in un generale regime di sollevamento, in occasione del sisma si è abbassata e di parecchio (Osserviamo comunque che in qualche modo tutta l'area dello stretto si è ribassata - o si è sollevata di meno - rispetto al resto dell'arco calabro – peloritano nell'ultimo milione di anni).
2. Ci sarebbero grandi differenze con gli altri terremoti storici che hanno scosso la Calabria meridionale. Questi sono caratterizzati da epicentri sulla terraferma in una linea parallela alla costa tirrenica, posta pochi kilometri all'interno e le faglie generatrici hanno una orientazione parallela alla catena. In questo caso l'epicentro sembrerebbe più spostato verso lo Jonio e la faglia risulta orientata perpendicolarmente alla catena (di faglie perpendicolari alla catena ce ne sono, ma sostanzialmente non sono state associate a sismi di una certa intensità).
3. la sismicità attuale non è facilmente correlabile alla situazione geologica e segnatamente con quanto sembra accaduto nel 1908: l'assetto strutturale della Sicilia Ionica Settentrionale era stato spiegato con la presenza in mare della cosiddetta “faglia di Taormina”, che doveva appunto coincidere con la struttura generatrice di questo terremoto (Il nome dato a questa struttura poteva essere diverso, per evitare di ingenerare confusioni con la nota “linea di Taormina”, il lineamento che da Taormina arriva alle Eolie e divide l'arco calabro – peloritano dalla catena siculo – maghrebide).
4. Dulcis in fundo, l'anomalia più spiccata: nessuno contesta che ci sia stato uno tsunami. Però una magnitudo di 7.5 è teoricamente troppo bassa per scatenarlo. Questo vale anche per altri maremoti nell'area, in particolare quelli associati ai terremoti del catanese del 1169 e del 1693.

L'INESISTENZA DELLA FAGLIA DI TAORMINA E UNA NUOVA IDEA SULLO TSUNAMI.

La “Faglia di Taormina” non è stata trovata in nessun profilo sismico, nonostante gli intensi studi. Alla fine, l'ultima crociera di una nave oceanografica del CNR (2006) (lo scrivono Paolo Galli ed altri ricercatori, in un interessante lavoro pubblicato nel 2007 sul “Bollettino della Società Geologia Italiana”) ha accertato che le poche faglie osservate sono la continuazione di quelle già note in terraferma e che una faglia trasversale alla catena, più o meno parallela alla costa siciliana proprio non esiste fino all'altezza di Catania, dove comincia la cosiddetta “scarpata ibleo – maltese”, il lineamento che separa la crosta continentale sicula da quella oceanica dello Jonio. Le strutture geologiche mostrano semplicemente una forte inclinazione recente verso est (Il che, tanto per aumentare la confusione, contrasta con quello che si vede nel settore dello stretto, dove invece è la zona ad Est (la Calabria) che si sta sollevando...). La stessa campagna geofisica ha escluso pure la presenza di faglie normali ad alto angolo.
Recentemente è stata avanzata l'idea che lo tsunami non sia stato provocato direttamente dal terremoto: i fondali dello stretto e delle aree limitrofe presentano notevoli spessori di sedimenti sciolti e versanti molto ripidi, per cui è possibilissimo che lo scuotimento del terreno abbia provocato una frana sottomarina di grandi proporzioni, tale da innescare lo tsunami (di questo aspetto si parla anche nella Valutazione di impatto ambientale per la costruzione del ponte sullo stretto). la cosa spiega meglio anche la distanza temporale fra la scossa principale e il maremoto. E difatti alcuni geologi dell'Università di Roma Tre (Andrea Billi e Liliana Minellli) avrebbero individuato la frana nella zona a largo di Giardini Naxos. E' ovvio che così, oltre a sciogliere l'enigma degli tsunami della zona, si fa giustizia della “faglia di Taormina” e, quindi, anche dell'anomalia di una faglia generatrice che non si trova. La carta è tratta dal loro lavoro.

E' POSSIBILE UN'ALTRA SPIEGAZIONE PER IL TERREMOTO DEL 1908?

A questo punto, anche se non è nello spirito puramente informativo di “Scienzeedintorni” una nuova ipotesi la propongo io (giuro che è la prima e l'ultima volta che lo faccio...). Nello Jonio calabro ci sono due classi di terremoti: oltre a sismi superficiali si nota un certo numero di eventi più profondi. In pratica tra Ionio, Calabria e le coste della Sicilia orientale i terremoti si raggruppano in due classi, una superficiale (tra 0 e 20 km di profondità) e una tra i 30 e i 60 km.
Nella zona di Messina la zolla jonica che scende sotto l'arco calabro è a una profondità piuttosto bassa. Proviamo quindi a considerare una nuova ipotesi: il terremoto del 1908 potrebbe nascere in un contesto strutturale diverso dagli altri terremoti dell'arco Calabro – Peloritano.
Nella costa pacifica a nord della California è comune la presenza di forti sismi con una storia simile: lento innalzamento asismico e, all'atto della scossa, un forte abbassamento. Nelle zone costiere questi eventi sono stati persino datati scavando trincee e studiandone la stratigrafia: l'abbassamento violento del terreno provoca l'ingresso nella falda acquifera di acqua marina, per cui si assiste ad una estesa moria di alberi che lascia una evidente traccia, coperta da sedimenti successivi.
Quindi il terremoto del 1908 possa aver avuto origine non da una struttura distensiva superficiale, ma da una compressione più profonda legata alla zona in cui la crosta ionica collide con la crosta calabra e vi scorre sotto, un meccanismo simile a quello dei terremoti del Pacifico e dell'Indonesia. Nel classico schema di Amodio e Morelli la linea dove collidono le zolle in superfice è la curva che parte dal Gargano e arriva nel Canale di Sicilia. La zolla ionica scende sotto il Tirreno e si trova nello Jonio a largo della Calabria, ma poi si avvicina molto all'area dello stretto
Una interpretazione di questo tipo, che presuppone un piano di faglia immergente a NW e collocabile a discreta profondità (almeno 20 km), fornisce una buona spiegazione dei movimenti cosismici del settore messinese, ma contrasta con quelli del settore calabro. Proprio per questo, il meccanismo classico sarebbe più credibile (ed infatti è quello preso in considerazione attualmente), solo che si scontra con la mancanza della faglia.
C'è poi un altro dubbio: perchè altri settori di questo sottoscorrimento, nel mare a est della Calabria, non hanno mai dato a memoria d'uomo, movimenti sismici importanti?
Nonostante questi forti dubbi ho voluto comunque presentare questa ipotesi (in attesa che qualche geofisico me la stronchi senza complimenti.....)

giovedì 25 dicembre 2008

La necessità di una sinergia fra religiosi e atei contro l'ondata di superstizioni che ci ha invaso

Un paio di lettori mi hanno scritto accusandomi di essere troppo “tenero” nei confronti della Chiesa nei miei vari post in cui ho denunciato astrologi e truffatori vari. Anzi, uno si è scandalizzato quando mi sono espresso in favore di un fronte comune fra Chiesa e atei razionalisti contro le superstizioni
Molti scienziati sono e si professano atei, alcuni addirittura fanno campagne di proselitismo per l'ateismo.
Io personalmente non sono molto interessato alla cosa: considero la religione una cosa molto personale e sono per la libertà religiosa: non me la prendo né con gli atei né con i credenti di qualsiasi credo. Me la prendo solo con chi pensa di essere il depositario della verità assoluta e tenta di imporla dando di idioti agli altri (ci sono “fulgidi” esempi in entrambi gli schieramenti di cui sopra....)
Concedetemi comunque di spiegare perchè pongo una netta distinzione fra Chiesa Cattolica (e altre religioni e confessioni) e astrologia, divinazioni varie e seguaci di simili idiozie.
Innanzitutto, per ottenere quata alleanza, ci deve essere una distinzione netta fra scienze, che studiano il mondo fisico, e religione e teologia, che dovrebbero occuparsi esclusivamente del mondo metafisico (ovviamente per chi ci crede). Sul mondo metafisico la Scienza può dire poco, anzi niente: è vero che non esiste una equazione per dimostrare l'esistenza di Dio, ma, d'altronde, non è dimostrabile scientificamente neanche il contrario, cioè che Dio non esista....
D'altra parte se la teologia si occupa delle cose “dell'anima” e del mondo metafisico, non vedo perchè possa contestare sul piano teologico dei fatti scientificamente indubitabili. Questo, comunque, più che per la Chiesa Cattolica, vale per altre chiese e posizioni di religiosi integralisti di religioni varie (anche se, sostanzialmente, mi sembra che la Curia romana stia tornando indietro, di questi tempi...).
Ben diverso è il caso di chi crede negli extraterrestri e nei cerchi nel grano (notoriamente disegnati da menti umane) e, soprattutto, dell'astrologia, che vuole avere una parvenza di scienza, a partire dal nome, ma che non ne ha: nessuno è mai riuscito a stabilire che cosa siano le forze in gioco e come variano, né in maniera qualitativa né tantomeno, quantitativa. La stessa “carta del cielo” è sballata, visto che mette i corpi celesti in rotazione in cerchio intorno alla terra. Questo è profondamente sbagliato e le traiettorie, da un punto di vista di un osservatore terrestre, sono molto più complesse visto che la distanza dalla terra degli altri astri varia enormemente (tranne che per la Luna,..). Inoltre, per la precessione degli equinozi, i segni attuali non corrispondono a quelli fissati nell'antichità, Quindi l'astrologia, a dispetto del nome, è totalmente antiscientifica e io non posso che combattere posizioni del genere.
Ma perchè questo astio generalizzato in buona parte del mondo scientifico nei confronti delle religioni?
Soprattutto a causa dei religiosi. Non entro nel merito delle scelte sulla ricerca scientifica che attingono alla sfera morale (in particolare la ricerca sulle staminali o la fecondazione assistita, sulle quali per me sono lecite opinioni diverse). Anche scienziati notoriamente atei, razionalisti etc etc hanno appoggiato dei divieti nella ricerca biologica, per esempio.
Ma quando i teologi si ergono a giudici, contestando quello che è scientificamente dimostrato, mi sembra che si ritorni ai processi nello stile di quello contro Galileo. Mi riferisco, al momento ed esplicitamente, a chi contesta l'evoluzione della specie, dicendo che non è scientificamente provata.
Purtroppo non tutti i religiosi sono come Padre Coyne, Gesuita e emerito astrofidico che non contesterà mai l'evoluzionismo e Darwin (e si mormora che proprio per questo sia stato "fatto fuori" dalla Specola Vaticana): rimango sbalordito se davvero un prelato importante ed influente come Monsignor Fisichella abbia detto che “se c'è veramente incompatibilità fra un dato della scienza e uno della fede, allora uno dei due deve fare un passo indietro. E a mio avviso lo deve fare la scienza e non la fede”. Una affermazione che si commenta da sola... Le religioni non possono contestare i risultati della scienza (anche se, ripeto, può essere lecito dibattere sulla liceità di alcuni esperimenti, specialmente in campo genetico)!
Attualmente notiamo un certo movimento per il “disegno intelligente”, che non è altro che una risposta di una teologia che si è adeguata: constatata la certezza dell'evoluzione della specie, considera questo fenomeno come guidato da Dio (anzi, da un “disegnatore intelligente” perchè è chiaro che non ci sarebbe la minima possibilità di accennare a Dio su un testo scolastico scientifico).
A me il “disegno intelligente” sta benissimo, purchè rimanga confinato alla teologia e non venga citato nelle pubblicazioni scientifiche. E soprattutto, mi danno la nausea coloro che hanno deciso di togliere dai programmi scolastici l'evoluzionismo e termini come “darwinismo”.
In Italia, poi, la situazione è ancora peggiore. Mi riferisco al puzzo con cui i cosiddetti “uomini di cultura” si comportano nei confronti della scienza, vista come una cultura minore nei confronti della Cultura Umanistica e della storia. Non a caso, siamo il paese che onora Benedetto Croce, certamente la figura di intellettuale più nefasta per il progresso della nazione che ci sia stata in Italia nel XX secolo .
Io continuo ad insistere che sarebbe tanto di guadagnato nella lotta contro le superstizioni più imbecilli, come l'astrologia, una sinergia fra religiosi e atei razionalisti.
O vogliamo lasciare a questa marmaglia la “guida spirituale” delle nuove generazioni?


giovedì 18 dicembre 2008

Un nuovo terremoto disastroso sconvolgerà l'Indonesia?


La costa meridionale dell'Indonesia è situata lungo uno dei limiti di zolla più attivi del mondo, dove la crosta dell'Oceano Indiano subduce (cioè scorre al di sotto del continente asiatico, immergendosi dentro il mantello terrestre). In superficie questo è evidenziato da una catena di vulcani andesitici estremamente attivi (e potenzialmente molto pericolosi) che formano l'ossatura di Sumatra, Giava e delle altre isole minori fino a Timor e da una fossa oceanica, la “fossa di Giava”: lunga 2600 kilometri, raggiunge una profondità massima di oltre 7500 metri e borda tutto il margine dell'arcipelago.
Già al suo inizio il XXI secolo potrebbe aver sperimentato in quest'area il suo più grande terremoto, quello del 26 dicembre 2004 a Sumatra, la cui magnitudo secondo le varie fonti oscilla nell'intervallo fra 9.0 e 9.4. Una magnitudo così alta si raggiunge solo in casi eccezionali, lungo le zone di subduzione: terremoti così forti possono essere originati soltanto da faglie suborizzontali, dette “thrust faults”. La potenza dei “terremoti di thrust” sta nell'enorme attrito che si accumula lungo la struttura: un sisma si verifica quando le forze lungo una faglia vincono l'attrito fra i due lati della frattura. E' chiaro che se la faglia è orizzontale, il peso della massa rocciosa sovrastante incrementa l'attrito e pertanto, per innescare il movimento, è necessario un accumulo di forze molto più elevato rispetto ad una faglia verticale. Così la rottura di una faglia orizzontale accade raramente, ma quando lo fa ha sempre esiti disastrosi. Il thrust della Sonda è una di queste strutture e si estende per circa 6000 kilometri tra le Andamane e Timor.
Una caratteristica importantissima e curiosa del grande terremoto di Sumatra è la distribuzione estremamente asimmetrica rispetto all'epicentro delle numerose scosse che hanno seguito quella principale (parecchie di tale intensità che avrebbero fatto notizia se fossero venute da sole): nel primo mese dopo il terremoto non c'è stata a sud dell'epicentro nessuna scossa di M>4 mentre a nord, tra la parte settentrionale di Sumatra e le Andamane, se ne contano almeno una quarantina con M>6, compresa una di 8.6 appena 8 minuti dopo la scossa principale (che nonostante sia per adesso il terzo terremoto più forte del secolo, non compare negli annali dei terremoti principali, ma solo nelle note accessorie a quello devastante!). E da metà gennaio l'attività si è quasi del tutto spostata a NW, nella zona delle Andamane).
Nella carta, ricavata dal preziosissimo “Iris Earthquake Browser” si vede come nel primo mese (dal 26 dicembre al 26 gennaio) ci sia una fortissima differenza nella distribuzione delle repliche fra il settore NW (quello in cui si era mosso il Sunda Thrust) e quello SE: quest'ultimo è quasi completsmente privo di terremoti significativi (sono illustrati i 700 eventi più forti registrati nel periodo). La situazione è rimasta la stessa e il settore di Kepualauan - Mentawai è stato sismicamente molto tranquillo fino al 28 marzo successivo, quando un evento di rispettabilissima magnitudo (8,7), investì la zona. I danni furono limitati (anche se furono ingenti) solo perchè l'epicentro era in mare e lo tsunami associato fu di modestissime dimensioni.
Da quel momento si è instaurato nell'area un periodo di intensa attività sismica, culminato nel 2007 con gli eventi di giugno (6.4 e 6.3), settembre (8.5) e ottobre (6.8). Per confronto, dal 2003 al 2004 nell'area si contano solo 5 eventi di magnitudo maggiore di 5, di cui uno di 6.4. Un po' più in là, Giava è stata stata interessata da una crisi nel 2006. Anche adesso, proprio mentre sto scrivendo a Mentawai è stato registrato un sisma con M=5.4.
C'è il sospetto che l'evento del marzo 2005 e quelli successivi, anziché una risposta tardiva del settore meridionale del Thrust della Sonda al terremoto del dicembre 2004, siano invece i precursore di un nuovo grande terremoto che investirà nei prossimi decenni la zona adiacente verso sudest a quella che è stata interessata dalla scossa del 2004. Questa non confortante possibilità è stata scoperta di recente.
Nell'area sono avvenuti terremoti molto importanti dei quali una parte sono registrati da fonti storiche, mentre altri si possono notare studiando un effetto collaterale a prima vista insospettabile, i coralli: questi animali possano vivere esclusivamente sotto il livello marino e a un determinato intervallo di profondità. Quindi le irregolarità nella crescita delle colonie (interruzioni di crescita, variazioni di forma, morte delle colonie) sono le risposte di questi organismi alle variazioni del livello marino, che qui avvengono molto spesso a causa delle deformazioni di un forte terremoto. Ad esempio l'evento del settembre 2007 ha provocato un l'innalzamento del suolo che ha ucciso molte colonie.
Un team del CalTech di Pasadena, coordinato dal professor Kerry Sieh, un geofisico, studiando la forma dei coralli, ha accertato nell'area, oltre agli eventi conosciuti tra il 1797 al 1833, altre due crisi centrate attorno al 1350 e al 1600. Queste crisi sono composte da cicli di attività sismica e l'evento del marzo 2005 potrebbe essere benissimo, purtroppo, il contrassegno dell'inizio di un nuovo ciclo: in effetti da allora l'attività sismica nella zona di Kepualauan – Mentawai è drasticamente aumentata. Il pericolo non è statisticamente imminente, ma c'è una altissima probabilità che nei prossimi decenni una scossa di magnitudo pari o superiore a 8.7 possa investire l'area, generando pure uno tsunami devastante come quello del 2005.
A questo punto, sapendo di avere un certo tempo per organizzarsi è bene che le autorità indonesiane comincino a preoccuparsi della cosa.

mercoledì 10 dicembre 2008

Il ponte sullo stretto: ancora perplessità (e guardate da chi vengono)

Recentemente è uscito un libro molto interessante sulla questione del Ponte sullo stretto, di cui mi ero già occupato quasi un anno fa
Mi devo limitare a parlare di questa pubblicazione sfruttando le recensioni che ho letto (accompagnate da alcune interviste all'autore) sia perchè non ho voglia di spendere 80 €, sia perchè proprio non avrei il tempo di leggerlo.
In buona sostanza vi si commentano diversi aspetti che dimostrano quello di cui ero già convinto, e cioè che il ponte, così come progettato, non starebbe in piedi.
Vengono elencati alcuni grossi dubbi, abbastanza coerenti con quelli espressi qualche anno fa dall'ingegner Mazzolani, uno dei più autorevoli “opinion makers” della comunità tecnica nazionale. In particolare, non ci sarebbe la certezza che le tecnologie attuali consentano una luce così lunga (in futuro “forse” - quindi non c'è neanche la certezza per il futuro...); il rapporto fra lunghezza e altezza (il famoso “rapporto di snellezza”) è troppo squilibrato e quindi la struttura potrebbe collassare; il peso dovrebbe essere diminuito usando acciai più robusti ma nel contempo più leggeri di quelli adesso disponibili; manifesta dei dubbi sulla tenuta delle saldature e, non sarebbero stati messi in conto neanche impatti sociali su zone recentemente edificate.
Sempre lo stesso autore accenna a situazioni gravi da un punto di vista sismico: nelle sezioni geologiche pare siano state tolte le faglie e non sarebbe stato considerato che la costa calabrese è costantemente in deformazione (le famose deformazioni gravitative profonde di versante, sulle quali ho tanto insistito in diverse sedi).
Anche l'analisi della pericolosità sismica sarebbe molto carente.
Su questo punto ho qualche dubbio. Se da un lato sul vecchio sito della “Società stretto di Messina” c'era scritto che il tempo di ritorno di un terremoto come quello del 1908 è di diversi secoli, non considerando minimamente almeno gli eventi del 1638 e del 1783 (Valensise dell'INGV propone circa 1000 anni di intervallo e accenna a un evento gemello nel IV secolo DC), sulla Valutazione di impatto ambientale (VIA) dopo aver parlato del costante sollevamento di tutta l'area si legge,secondo me molto più correttamente, che “il proseguimento attuale di questo sollevamento giustifica i forti sismi che colpiscono la regione con periodicità dell’ordine di 85 +/- 10 anni per sismi con Magnitudo inferiore a 7 e 130 +/- 30 anni per sismi >8.
Il sisma catastrofico del 28 dicembre 1908, di magnitudo 7-7.2 scala Richter, rientra in questa ultima categoria".
Inoltre, sempre nella VIA, si accenna alla possibilità che i maremoti che hanno colpito l'area non siano stati causati direttamente dall'evento, ma da frane sottomarine nei sedimenti non consolidati esistenti ai lati dello stretto (di questo tornerò a parlarne in uno dei prossimi post, visto che stanno per ricorrere i 100 anni dal terremoto)
Ma la ciliegina sulla torta è che, a causa del vento, il ponte sarebbe inutilizzabile un centinaio di giorni all'anno (2 alla settimana, in media). Su questo ultimo particolare l'autore del libro dichiara esplicitamente in una intervista di aver personalmente avvertito la Impregilo, una delle società che devono (dovrebbero?) costruire l'opera.
A questo segue la possibilità di scegliere una soluzione sicuramente fattibile tecnicamente e anche, particolare di non trascurabile importanza, più economica con due campate di lunghezza inferiore ai 2000 metri ciascuna.
Questo libro da chi è stato scritto? Ambientalisti integralisti? Oppositori politici dell'attuale governo nazionale o del governo siciliano? Settentrionalisti arrabbiati contro “soldi inutili regalati al sud (e/o alla mafia)”? No! L'autore è nientepopodimeno che il Professor Remo Calzona, che del progetto vigente è un po' il deus ex machina.
Nell'intervista a Repubblica sostiene di aver sbagliato le previsioni e in particolare che dal 2004 ad oggi sono venuti fuori dei dati che rendono impossibile una campata così lunga.
C'è chi parla di “onestà intellettuale” del Prof.Calzona. Potrebbe essere vero e in questo caso ammettere i propri errori, specialmente devastanti come questo, sarebbe un punto di merito. Ma non conosco la vicenda né, a maggior ragione, i suoi retroscena. E non voglio essere io a fare dietrologie, che non sono “in linea” con l'impostazione di Scienzeedintorni. Faccio solo notare che se la soluzione a due campate è più economica “oggi”, sarebbe probabilmente stata la più economica anche solo cinque anni fa e quindi all'epoca deliberatamente è stato scelto un progetto più costoso e oltretutto, molto azzardato.
La società Stretto di Messina risponde che il nuovo progetto non va bene come localizzazione perchè necessita di due viadotti adduttori dai due lati mentre il progetto approvato ne ha solo uno lato Sicilia e comporterebbe una lunghezza complessiva di 1.000 metri contro i 400 attuali (“ben” 600 metri in più...), e che la soluzione a due campate con piloni in mare era stata scartata per problemi tecnici e ambientali. Ma non risponde sulle perplessità tecniche, salvo riaffermare che il progetto va bene così.
Il caso del professor Calzona forse spiega le reticenze e la nebulosità tipiche del vecchio sito della società “Stretto di Messina” a proposito, per esempio, dei finanziamenti e dei “geologi internazionali” che avrebbero sentenziato la fattibilità del progetto (ignorando deformazioni, sismica della zona e quant'altro).
Nota finale: come se le parole di Calzona avessero scombussolato la situazione il sito della Società Stretto di Messina,in ristrutturazione da diversi mesi e si limita ad una pagina azzurra.

mercoledì 26 novembre 2008

Alcuni antichi americani erano europei?


Prove linguistiche, genetiche, geografiche e di altro tipo continuano a confermare per il popola- mento delle Americhe lo schema tradizionalmente accettato delle “tre ondate” di migrazione. Sulle date, invece, c'è una profonda incertezza: la cronologia ricavata dai dati genetici è compatibile con migrazioni avvenute durante fasi in cui i ghiacci si erano un po' ritirati, ma da un pounto di vista archeologico si sa ancora veramente poco.
Riassumendolo in breve e senza addentrarsi in particolari, con la terza migrazione sono arrivati gli Inuit dell'Alaska e delle Aleutine, con la seconda i Na-dene (Apaches, Navajos e gli abitanti della costa pacifica a nord della California) e con la prima tutti gli altri, gli Amerindi propriamente detti.

ALCUNE CARATTERISTICHE “STRANE” DEL POPOLAMENTO DEL NORDAMERICA. Qualche anno fa fu scoperto a Kennewick, una località dello stato americano di Washington uno scheletro vecchio di 9000 anni che presentava delle caratteristiche un po' strane: le fattezze del volto sono caucasoidi e non amerinde e il suo DNA mitocondriale contiene l'aploguppo X, tipicamente euroasiatico. Cominciamo a dire subito che “caucasoide” non significa molto: ordinariamente con questo termine si intende un europeo, un nordafricano o un mediorientale, in contrasto con altri “tipi” come il negroide o l'orientale (il tipico aspetto degli asiatici nordorientali). In realtà caucasoide significa tutto e nulla: probabilmente erano somaticamente caucasoidi i primi uomini anatomicamente moderni usciti dall'Africa e quindi, semmai, sono gli orientali che si sono successivamente differenziati a partire da antenati caucasoidi. La stessa cosa è successa nelle Americhe, dove i primi nativi assomigliavano davvero poco ai loro discendenti attuali.
Ammettendo che l'uomo di Kennewick fosse un Na-Dene, potrebbe essere valida l'ipotesi che i Na-dene (e a maggior ragione gli amerindi che li avevano preceduti lungo la via dello Stretto di Bering) siano migrati dalla Siberia prima che nei popoli rimasti là si fissasse quella importante caratteristica che sono gli occhi a mandorla. Iin effetti se si eccettuano gli Inuit, pur venendo tutti dall'Asia (con la eventuale eccezione – vedremo – degli europei solutreani) nessun nativo americano è caratterizzato dagli occhi a mandorla
La presenza dell'aplogruppo X pone altri interrogativi. Fino ad allora era stato notato solo in Europa ed in Medio Oriente. La sua è comunque una distribuzione strana: gli aplogruppi hanno solitamente una elevata frequenza in una zona geograficamente ben delimitata. Invece X è debomente presente in molte aree: medio oriente (con particolare frequenza fra i drusi del Libano), nordafrica, Italia, Isole Orcadi, paesi nordici a lingue uraliche (ma solo Finlandia ed Estonia: è molto più raro nei popoli geneticamente e linguisticamente a loro connessi nelle steppe russe). Ed è sempre in percentuali inferiori al 5%, tranne che nei drusi, nelle Orcadi e in Georgia. Fra i nativi americani lo troviamo fra Na-dene e Algonchini (gli Amerindi del nordest, tra Canada e USA settentrionali),sia in popolazioni viventi che in sepolture. La percentule è tipicamente il 3 %, con alcuni picchi oltre il 10% in alcune tribù. In Sudamerica è presente negli Yanomami.
L'aploguppo X americano fu facilmente correlarlo a incroci con bianchi dopo la venuta degli europei (a cominciare dai Vichinghi nel IX secolo), ma la distanza genetica tra il tipo nordamericano e quello europeo è troppo alta per dare validità all'idea. Contemporaneamente era stata notata un'altra stranezza: le punte delle lance della cultura Clovis, la più antica documentata in Nordamerica, sono simili a quelle che venivano fabbricate in Francia dai Solutreani qualche migliaio di anni prima. Punte del genere si trovano soltanto in Francia, penisola iberica e Nordamerica.

STANFORD E BRADLEY L'IPOTESI SOLUTREANA: ALCUNI ANTICHI AMERICANI PROVENIVANO DA OCCIDENTE? In quegli anni l'aplogruppo X non era documentato in Asia settentrionale e quindi nel 1999 due ricercatori dello Smithsonian Institute, Dennis Stanford e Bruce Bradley, unirono le due cose, ipotizzando che dei solutreani fossero arrivati in Nordamerica dall'Europa lungo la banchisa polare, cacciando foche e vivendo come gli attuali Inuit. All'epoca , cone si vede dalla carta edita dalla National Geographic Society, l'Atlantico settentrionale era coperto di ghiacci come adesso l'Artico: la calotta polare in Europa, oltre alla Scandinavia, copriva pure la Gran Bretagna, arrivando quasi alle attuali coste tedesche, mentre in America si estendeva almeno fino alla latitudine di New York. Quindi era teoricamente possibile attraversarlo. Contro questa ipotesi, detta “ipotesi solutreana” ci sono due obiezioni principali: la differenza di età fra la cultura solutreana, attiva tra 22000 e 16500 anni fa, mentre le tracce più antiche dei Clovis sono di appena 13.500 anni fa, e il fatto che i Solutreani (e i loro successori Magdaleniani) fossero degli abilissimi pittori (le testimonianze di arte rupestre e nelle grotte in Francia sono vastissime), mentre non ci sono tracce di arte nel periodo Clovis. La prima obiezione ha in se una sua validità, la seconda chiaramente no: l'ambiente tipico della traversata atlantica sui ghiacci non consentiva certo questa attività, e ne potrebbe essere stato perso il ricordo. Se l'ipotesi di Stanford continua ad essere valida a proposito delle punte, potrebbe però cadere come spiegazione della presenza dell'Aplogruppo X, che è stato recentemente rinvenuto in popolazioni dell'Asia settentrionale.

I NA-DENE E LA SIBERIA Tra i nativi americani e l'Asia ci sono molti legami. I Na-dene, in particolare, dovrebbero provenire dalla zona degli Altai, con la quale condividono svariate cose. Legami genetici, con la comune presenza degli aplogruppi A, C e D del DNA mitocondriale (il B è esclusivo delle Americhe e con una distribuzione a macchia di leopardo); legami linguistici: gli idiomi della ormai praticamente estinta famiglia siberiana sono al centro dell'ipotesi “sino-dene-caucasica”, quella che propone un'origine comune per le tre grandi famiglie linguistiche sinotibetana, na-dene e caucasica.
Si evidenziano anche connessioni di tipo culturale. Mi riferisco al Sasquatch (o Bigfoot), l'uomo gigante dei boschi della costa pacifica nordamericana, un mito limitato ai soli Na-dene della costa (e assente in quelli meridionali, Navajos e Apaches, che invece mostrano la presenza dell'aplogruppo X). Questa creatura è straordinariamente simile allo Yeti e all'Almas (per inciso anche una parte dei Tibetani potrebbe avere la stessa origine altaica). Ci sono altri rituali paragonabili, come per esempio la “danza dei bastoni”
Se l'aplogruppo X fosse venuto in America dalla Siberia con i Na-dene, la sua presenza nelle areea nordorientali del continente tra le popolazioni amerinde si spiegherebe con gli evidenti segni di mescolanza fra Na-dene e amerindi settentrionali (specialmente gli algonchini), tantochè per alcuni geni qusti ultimi sono più vicini ai Na-dene che agli altri amerindi. Ma se fosse valida l'ipotesi solutreana, sarebbe il contrario, e cioè sarebbero stati gli amerindi del nordovest a contaminare i Na-dene. Il che si adatterebbe meglio all'alta frequenza (relativamente parlando...) di X in alcune tribù amerinde come i Sioux. Il tutto sarebbe avvnuto prima della migrazione verso sud di Apache e Navajos, che è molto recente, dopo il 1300 DC.

LA GENETICA DELL'APLOGRUPPO X. Non si sa di preciso quando questo aplogruppo si sia originato: proprio a causa della sua rarità ci sono molte incertezze nel calcolo e il valore medio (26.000 anni fa) oscilla attorno a una forbice di parecchie migliaia di anni. Dovrebbe essere comparso in Medio Oriente, per poi suddividersi qualche migliao di anni dopo nei sottogruppi X1 (tipico ed esclusivo dei Paesi Arabi) e X2, che si trova invece sparso per Europa, paesi arabi, Asia settentrionale e Americhe. I dati sono stati elaborati nel 2003 da un vasto gruppo di ricercatori di molte nazionalità e non sono riuscito a trovare dati più recenti. Da questo lavoro comunque sembrerebbe che l'aplogruppo presente negli Altai (X2e) non ha relazioni particolari con X2a (quello presente in America) e che sia giunto in zona molto recentemente dal Caucaso, sicuramente dopo la migrazione dei Na-Dene. X2a, peraltro, appare differenziatosi precocemente in una zona del Vicino Oriente.

L'IPOTESI SOLUTREANA E' ANCORA VALIDA? Tutto sommato, con questi dati, l'ipotesi di Stanford è plausibile, anche se molto audace: l'aplogruppo X2 si sarebbe diffuso nell'Europa occcidentale provenendo dal Nordafrica durante il progressivo miglioramento climatico che ha avuto luogo da 18,000 anni fa in poi. Da qui sarebbe passato in Nordamerica valicando l'Atlantico sulla calotta glaciale con i solutreani.
Magari questi uomini, arrivando in America, erano rimasti lungo le coste ma poi, con il ritirarsi dei ghiacci, si sono addentrati nel continente seguendo le loro prede. Forse il segreto è sepolto nel mare a largo degli Stati Uniti occidentali, in zone adesso sommerse ma che 15.000 anni fa, con il livello marino più basso, erano emerse. Comunque questa migrazione, se c'è davvero stata, ha avuto pesanti conseguenze culturali, ma scarse genetiche: è chiarissima la provenienza dall'Asia degli aplogruppi A, C e D che sono posseduti dalla stragrande maggioranza dei nativi di tutto il continente americano. E non ci sono tracce di altri aplogruppi europei (e questo, forse, è il dubbio più grande).
Quindi è possibile che per la terza volta prima dell'umanità “moderna” le Americhe siano state raggiunte da forme di vita del vecchio mondo passando dall'Atlantico, come avvenne tra 40 e 25 milioni di anni fa, quando in qualche modo fortunoso primati e roditori raggiunsero il Sudamerica partendo dall'Africa.

giovedì 20 novembre 2008

un anno di "Scienzeedintorni": intervista all'autore sull'Ornitorinco

Un anno è passato da quando il 22 novembre 2007 ho pubblicato "la Commissione Europea contro il creazionismo e l'Intelligent Design", il primo post di “scienzeedintorni”.
Devo dire che il bilancio di un annpo di blog è superiore alle attese: ho avuto diverse soddisfazioni (articoli pubblicati su giornali, link su altri siti, molte e-mail ricevute al mio indirizzo, ben più numerose dei commenti on-line e che mi hanno spesso segnalato cose molto interessanti). Sono contento soprattutto per le persone che ho avuto il piacere di conoscere.
Vorrei ringraziare tutti quelli che mi hanno scritto, nessuno escluso, ma permettetemi di farlo in particolare a Ignazio Burgio, Alessandro Nardelli, Nicola Cosanni, Elizabeth Hamel e Francesco Saliola (l'unica persona che conoscevo di già). E a tutti gli amici che mi hanno sempre esortato a continuare, persino a fare la versione inglese (e il tempo a disposizione dove lo trovo????)
Un'altra cosa che mi ha fatto un immenso piacere è stata quando ho incontrato per caso degli studenti liceali che sono lettori di scienzeedintorni. Ma credo che la cosa la cosa più bella, una esperienza simpatica e molto divertente, è stata quando mi ha scritto Tamara Di Giandomenico, una studentessa dell'Università di Teramo: doveva, per un esame, intervistare una persona esperta sull'ornitorinco, intervista che sarebbe poi andata in onda su “Radio Frequenza”, che è la radio di quella'università. E la Tamara ha scelto me! Ne è nata questa intervista, che ho sbobinato e riporto sul blog, per commemorare (che parolone....) un anno di “Scienzeedintorni”.

L’ornitorinco: l’anello che congiunge rettili, uccelli e mammiferi. Di questo parleremo tra poco a... “le parole della scienza”

Becco vagamente simile a quello di un papero (ma contrariamente a quanto si pensa è una somiglianza casuale), veleno come i serpenti, depone uova come un uccello, ma allatta come un mammifero. Salve a tutti sono Tamara, una studentessa del terzo anno di “tutela e benessere animale” ed oggi vi parlerò dell’ornitorinco, un animale che vive in Australia e in Tasmania e appartenente come le sue cugine, le echidne, all’ordine dei monotremi. Questo singolare animale fu scoperto alla fine del ‘700 quando degli Europei inviarono in Gran Bretagna una pelle, trovata lungo un fiume, per essere esaminata, ma all’epoca si pensò ad uno scherzo di un imbalsamatore asiatico... Così, solo nel 1939, quando la rivista National Geographic pubblicò un articolo sull'ornitorinco il mondo venne a conoscenza di questo animale. Le sue particolarità, però, erano note da tempo tanto da far nascere leggende come quella degli Aborigeni secondo la quale l’ornitorinco sarebbe un incrocio avvenuto molto tempo fa tra una anatra solitaria ed un topo d’acqua. I due animali si innamorarono e dalla loro unione nacquero due cuccioli palmati, con quattro zampe, becco e pelliccia. Ma … perché tanta attenzione attorno a questo animale? Forse a causa delle sue caratteristiche fisiche? Beh, in effetti particolare lo è: provate ad immaginarlo! Ha il becco che assomiglia esternamente a quello delle papere ma al suo interno è posto un elettrolocalizzatore per individuare le sue prede, come gamberetti e vermi d’acqua. Il corpo è ricoperto di pelo, le zampe sono palmate e sono spostate lateralmente al corpo come quelle di un coccodrillo ed ha la coda che contiene una riserva di grasso uguale a quella di un castoro. Maschi e femmine sono facilmente distinguibili: i maschi (più grandi delle femmine) hanno uno sperone vicino alle zampe posteriori da cui iniettano veleno, non letale per l’uomo, ma che provoca iperalgesia che dura giorni o anche mesi e ha un forte potere urticante. Le femmine depongono due uova che si schiudono dopo 10 giorni, dando vita a piccoli privi di pelo e con 4 denti molari che cadono durante la crescita. Dopo la schiusa i piccoli sono allattati dalla madre. Tutt’oggi l’ornitorinco è oggetto di studio. Gli ultimi sono stati condotti dall’Europea Molecular Biology Laboratory e dal Medical Research Council che hanno riscontrato un’ulteriore particolarità: il genoma di questo animale è un “copia-incolla” di sequenze appartenenti a rettili, uccelli e mammiferi. Tutti questi studi sull'ornitorinco sono dovuti proprio al fatto che si pensa che in esso si racchiuda il segreto di come dai rettili, decine di milioni di anni fa siano nati e si siano evoluti animali così diversi come uccelli e mammiferi.
Tra poco avremo in collegamento telefonico un esperto che ci aiuterà a capire meglio il mondo dell'ornitorinco: il dott. Aldo Piombino, che più volte nel suo blog “scienzeedintorni” si è occupato di questo singolare essere vivente
Dottor Piombino, Perchè tanta attenzione attorno all'ornitorinco?

Ci sono 5 classi di vertebrati (o 6 se scindiamo dai pesci ossei quelli cartilaginei) e sono classi abbastanza rigide, nel senso che ognuna ha quello schema preciso anatomico, biologico e fisiologico preciso nonostante le grandi differenze in dimensioni e stile di vita delle creature che ne fanno parte. Se vediamo un animale capiamo immediatamente se è un pesce, un anfibio, un uccello un rettile o un mammifero (placentato o marsupiale). Invece l'ornitorinco è un caso diverso: ha il pelo, ha una temperatura costante, produce latte (però non ha delle vere mammelle), i denti visibili solo nei neonati e in qualche fossile, sono diversi fra loro e un solo arco aortico. Questi sono caratteri tipiche di un mammifero. Ma se vediamo altre caratteristiche... è un rettile, perchè la visione a colori e l'apparato escretore – riproduttivo unico, la cloaca

Quindi come la gallina: ha un solo orifizio da cui escono anche le uova...
Sì. E non è certo una caratteristica da mammifero, ma da rettile. E le ultime scoperte fanno vedere un genoma addirittura molto più rettiliano di quello che si poteva pensare. Quindi si potrebbe dire tranquillamente che l'ornitorinco sia anche un rettile.

Quindi studiare il genoma dell'ornitorinco è stato molto importante?
Si. Perchè come ho detto era chiaro che fosse un misto di caratteristiche rettiliane e mammaliane, e quindi andava studiato per quello. Ancora una volta si è dimostrato che i dati geologici e paleontologici concordano con quelli biologici sull'evoluzione della vita. In particolare si è visto che nel genoma dell'ornitorinco ci sono ancora alcune codifiche per la formazione del tuorlo delle uova (e non poteva essere altrimenti....) ma già quelle per la sintesi del latte. Questo è molto importante perchè ci consente anche di dire che il latte è apparso prima di 170 milioni di anni, prima della la divergenza fra gli antenati dei monotremi e quelli degli altri mammiferi.

Che relazioni ci sono tra il veleno dei serpenti e quello dell'ornitorinco?
Ecco, questa è una cosa interessante: perchè le proteine coinvolte sono più o meno le stesse. E come se ci fosse stata una evoluzione convergente nel DNA, come è accaduto spesso nella morfologia dei corpi: pensiamo ad esempio alla forma così simile in squali, delfini e ittiosauri. Ecco, è come se anche nella genetica assistiamo a fenomeni simili cose simili sono venute fuori da percorsi diversi

Qundi sembra che elencare in poco tempo tutti gli aspetti dell'ornitorinco intermedi fra rettili e mammiferi è difficile...
Ma, direi che è impossibile. Perchè ogni aspetto genetico, anatomico e fisiologico di questo animale è un misto, una via di mezzo fra un rettile e un mammifero... tutto tranne il cosiddetto becco dove c'è un apparato di ecolocalizzazione unico al mondo e che è una caratteristica tipica di questo animale.

Siamo stati fortunati ad avere l'ornitorinco vivo e vegeto per poterlo studiare...
Eh, si! Perchè se anziché essere un animale vivo ne trovavo uno scheletro in rocce del triassico, probabilmente lo inserivo fra i cinodonti o fra i terapsidi, quei rettili mammaliani che sono considerati gli antenati dei mammiferi.

Oltre all'0rnitorinco ci sono altri esempi simili in natura?
Mah, qualche esempio c'è soprattutto fra i fossili: prendiamo il Tiktaalik, che è stato ritrovato qualche anno fa in Groenlandia, era un pesce di 365 milioni di anni fa che aveva le pinne anteriori che si potevano sollevare e quindi poteva sollevare il corpo e aveva pure un accenno di collo, una via di mezzo quindi fra un pesce e un tetrapode. Un altro animale a cui penso è il pakicethus: un animale intermedio fra gli odierni cetacei marini e i loro antenati terrestri

Abbiamo detto che le femmine allattano i piccoli ma come fanno essendo prive di capezzoli?
Il latte esce da questa ghiandola, va sul pelo, e i piccoli leccano il pelo.

Considerando che l'ornitorinco è un animale molto particolare, anche il latte ha delle particolarità o è molto simile a quello degli altri mammiferi?
Purtroppo ne sappiamo poco, perchè è un animale che è difficilmente osservabile in natura: anche anche zoologi esperti fanno veramente fatica persino a vederli. Figuriamoci ad arrivare ai nidi e prendere un campione il latte.... Si pensa che il latte sia buono: la lattazione nei monotremi è meno sofisticata di quella dei marsupiali, ma sicuramente lo è di più di quella dei placentati, perchè il piccolo deve svilupparsi di più del piccolo dei placentati.

E la sintesi del latte come fa a coesistere con la produzione delle uova con il tuorlo? Di solito queste due caratteristiche sono di due specie molto diverse fra di loro.
Sì, coesiste! E questo è molto interessante, anche per i risvolti di tutti i geni che sono coinvolti nella riproduzione. I rettili hanno dei geni che codificano per la vitellogenina, la proteina essenziale che sovrintende al trasporto dei nutrienti nel tuorlo dell'uovo. Anche qui si vede come l'ornitorinco stia nel guado fra rettili e mammiferi: i rettili hanno 3 geni per codificarla,. Di questi geni esistono ancora nel DNA di placentati e marsupiali residui disattivati. Le date di disattivazione oscillano dai 200 ai 70 milioni di anni. Di questi geni, uno sicuramente è stato disattivato prima della separazione fra marsupiali e placentati. Gli altri lo sono stati indipendentemente dalle due linee. Si pensa che la prima disattivazione sia avvenuta poco dopo l'inizio della produzione di latte: è proprio la lattazione che ha permesso agli antenati dei mammiferi di cominciare a diminuire l'importanza del tuorlo dell'uovo (e, quindi, della vitellogenina)

E' un esempio di una grave malformazione genetica trasmessa alla discendenza...
Sì, chiaramente è stata una malformazione genetica quando si è verificata, certo! Ma questa malformazione in un animale che produce latte incide poco. Invece una mancanza di vitellogenina impedisce a una femmina di rettile o di uccello di produrre uova che si possono sviluppare correttamente e quindi di riprodursi. E pertanto non può essere trasmessa alla prole. Come nello stesso modo una femmina di mammifero: se non ha i geni per produrre la caseina il piccolo morirebbe

Allora le uova dell'ornitorinco hanno ancora il tuorlo?
Nell'ornitorinco di questi geni ce n'è ancora attivo uno solo (e un'altro fu disattivato solo 40 milioni di anni fa). E che ce n'è uno solo dovrebbe essere uno dei motivi per cui le sue uova sono più piccole di quelle di rettili o uccelli delle stesse dimensioni.

La produzione del latte invece è associata a geni tipicamente mammaliani
Certo: l'ornitorinco ha come gli altri mammiferi i geni che codificano per la caseina, necessari per la produzione del latte. In effetti pare che ci sia un rapporto fra l'aumento dell'importanza della caseina e la progressiva disattivazione dei geni che codificano per la vitellogenina e sicuramente la caseina è apparsa prima della divergenza fra i monotremi e gli altri mammiferi e quindi prima di 170 milioni di anni fa.

E i cromosomi sessuali così simili a quelli degli uccelli?
Che la struttura dei suoi gameti fosse più simile a quella dei gameti rettiliani e aviani era già noto almeno 10 anni fa e gli ultimi dati lo hanno confermato. Probabilmente saranno simili anche a quelli dei coccodrilli, i parenti più stretti degli uccelli fra gli animali viventi. E a quelli degli altri rettili... Teniamo conto che gli antenati dei mammiferi (sinapsidi) si sono separati dagli antenati di rettili ed uccelli (i diapsidi) molto precocemente, oltre 100 milioni di anni prima della divergenza fra i monotremi e gli altri mammiferi, Evidentemente dopo questa divergenza i placentati hanno modificato il genoma molto velocemente, almeno in certi settori.

Al giorno d'oggi, nonostante i progressi scientifici, una buona parte delle persone rifiuta ancora l'evoluzionismo e crede al racconto biblico, alla immutabilità delle specie animali e vegetali, create da Dio così come sono. L'ornitorinco cosa può dire al proposito?
Come ho detto prima, tutte le varie classi di vertebrati hanno delle caratteristiche abbastanza fisse, mentre l'ornitorinco è un pochino diverso. Se fossi un creazionista non capirei perchè Dio, dopo aver fatto tutte queste cose così rigide, ti fa un animale come l'ornitorinco che è una via di mezzo tra rettili e mammiferi. E infatti, ecco, l'ornitorinco fra gli animali che vivono adesso è quello più adatto per spiegare che l'evoluzione della specie non è una teoria, ma la realtà dei fatti.

Bene ringraziamo il dott. ALDO PIOMBINO per il suo intervento e ci avviamo alla chiusura di questa puntata

Che strano animale è l'ornitorinco: catalizza l'attenzione di studiosi e profani. Grazie al suo aspetto originale conquista la simpatia dei bambini (non a caso lo vediamo citato anche nel cartoon “L'era glaciale 2” e a ruba vanno i suoi peluche. Ma se tanta bizzarria fosse soltanto un modo per raccontarci il nostro passato? Magari il suo mesaggio è proprio questo: spiegarci l'origine delle moderne specie animali.

Prima di chiudere questo spazio vi lascio con una massima di Gandhi: l'odio verso gli animali è la sconfitta dell'intelligenza umana


Postilla finale: Tamara con la mia intervista ha preso un bel 30!

lunedì 17 novembre 2008

Phoenix e il ghiaccio su Marte


In questi giorni la NASA ha dichiarato conclusa la missione di Phoenix. l'ultima sonda che è stata lanciata su Marte. Mentre i vecchi rover continuano eroicamente a lavorare (ma Spirit ha di nuovo qualche problema con i rifornimenti di energia), Phoenix, che al contrario delle ultime missioni si componeva solo di un modulo destinato a restare fermo, dopo 5 mesi ha cessato i contatti con la Terra. Era previsto: l'inverno marziano non consente alle batterie della sonda di mantenere un livello minimo di operatività. Al di là di qualche critica mossa alla NASA proprio per il tipo di batterie, mai una sonda si era spinta così a nord sul Pianeta Rosso. E ovviamente a stare molto a Nord, come sulla Terra, si ottiene una quantità di energia solare molto inferiore a quella ottenibile all'equatore.
Lo scopo della missione era di trovare sul pianerta rosso traccia di acqua, la cui presenza è stata invocata molto spesso per spiegare aspetti morfologici e mineralogici della superficie marziana. Da molto tempo, grazie alle osservazioni dei satelliti americani ed europei che vi ruortano intorno, si conosce l'esistenza di acqua all'interno del pianeta, ma ancora sulla superficie non se era stata trovata. In alcune situazioni era stata vista: si sa che nelle calotte polari ce n'è come componente accessorio (per la maggior parte sono di anidrite carbonica solida). Addirittura quasi un anno fa un satellite (Mars Reconnaissance Orbiter) aveva catturato le immagini di una valanga. Ma ancora non era stata toccata cum manu da nessuno strumento sulla superficie.
Su Marte le aridissime condizioni metereologiche attuali non permettono alla poca acqua di restare allo stato liquido, se non in zone molto fredde: quando è un po' più caldo diventa immediatamente vapore (non c'è la pressione atmosferica sufficente per poter avere acqua liquida). C'era quindi la fondata speranza che, andando così a Nord, si potesse davvero trovare del ghiaccio:.
Vediamo, dopo la fine della missione, quali sono stati i risultati più importanti ottenuti da Phoenix (premettendo che ancora molti dati devono essere studuati ed interpretati).
Lanciata il 4 agosto 2007 da Cape Canaveral, la nave spaziale è arrivata su Marte il 25 maggio 2008. L'atterraggio di Phoenix è stato seguito anche visivamente, ripreso dalla sonda Mars Reconnaissance Orbiter, che orbita intorno a Marte dal 2006 e che, assieme alla sorella Mars Odissey, serve anche come ponte per le comunicazioni tra il lander e la Terra.
Phoenix, oltre ad una serie di strumenti per osservazioni meteorologiche, ne possiede altri per determinare la composizione di campioni di suolo e di roccia che il braccio robotizzato preleva dalla superficie. In aggiunta c'è una serie di macchine fotografiche che funzionano su varie frequenze nel visibile e nell'infrarosso e consentono una visione a 360 gradi
La missione parte con i migliori auspici: già 5 giorni dopo il perfetto atterraggio, dalle prime foto sembra di vedere del ghiaccio d'acqua: atterrando il lander ha mosso la polvere sul suolo marziano, scoprendo delle superfici brillanti che paiono davvero essere di questa sostanza.
Dopo qualche giorno di prove tecniche, il braccio inizia a prelevare campioni dal suolo. Le prime prove reali della presenza di ghiaccio nel suolo marziano delle alte latitudini settentrionali vengono alla luce tra il 15 e il 18 giugno: nella fossa scavata dal braccio di Phoenix il 15 c'erano delle fasce brillanti biancastre che 3 giorni dopo sono scomparse: la ovvia spiegazione è che erano composte di ghiaccio che rimane tale se rimane sepolto nel suolo, ma che evapora venendo a contatto diretto con l'atmosfera marziana. Sempre in questa data scavando il braccio ha trovato una superficie piuttosto dura che si pensa possa essere un blocchetto di ghiaccio. Nella foto vediamo il ghiaccio come era quando il braccio ha scavato la fossa, denominata “dodo”.
Alla fine gli strumenti della sonda , nei quali il braccio robotizzato di Phoenix ha immesso diverse volte del materiale, confermano anche chimicamente che si trattava davvero di ghiaccio.
Ma poi Phoenix fa altre scoperte. Il 29 agosto quella più clamorosa: su Marte nevica! Uno degli strumenti installati a bordo ha rilevato a 4 kilometri di altezza sopra il satellite la presenza di neve che poi, nella caduta, si è subito ritrasformata in vapore e quindi non è arivata fino alla superficie. Ma in quota c'era.
Ai primi di settembre altre due sorprese: i sensori notano che un po' di umidità sale dal terreno durante il giorno e vi ricade durante la notte. Succesivamente le macchine fotografiche immortalano dei piccoli tornados sulla superficie del pianeta, come quelli che si formano nelle pianure degli Stati Uniti centrali.
L'attività prosegue frenetica, immettendo negli strumenti della sonda nuovi campioni di materiale e proseguendo le osservazioni atmosferiche. Ma si avvicina la fine della missione, già prolungata di qualche mese rispetto alle previsioni: l'11 ottobre arriva una tempesta di vento e polvere di forza eccezionale che oscura parzialmente il cielo. La situazione precipita e spesso la sonda va in stand-by, per tenere in servizio almeno le funzioni “vitali”.
Ormai non c'è più niente da fare: il 2 novembre la sonda invia un ultimo segnale: purtroppo alla diminuzione normale della luce dovuta all'arrivo dell'inverno, si è aggiunta una nuova tempesta estesa per ben 37.000 kilometri quadrati che portando sabbia in sospensione nell'aria, ha ulteriormente diminuito la quantità di luce disponibile per le batterie solari.
E così il 12 novembre la NASA decreta la fine dell'attività: non c'è più la possibilità da parte delle celle solari di alimentare il lander.
La missione ha comunque centrato l'obbiettivo didimostrare che nelle zone più fredde di Marte esiste davvero l'acqua sotto forma di ghiaccio.
In quanto al suolo marziano, mostra delle similitudini con quello che è esposto nella zona delle “valli secche” dell'Antartide, l'unica zona non ricoperta dal ghiaccio di questo continente. Contiene minerali di nagnesio, sodio, potassio e cloro e altri in modo tale che se questo suolo fosse sulla Terra, potrebbe benissimo essere un suolo adatto alla vita. E c'è una quasi certezza che, miliardi di anni fa, sia stato molto più umido di oggi.
Aspettiamo adesso che vengano elaborti tutti i dati che la sonda ha inviato, in particolare per capire i minerali che compongono il suolo.

lunedì 10 novembre 2008

I monti Gamburtsev: una grande catena montuosa totalmente sepolta sotto i ghiacci antartici la cui origine è ancora sconosciuta


Come la Gallia di Cesare, anche tutta l'Antartide può essere divisa in “partes tres”, delle quali una, occidentale, è formata da rocce paleozoiche e attualmente sede di intensi fenomeni vulcanici, una, di mezzo, in cui si sviluppa una delle più grandi catene montuose del pianeta, la Catena Transantartica e una, quella orientale, che si suppone formata da un basamento continentale molto antico.
L'Antartide Occidentale, quella che si affaccia sul Pacifico, è formata da un puzzle di almeno 5 blocchi crustali di età paleozoica e mesozoica che si sono scontrati e accavallati l'uno sull'altro e quindi ha avuto una storia geologicamente complessa: più volte è stata interessata da attività tettonica di margine continentale “attivo”, cio di convergenza fra una zolla continentale e una oceanica che vi scorre sotto. Attualmente fenomeni di subduzione attiva sono ancora presenti sotto la Penisola Antartica.
La “catena transantartica” è un insieme di 3000 km di imponenti montagne tra il Mare di Weddel e quello di Ross, con vette che passano ampiamente i 4000 metri di altezza. Quindi una catena di dimensioni notevoli. L'intensa attività vulcanica sul suo margine occidentale dimostra che la sua formazione, iniziata a metà del Mesozoico, non si sia ancora conclusa. Non è una catena orogenica, frutto dello scontro fra due zolle, ma un sistema di rift paragonabile alla Rift Valley dell'Africa Orientale. Non è ancora chiaro, comunque, perchè un sistema di rift possa avere vette così alte (una buona spiegazione potrebbe essre la sua lunga durata).
L'Antartide orientale è invece comunemente considerata un nucleo stabile, formato da rocce molto antiche, come lo sono buona parte di Africa, Canada a ovest delle Montagne Rocciose, Australia e Siberia. Fra le poche rocce che emergono dal ghiaccio, sulle coste, ce ne sono anche alcune con un'età ben superiore al miliardo di anni.
Quindi si sarebbe portati a pensare all'Antartide Orientale come a una zona abbastanza omogenea, ma forse non è così. Nel 1956 dei geofisici russi individuarono una grande catena montuosa sepolta sotto il ghiaccio di questa regione, e la chiamarono con il nome di Grigorij Aleksandrovič Gamburcev (sono evidenti i problemi di translitterazione fra cirillico e inglese...), un geologo russo della prima metà del 900, pioniere delle ricerche sovietiche nel continente bianco.
I monti Gamburtsev non si vedono in superficie, essendo completamente coperti dalla calotta glaciale anche nelle loro vette più alte e sono di dimensioni rispettabili: oltre 1000 kilometri di lunghezza e una altezza massima superiore ai 3000 metri sul livello del mare. Perdono chiaramente il confronto con la Catena Transantartica, ma sono sempre notevoli: non sono tante al mondo le catene così alte o lunghe. Anzi, se guardiamo l'altezza quante passano questo valore? Poche. A memoria cito il guppo Himalaya – Pamir – Karakorum, le Alpi, il Caucaso, le Montagne Rocciose, le Ande e la Catena Transantartica.
L'Antartide cela quindi un altro segreto: oltre ai laghi al contatto fra i ghiacciai e la roccia, ai vulcani sepolti sotto il ghiaccio, agli animali ancora sconosciuti che popolano i suoi mari, spesso dotati di antigelo naturale, ecco una intera catena montuosa completamente sconosciuta.
Di questi monti si sa poco, anzi, si sa soltanto che esistono (il dibattito in questo momento è ancora fermo alla domanda basale “perchè ci sono?”....). Per spiegarle ci sarebbero diverse ipotesi, ma fino a quando non ci saranno dati certi, siamo ancora a livello puramente speculativo.
Fondamentalmente notiamo tre correnti di pensiero.
La prima è che sono formate da vulcani: l'Antartide Orientale sarebbe passata sopra un punto caldo, come, per esempio, quello delle Hawaii: per cui i magmi hanno formato una catena vulcanica via via che la zolla antartica vi passava sopra. La difficoltà maggiore è che adesso di questo pennacchio di magma del mantello non vi è traccia. Parlare poi come fa qualcuno di un vulcano unico così grosso pare veramente difficile, a meno di non pensare a qualcosa come i trappi del Deccan, l'enorme distesa di lave basaltiche che ricopre buona parte dell'India Meridionale.
Una seconda idea è che siano una catena antica, del paleozoico inferiore e che quindi l'Antartide Orientale è formata da due masse che si sono unite circa 540 milioni di anni fa. La tempistica è stata ottenuta sulla base della datazione di minerali contenuti nei sedimenti marini vicini. E' un po' difficile però spiegare come montagne così vecchie possano essere ancora così alte, dopo centinaia di milioni di anni di erosione. Poi c'è da fare un commento su queste datazioni: non solo non c'è la certezza che i sedimenti vengano proprio da lì, ma, anche ammesso che provengano davvero dalle Gamburtsev Mountains, la datazione può non essere conclusiva: se prendiamo le sabbie della Versilia e ne analizziamo l'età radiometrica dei minerali, troviamo delle date ben antecedenti a quella dei flysh come il Macigno da cui derivano per il 95%. Se poi derivassero dal basamento apuano verrebbe fuori una data ancora anteriore, nel paleozoico. Ma affermare con questi dati che l'Appennino si è formato all'epoca è ovviamente assurdo...
La terza è simile alla seconda. Quindi ancora una normale catena orogenca, ma sensibilmente più recente, forse successiva alla formazione della Catena Transantartica. La maggiore difficoltà è trovare una fase compressiva durante un periodo che nell'emisfero meridionale è stato contraddistinto dalla frammentazione del Gondwana con i vari pezzi che, allontanandosi, se ne sono andati per conto loro. In pratica l'Antartide orientale deriverebbe dall'unione di due di questi frammenti che unendosi hanno formato l'Antartide occidentale così come la vediamo oggi, lasciando le Gamburtsev Mountains come cicatrice dell'evento.
Un altro problema è l'apparente mancanza in mare di sedimenti dovuti a questo evento: non sembrano essere intervenuti nei mari prospicenti l'antartide Orientale dei cambiamenti significativi nella sedimentazione che dovrebbero invece verificarsi se si fossero innescati dei cambiamenti così drastici nel regime tettonico del continente. Il fatto che non possono essere una catena recente perchè attualmente asismica vuol dire poco: le Alpi occidentali sono una catena abbastanza recente, ma quasi completamente asismiche. Anzi, se ci fosse un diretto rapporto fra entità dei dislivelli e sismicità, in Italia Piemonte e Valdaosta dovrebbero essere la zona più sismica del territorio italiano, e invece sono quella meno sismica di tutte...
Se una delle ultime due ipotesi fosse vera dovrebbero pure esistere differenze fondamentali fra le due parti dell'Antartide orientale e tutta l'Antartide andrebbe divisa in “partes quattruor” e non tres.
Per dirimere la questione è stato lanciato un programma in cui sono coinvolte numerose nazioni, fra le quali, ovviamente, non c'è l'Italia, anche se una parte importante la svolgerà un italiano attualmente al British Antarctic Survey, il Dr. Fausto Ferraccioli. Verranno fatti dei sorvoli aerei per determinare la topografia e la composizione dei monti nella parte centrale, vicino al polo sud, in unal linea che va dalla Piattaforma di Amery alla Victoria Land, sul mare di Ross. Inoltre una rete di una ventina di sismografi a terra (e in cui altri italiani sono coinvolti) cercherà di ottenere un modello della crosta antartica.
E' allo studio anche una perforazione del ghiaccio per arrivare ad ottenere dei campioni di roccia.
La ricerca avrà dei risvolti importanti anche per la glaciologia: anche se invisibili, le Gamburtsev Mountains rappresentano uno spartiacque che regola il cammino dei ghiacciai: nella carta più o meno sono quella linea verticale che passa per il punto denominato “GaM”. E soprattuto sembra che qui si siano formati alcuni dei primi nuclei della calotta glaciale antartica più di 20 milioni di anni fa.

giovedì 6 novembre 2008

I nuovi giacimenti di petrolio scoperti in paesi poveri: un'occasione di sviluppo, a patto di non ripetere gli errori del passato

Non tutti sanno che dal petrolio, oltre ai carburanti, si ricavano plastiche, fertilizzanti e persino l'idrogeno (con procedementi non proprio “environmentally friendly”...).
La corsa del petrolio, diventato il vero protagonista degli scambi commerciali nel XX secolo, iniziò alla fine del XIX secolo. Al principio furono gli Stati Uniti, poi arrivarono gli “scatoloni di sabbia”, i paesi arabi. Negli anni '60 i produttori di petrolio erano essenzialmente USA, URSS, Venezuela e Paesi arabi. E l'OPEC dominava la scena mondiale. Poi è arrivata la Nigeria, che aderì all'organizzazione nel 1971. Il primo colpo al monopolio OPEC delle esportazioni arrivò con il petrolio del Mare del Nord. Fra i 15 principali paesi esportatori di petrolio vediamo diversi stati arabi, Russia, Kazakistan, Norvegia, Venezuela, Angola e Nigeria. Russia (paese non OPEC) e Arabia Saudita ne estraggono più di tutti gli altri stati messi insieme.
Il consumo di idrocarburi sta aumentando ogni anno nonostante che la domanda nei paesi occidentali aumenti debolmente, per un rallentamento della crescita economica, per l'aumento dell'efficenza energetica dei dispositivi e per un ricorso ad energie alternative nel campo della produzione di energia: paesi emergenti come Cina e India compensano ampiamente quanto sta avvenendo in occidente
E' difficile parlare dell'argomento senza fare considerazioni politiche, ma ci provo. Annoto soltanto che il petrolio è uno dei principali motivi per dispute anche accese, fino alle guerre. Due esempi molto recenti sono il conflitto in Georgia, ben descritto dal mitico Ole Nielsen nel suo Olelog e l'annosa diatriba USA – Venezuela, dove Chavez, al di là di essere un personaggio discutibile e capace di attirare contemporaneamente molte critiche ma anche molte simpatie (entrambe molto “a priori” a seconda dello schieramento politico di chi si esprime...), sta cercando di affrancarsi dal dominio delle multinazionali USA.
Se alcuni paesi esportatori sono molto ricchi, altri nonostante tutto si dibattono nella povertà, a dimostrazione che non basta al giorno d'oggi avere in una nazione le materie prime per poter essere ricchi, ma che è necessario migliorare la distribuzione della ricchezza in tutta la popolazione. In alcuni casi (come Venezuela e Nigeria) convivono standard di vita bassissimi e un debito internazionale enorme: c'è chiaramente qualcosa che non va...
L'aumento del prezzo del barile che si è registrato negli ultimi anni (adesso, complice la crisi finanziaria, ilquesto valore si è ridotto nel solo mese di ottobre di un terzo) ha cominciato a rendere conveniente lo sfruttamento di giacimenti posti in mare a profondità notevoli e, soprattutto, sta consentendo a nuove nazioni di affacciarsi (o a programmare di farlo) nel mercato mondiale dei produttori di petrolio, perchè titolari di giacimenti posti in mare aperto a notevoli profondità.
Non so se è un caso, ma nell'ultimo mese sono stato letteralmente inondato di articoli in cui si parla di questi “nuovi” stati produttori di petrolio (o che stanno per avviarne la produzione) e che, soprattutto, stanno pensando a un nuovo modello nella distribuzione delle ricche royalties sull'oro nero. Al centro dell'attenzione sono i paesi rivieraschi dell'Oceano Atlantico.
Un grande entusiasmo sta pervadendo il Ghana, che grazie alla scopera di ottimi giacimenti spera di diventare una “tigre africana”. Il presidente del piccolo stato, John Kufour, ha dichiarato, forse ottimisticamente, che il boom energetico non ha prodotto un incremento del livello di sviluppo economico e sociale dei paesi produttori. In Ghana c'è l'occasione di fare qualcosa di più.
Nella sponda americana dell'oceano Cuba sta pensando in grande. Dovrebbe cominciare la produzione in nuovi giacimenti nel 2009 (vi è coinvolta la spagnola Repsol) e le stime parlano di riserve pari a quelle degli Usa e del Messico, con il problema che sono a profondità maggiore. Attualmente lo stato caraibico ne produce molto poco e ricevequello che le serve dal Venezuela in cambio di medici di cui il paese sudamericano ha una grave carenza. Ma punta a diventare uno dei massimi esportatori: con le riserve stimate potrebbe collocarsi fra i primi 20 al mondo. Un bel colpo per l'asfittica economia locale. E' poi di questi ultimissimi giorni l'accordo fra Cuba e Brasile, per cui la compagnia di stato carioca, la Petrobras, avrà i diritti per lo sfruttamento di un gicimento molto importante, situato a meno di 200 Km dalla costa della Florida.
E proprio il Brasile sta programmando l'ingresso nel club dei perforratori a grande profondità. Le prime prospezioni sono molto, molto promettenti, anche se cominciate solo nel 2007: specialmente quello a largo della costa meridionale potrebbe essere il più grande giacimento scoperto al mondo negli ultimi 30 anni. A dimostrazione del potenziale, l'Arabia Saudita a gennaio 2008 ha chiesto allo stato carioca di aderire all'OPEC, ottenendo un cortese rifiuto.
I brasiliani hanno già costruito delle piattaforme offshore però si parla di ritardi nell'inizio della produzione dovuti soprattutto all'adeguamento della legislazione: il governo vuole fermamente evitare un “saccheggio” estero delle risorse e, soprattutto, vuole investire i proventi per ridurre la povertà endemica di una grossa fetta della sua popolazione e per migliorarne l'istruzione.
Fuori dall'area atlantica, è iniziata la produzione di petrolio della Cambogia. Lo stato del sud-est asiatico sta cercando accordi per lo sfruttamento dei giacimenti con la vicina Thailandia. Attualmente sono almno10 le compagnie petrolifere impegnate, ma i cambogiani vorrebbero poterne fare un buon uso interno, e stanno costruendo pure una raffineria. Resta il fatto che finchè non riusciranno a creare una compagnia petrolifera nazionale, sarà dura....
Le esportazioni di petrolio potrebbero raddoppiare il PIL locale, tra i più bassi del mondo. Ma anche qui bisogna vedere se il governo sarà in grado o no di far si che questa ricchezza venga adeaguatamente distribuita. In teoria le intenzioni sono buone, ma non tutte le ONG sono convinte che potrà avvenire.
Il morale della favola è che le riserve accertate di petrolio stanno realmente aumentando, ma che sarà molto costoso estrarlo: infatti nei primi anni 90, con il petrolio a meno di 20 dollari al barile, si bloccò lo sfruttamento di molti giacimenti in cui il costo di estrazione era molto alto. Quindi non è che il prezzo possa diminuire in maniera drastica e i motivi economici si sommano a quelli, gravissimi, ambientali: nessuno pensi di poter continuare a buciare combustibili fossili ai ritmi attuali
Resta comunque l'occasione per alcune nazioni piuttosto povere di provare a migliorare la vita delle popolazioni grazie al petrolio. L'importante è che non si commettano gli errori grazie ai quali paesi ricchissimi di risorse sono in realtà poverissimi.

domenica 2 novembre 2008

E se Otzi fosse un antenato di tutti noi?


In questi gioni ha fatto molto rumore un nuovo articolo sul sequenziamento del DNA mitocondriale di Otzi (o Oetzi... ancora non ho capito bene...), la mummia del Similaun scoperta casualmente nel 1991 sulle Alpi al confine fra Austria e Italia (questa scoperta è stata uno delle poche cose belle da ascrivere allo scioglimento dei ghiacciai provocato dagli odierni cambiamenti climatici).
Su Otzi c'è scritto di tutto, compreso che ci sia una maledizione contro i suoi scopritori (di cui almeno uno è morto in un incidente), fino all'ipotesi che sia morto per la caduta di un meteorite (l'autore di questa ipotesi ammette comunque che è un po' difficile provarla....). Prima o poi ne vorrei parlare, sempre per la serie “insana scienza”, un filone che mi diverte quasi quanto gli IgNobel...
Era già stato accertato da studi precedenti che il DNA mitocondriale di Otzi appartenga all'aplogruppo K (un aplogruppo è una assocazione di aplotipi diversi, cioè di particolari mutazioni in un gene correlate fra loro). Questo tutto sommato ce lo potevamo aspettare: se il K non è un aplogruppo frequentissimo in Europa (lo presenta meno del 10% della popolazione), è molto comune, guarda caso, fra i Ladini. La particolarità è che, in base all'ultimo studio di una equipe di ricercatori coordinata dal professor Franco Rollo dell'Università di Camerino, è stato visto che l'uomo dei ghiacci ha una mutazione genetica particolare, denominata aplotipo K3 che non esiste attualmente (sono documentate persone con gli aplotipi K1 e K2).
Pertanto qualcuno ha subito detto che oggi non vivono più suoi discendenti. Sbagliato. Anzi, se questo signore ne ha avuti, probabilmente è un avo di tutti noi europei. Gli studi sulla mummia hanno dimostrato che l'uomo del Similaun ha vissuto molto per gli standard dell'epoca (46 anni, – un'età sicuramente rispettabile 5000 anni fa) e che nelle ultime fasi di vita ha avuto diversi problemi. Insomma, ha svolto per gran parte della sua vita un'esistenza “tranquilla” e poi sembrerebbe come caduto in disgrazia. Quindi potrebbe aver avuto molti figli,
Lo studio è stato fatto sul DNA mitocondriale. Nelle cellule di quasi tutti gli Eucarioti (fra cui piante e animali) ci sono due DNA, quello nucleare e quello contenuto in particolari organuli interni, i mitocondri. E' più semplice di quello nucleare, registra molto bene le mutazioni e, soprattutto, si tramanda esclusivamente in linea femminile. Le due prime caratteristiche sono estremamente “comode” per i genetisti quanto la terza è discriminante e a seconda dei casi può essere un vantaggio come no. In pratica un uomo può avere anche uno sterminato numero di figli, sia maschi che fenmmine, ma il suo DNA mitocondriale non potrà mai essere ereditato dai suoi discendenti, e se una donna genera solo figli maschi il suo DNA mitocondriale finisce con loro.
Ottenere il DNA mitocondriale è più semplice ed in effetti ancora il DNA nucleare di Otzi non è stato ancora sequenziato.
L'ambiente montano in cui Oetzi ha vissuto, fatto di vallate difficilmente accessibilli, è un mondo in cui gli uomini vivevano separati in piccoli gruppi e quindi un mondo in cui è facile che in un piccolo gruppo appaia e si fissi una particolare mutazione genetica, come è altrettanto facile che si estingua, specialmente se per continuare ad esistere ha bisogno di una linea diretta. Le più deboli a questo proprosito sono proprio il DNA mitocondriale e il suo speculare maschile, il cromosoma Y del DNA nucleare, che si trasmette esclusivamente per via paterna. Otzi quindi viveva in un'ambiente, insomma, in cui si possono fissare e nel seguito perdere tante mutazioni.
Così, non è affatto detto che non abbia discendenti, ma solo che non esistono più discendenti femmine dirette in linea materna della donna nella quale si è manifestata la prima volta la mutazione che ha portato all'aplotipo K3 e che potrebbe essere vissuta ben prima di lui. Punto e basta: non si può assolutamente escludere che non ci siano discendenti in altre linee, tramite almeno un passaggio maschile. Anzi. Se ha avuto figli è molto probabile, se non sicuro, che in qualche modo discendiamo tutti da lui.
Vediamo perchè. Io sono nato nel 1960 e ho due genitori, quattro nonni, otto bisnonni etc etc.
Tenendoci larghi e supponendo di avere una generazione ogni 30 anni, questo vorrebbe dire raddoppiare il numero degli antenati ogni 30 anni. Avrei circa 8.000 antenati nel 1600. Nell'anno mille, 960 anni fa, sarebbero la bellezza di oltre 8 miliardi (per dare una indicazione di massima nel 1200 l'intera popolazione europea era di circa 50 milioni...). Il valore di 30 anni è forse troppo alto: Steve Olson in “mappe della stroria dell'uomo” lo considera di 20 anni e i numeri che ho dato sono quindi inferiori alla realtà. Quindi è altamente probabile che io, come tutti, sia un discendente di chiunque era vivo nel 1200 in Italia e ha ancora discendenti viventi. Ovviamente, discendo da una stessa persona su più linee.
Questo discorso è sempre più vero via via che andiamo indietro nel tempo. E siccome – non è un'ipotesi, ma una certezza documentabile – io, pur stando a Firenze, ho antenati veneti sia in linea paterna che materna, sono ragionevolmente convinto che Otzi, se ha avuro dei discendenti, sia sicuramente un mio antenato! Questo vale per la maggior parte degli abitanti dell'Europa, basta che negli ultimi 2000 anni abbiano un antenato, uno su miliardi teorici, che proviene dall'area delle dolomiti (in 3000 anni tutta la piccola popolazione delle Dolomiti aveva avuto il tempo di avere Otzi come antenato).
L'osservazione è suffragata dai lavori di Joseph Chang, che addirittura ha recentemente dimostrato su basi statistiche come la popolazione di 800 anni fa in un continente come l'Europa si divida grossolanamente in due categorie: quella di chi è diretto antenato di chiunque viva oggi in quell'area e quella di chi non ha attualmente discendenti. L'80% appartiene alla prima categoria.
A questo punto il dibattito verte sulla questione se Otzi abbia avuto figli o no: un articolo sempre pubblicato da Franco Rollo e altri nel 2006 parla di alcuni geni del suo DNA mitocondriale che sembra siano legati a infertilità o quantomeno a ridotta mobilità dello sperma.
Aspettiamo i prossimi studi, soprattutto quelli sul DNA nucleare, molto difficile ad ottenere, per dirimere la questione. Sarebbe bello trovare davvero un gene che ci leghi tutti a questo uomo dei ghiacciai alpini.

venerdì 31 ottobre 2008

Il drammatico impatto della zootecnia sull'ambiente marino

Da anni le organizzazioni ambientaliste e i biologi marini stanno mettendo in guardia per l'eccessivo sfruttamento delle risorse ittiche. I più minacciati sono tonni e squali ma molti altri pesci non è che se la passino poi così bene.
Il mercato giapponese del tonno e quello cinese delle pinne di pescecane sono gli esempi più additati al riguardo: alcune specie di tonno, come il tonno rosso, sono sull'orlo dell'estinzione o quasi. Per quanto riguarda gli squali la cosa è ancora peggiore, sia perchè quelli grandi hanno un tasso di riproduzione molto basso (e quindi trovano difficoltà a rimpiazzare le perdite), sia per la crudeltà della pesca: la loro carne vale poco e vengono ributtati in mare dopo il taglio delle pinne, morendo dopo atroci sofferenze (in compenso sembra che le pinne degli squali pescati in occidente vengano buttate via per perchè non interessano a nessuno....).
L'allarme è generale. La catena alimentare del mare aperto viaggia soprattutto in base alle dimensioni: in generale un pesce mangia quello un po' più piccolo e viene mangiato da quello un po' più grande. La pesca sta tartassando selettivamente alcune classi dimensionali (quella del tonno e quella del nasello, per esempio), per cui c'è il rischio di aprire dei vuoti dimensionali con conseguenze attualmente incalcolabili (ma probabilmente incontrollabili). I pesci di misura inferiore a quella che tende a sparire, senza la pressione dei loro naturali predatori, tenderebbero ad aumentare spropositamente, opprimendo con una pressione eccessiva quelli di cui si nutrono. Potrebbe essere una catastrofe dalla quale il mare si riprenderà con estrema difficoltà.
Può sorprendere ma anziché i cinesi o i giapponesi, il miglior cliente della pesca mondiale è la zootecnia. In pratica più di un terzo del pescato viene usato (o, meglio, come si legge nell'ultimo numero della rivista Annual Review of Environment and Resources “buttato via”) così. Lo dicono, fra gli altri, Daniel Pauly e Jaqueline Alder, due dei massimi esperti del settore.
Non molti hanno la percezione della quantità enorme di farina di pesce consumata in un anno dalla zootecnia.
Si parla del 37% del pescato complessivo, oltre 30 milioni di tonnellate all'anno, che per il 90% viene convertito in farina di pesce e olio di pesce. Il mangime va per il 46% nell'acquacultura (e fin qui una logica,volendo, ci sarebbe...), il 24% alla suinicultura mentre il settore avicolo ne assorbe un altro 22%. Complessivamente suini e pollame sono i destinatari di una quantità di pesce doppia di quella che va al tanto additato mercato giapponese!
Si tratta soprattutto di pesce di pezzatura medio-piccola, come sardine, acciughe e aringhe, molto nutrienti, che vengono trasformati in farina di pesce e olio di pesce.
I pesci di queste dimensioni e di così alto potere nutritivo sono per gli animali marini più grossi la principale fonte di cibo e infatti sono anche soprannominati collettivamente “pesci-foraggio”, indipendentemente dalla loro posizione nella classificazione zoologica dei pesci.
Uno sfruttamento eccessivo di queste specie avrebbe delle conseguenze spiacevoli: sono il nutrimento di base per una vasta gamma di animali, da pesci più grandi a cetacei, pinnipedi e uccelli marini. Puntualizzo che per “cetacei” intendo quelli di piccole dimensioni (delfini e, al limite, orche). Non comprendo nel novero le balene, piaccia o non piaccia alle nazioni favorevoli alla loro caccia, che volevano dimostrare il contrario per avere una scusa migliore per aumentare i quantitativi di pescato autorizzati: gli studi più recenti, da loro sollecitati, dimostrano proprio il contrario, e cioè che le grandi balene hanno uno scarsissimo impatto sulle quantità di pesci-foraggio.
A scala umana ci sono due risvolti: sono risorse che potrebbero risolvere grossi problemi alimentari in realtà dove la fame la fa da padrona (per questo Alder e Pauly usano il termine “buttare via”), la seconda è che spesso questi pesci sono la base dell'alimentazione delle popolazioni che vivono lungo le coste e che si troverebbero in grosse difficoltà se questi pesci dovessero eccessivamente diminuire di numero per il loro sfruttamento intensivo, anche se non occorre arrivare alla riduzione del numero di pesci-foraggio per provocare problemi alle popolazioni rivierasche di nazioni meno ricche: è chiaro che, nonostante la grande estensione delle acque territoriali e quindi delle zone esclusive di pesca, il prezzo che i pescatori locali possono spuntare nei mercati che hanno bisogno di farina di pesce è più alto di quello che possono ricavare in patria...
Ma perchè la farina di pesce ha questo successo? Perchè costa poco, è molto nutriente e di facile stoccaggio. Molto semplicemente.
Il mondo scientifico si sta muovendo per cercare delle soluzioni alternative. E' evidente che sarebbe auspicabile un ritorno a mangimi provenienti dall'agricoltura. Non è semplice, dato che il quantitativo da ricavare sarebbe enorme e va trovato lo spazio per farlo, impresa non semplice visto che si dovrebbero aggiungere coltivazioni a quelli già esistenti e che in futuro potrebbero richiedere spazio pure le coltivazioni per i biocarburanti
Da ultimo vorrei annotare, sempre a proposito della pesca alla balena, delle voci che mi sono arrivate. Non ho la più pallida idea se siano vere o false e quindi le riporto con il marchio “attendibilità ingnota” e non mi assumo nessuna responsabilità in materia: parrebbe che le ultime campagne di pesca alla balena abbiano prodotto troppa carne. Rimanendo invenduta dovrebbe essere finita nelle scatole di cibo per animali prodotte in estremo oriente....

lunedì 27 ottobre 2008

In Italia le orme più antiche del genere Homo!


In natura non c'è forza più capace di trasformare in tempi brevissimi un territorio come quella vulcanica: un vulcano che esplode – e per fortuna a scala umana non succede molto spesso – oltre al carico di vite umane, fa tabula rasa di quello che c'era intorno e i suoi effetti sul clima si risentono a scala globale. Anche se non esplode, un vulcano può emettere tanta di quella cenere da far crollare i tetti o provocare alluvioni (adesso è successo a Chaiten). Altre volte, come ricordano tristemente a Sarno, i depositi vulcanici non ancora solidificati possono provocare danni immensi, se la pioggia li liquefa, a distanza di centinaia di anni dalla loro deposizione.
Ci sono poi fondatissimi presupposti che una attività vulcanica particolare sia la causa delle principali estinzioni di massa: guarda caso sono sempre avvenute in coincidenza con le eruzioni dei cosiddetti “trappi”, gigantesche coltri laviche che hanno sepolto intere regioni sotto centinaia di metri di lave basaltiche. A questo proposito annotiamo la contemporaneità con la più recente estinzione di massa, quella della fine dell'era mesozoica di un ciclo di eruzioni del genere nell'India meridionale: i trappi del Deccan hanno un volume di centinaia di migliaia di kilometri cubici di lava e non abbiamo la più pallida idea di quanti gas siano stati emessi all'epoca in atmosfera. C'è quindi la fondata possibilità che queste e non l'asteroide dello Yucatan abbiano provocato la fine dei dinosauri.
Però se non ci fossero le eruzioni non ci sarebbe neanche il loro “motore”, la dinamica terrestre, per cui non ci sarebbe neanche la vita sulla terra. E notoriamente il suolo nelle aree circostanti è più fertile. Quindi i vulcani rappresentano, assieme ai terremoti, un po' come un “pedaggio” che la vita paga sulla Terra per esistere,
Nel contempo sono molto utili per chi ha da studiare il passato del nostro pianeta, anche molto recente: i livelli vulcanici (ceneri, tufi, anche lave) sono spesso databili grazie al decadimento radioattivo di alcuni isotopi che vi sono contenuti e forniscono una scala “assoluta” del tempo rispetto a quella “relativa”, stabilita dalla successione degli strati e dalla loro età relativa desunta dallo studio stratigrafico. In soldoni, si riesce a datare con una eccellente precisione i limiti fra un periodo geologico ed un altro.
C'è poi un altro capitole: i vulcani hanno permesso la conservazione di tracce di vita di cui altrimenti si saprebbe poco, se non nulla
L'esempio più classico è Pompei: senza mancare di rispetto per chi ci è morto, specialmente di coloro di cui sono rimasti i calchi, come avremmo potuto avere oggi una “fotografia” precisa di una città del tempo di Roma Classica se il Vesuvio non fosse esploso nel 79DC?
Nelle ricostruzioni paleocimatiche le differenze nello spessore dello stesso tufo fra una zona e l'altra mostrano l'esatta circolazione dei venti al momento dell'eruzione.
I vulcani hanno aiutato molto anche i paleontologi: nei tufi dei vulcani andini si trovano fossili che hanno agevolato non di poco la ricostruzione della fauna tipica del Sudamerica prima dell'irruzione delle faune nordamericane, all'epoca del “grande interscambio Americano”, quando i due continenti si unirono con la formazione dell'istmo di Panama
La paleontologia umana e l'antropologia sono in debito con i vulcani per altre impronte: a Laetoli, in Tanzania, sulle ceneri dell'eruzione di uno dei vulcani della Rift-Valley di 3 milioni e mezzo di anni fa, sono impresse, assieme a quelle di una variegata fauna, le più antiche impronte di ominidi bipedi della storia. Quello che forse non tutti sanno è che se quelle africane sono le impronte più antiche di un ominide bipede, quelle più antiche sicuramente ascrivibili al genere Homo sono italiane!
Le scoprì sul vulcano di Roccamonfina Adolfo Panarello, un personaggio davvero geniale che studia da anni il territorio a cavallo tra Lazio e Campania. Per la verità le “ciampate del diavolo” erano già note: la leggenda voleva che erano state impresse dal diavolo in persona che camminò sulla cenere rovente. Ma dobbiamo al Dottor Panarello l'intuizione di cosa fossero davvero, che ci descrive la sua scoperta in una pubblicazione regolarmente scaricabile dal suo sito.
Dopo aver scartato tutte le altre ipotesi, lui e il suo amico Marco De Angelis hanno fatto l'unica cosa che una persona seria potesse fare: anziché farsi pubblicità in televisione, cercarono di contattare degli esperti e quindi, pur rimanendo fra i protagonisti della vicenda, hanno fermamente voluto una conferma da parte della comunità scientifica. Di sicuro hanno avuto molto coraggio: come ammette lo stesso Panarello, avevano paura – anzi erano quasi certi – di non essere creduti: in fondo è quasi impensabile che ci sia una cosa del genere in un luogo abitato da tanto tempo – dove nessuno si è mai accorto della sua origine – e non in un deserto dell'Asia centrale o in una savana africana.
Per fortuna non solo sono stati credudi, ma a Roccamonfina c'è stata una processione di studiosi, anche non italiani, di varie discipline: geologi, geochimici, vulcanologi, paleontologi, antropologi etc etc.
Il Roccamonfina è un vulcano posto nella Campania Settentrionale, quasi al confine con il Lazio. Attulmente spento, inziò la sua attività 630.000 anni fa, molto intensa fino a 200.00 anni fa, dopodichè si registrano davvero pochi eventi degni di nota, l'ultimo dei quali è datato a circa 50.000 anni fa.
Un bel giorno, poco tempo dopo che una eruzione aveva sparso una bella coltre di cenere sulla zona, un gruppo di ominidi del genere Homo ha camminato su un versante particolarmente scosceso, tanto che nella roccia sono impressi anche orme di mani, evidentemente messe in terra per appoggiarsi e addirittura – parrebbe – di un'anca. Oltre a quelle umane ce ne sono altre, ancora non studiate e qualcuno sta pensando a scavi in località limitrofe per vedere se ci siano, sepolte, altre piste.
A quale Homo appartengono queste impronte? Non di sicuro all' Homo Sapiens geneticamente moderno ed è escluso che siano quindi antenate degli europei moderni, come invece lo è il molto posteriore scheletro di Paglicci. Certamente ritrovare dei maufatti litici associati a queste tracce sarebbe importante. La datazione più precisa è di 345.000 anni fa (con una forbice di 6.000 anni in più o in meno). E' stata ottenuta recentemente da una equipe francese e mi è stata personalmente comunicata dal Dottor Panarello che ringrazio per l'attenzione. Quindi si può pensare a Homo Eidelbergensis o a Homo Neandertalensis.
L'importante ora sarebbe che queste orme vengano conservate con la cura che meritano: pensare che proprio in Italia ci sia una testimonianza così importante dovrebbe farci inorgoglire, ma purtroppo bisogna anche stare attenti ai danni che nella fragile roccia potranno fare il tempo, i vandali e dei malintenzionati collezionisti. Per fortuna sono collocate nel Parco Regionale Roccamonfina e Foce del Garigliano, dal cui sito è tratta la fotografia che introduce questo post. E questo ci garantisce una certa tranquillità, al contrario del sito di Laetoli a cui sembra che il tempo stia provocando dei danni.

sabato 18 ottobre 2008

Le lucertole di Pod Mrcaru: un caso sorprendente (ma non troppo) di come le vita si evolve anche molto velocemente


Nel 1971 dei ricercatori, capeggiati dall'israeliano Eviatar Nevo hanno immesso a Pod Mrcaru, un'isoletta (0.03 km2) della costa croata, 5 coppie della “classica” lucertola italiana Podarcis Sicula (illustrata nella foto estratta da wikipedia), provenienti dalla vicina isola di Pod Kopiste (0.09 km2). Solo dopo 30 anni altri ricercatori sono tornati sull'isola e hanno trovato una sorpresa: in un articolo pubblicato dalla rivista PNAS, Proceedings of the National Academy of Sciences da un team di biologi europei e americani si legge che non solo le 5 coppie hanno avuto una nutritissima discendenza (e la densità di popolazione è maggiore rispetto a quella dell'isola di provenienza), ma probabilmente bisogna ascrivere alla Podarcis Sicula la colpa dell'estinzione della lucertola precedentemente endemica dell'isola, la Podarcis Melisellensis.
Questo di per se è sicuramente interessante, ma c'è di più. Dopo 36 anni e 30 generazioni le lucertole hanno cambiato la dieta, passando da una insettivora ad una molto più erbivora: non ci sono differenze alimentari fra i sessi e le piante contribuiscono alla dieta per il 34% in primavera e per il 61% in estate. La popolazione da cui sono state tratte invece si nutre pochissimo di piante (non più del 4% della dieta).
Il cambio di dieta è associato ad alcuni cambiamenti nell'anatomia degli animali. Il più appariscente è una testa più grande, che consente un morso più forte per poter strappare pezzi più piccoli di foglie e di altre parti delle piante ricche di cellulosa. Tra il piccolo e il grande intestino, queste lucertole hanno sviluppato la valvola ileo-cecale, grazie a cui aumenta la permanenza del cibo nel condotto, permettendo ai nematodi che vi vivono (assenti nella popolazione originaria) di trattare meglio la cellulosa. Inoltre la popolazione di Pod Mrcaru ha gambe più corte e prestazioni velocistiche minori, probabilmente perchè la maggiore copertura vegetale del nuovo territorio consente di nascondersi più facilmente (e inoltre di predatori non se ne vedono).
Nonostante le evidenti differenze, non possiamo parlare di una nuova specie: da un punto divista genetico questa popolazione non è ancora distinguibile da quella originaria.
Cosa ha permesso un'evoluzione così rapida? E, soprattutto, è un fenomeno strano e raro di cui sorprendersi?
Si conosce l'inizio della storia e la situazione attuale ma non abbiamo “fotografie” tra il 1971 e il 2004, quindi non possiamo sapere come e quando sono avvenuti il cambio di alimentazione, la comparsa delle varie modificazioni e l'estinzione della Podarcis Melisellensis.
Lucertole erbivore sono note dall'inizio del cretaceo (Kuwajimalla kagaensis - rinvenuta in Giappone) e in generale sono tutte caratterizzate da un cranio più grande rispetto alle loro parenti più strette dalla dieta prettamente insettivora. Un altro parametro che lega a Pod Mrcaru l'alimentazione all'incremento delle dimensioni della testa è che è stato maggiore nelle femmine, che partivano da teste più piccole.
E' evidente che nel caso della testa siano state seguite delle “regole evolutive”, o, meglio, tutte le lucertole erbivore manifestano una “evoluzione convergente” che dimostra l'utilità di questa forma.
Per quanto riguarda la valvola ileo-cecale, ne sono dotati solo il 5% degli squamati. La cosa messa così appare quantomeno strana: una struttura che qualche volta c'è e spesso no, e che in questo caso “ricomparirebbe”. Ho indagato un po' (ammetto di essere piuttosto ignorante in materia) e ho visto che anche l'uomo ne è dotato (separa l'intestino cieco). Quindi si tratta di un organo evidentemente atrofizzato o quasi nel restante 95% degli squamati (o forse attivo in uno stadio molto giovanile). A Pod Mrcaru le lucertole hanno semplicemente riesumato un qualcosa che c'era già anche se non funzionava. Al solito una mutazione genetica si è dimostrata estrememente utile ed è riuscita a fissarsi nella popolazione.
Parlando invece della velocità a cui sono apparse le variazioni dal fenotipo originario, è ormai acclarato che fenomeni di evoluzione rapida non sono rari e quindi possiamo sicuramente affermare che il caso croato, sia pure interessantissimo, non sia un fenomeno isolato e clamoroso come potrebbe apparentemente sembrare e avviene soprattutto quando pochi individui appartenenti ad una specie entrano in un nuovo territorio.
E' comunque noto che questo può succedere anche dove una popolazione è già diffusa: biologi e zoologi stanno incominciando a capire che spesso in natura una specie può dare origine ad un'altra che la sostituisce in un tempo molto breve. Ma non tutta la popolazione contribuisce al cambio: una piccola popolazione, che per una mutazione o altro acquisisce vantaggi sui suoi simili, li soppianta completamente perchè ha una qualche caratteristica che la rende più adatta rispetto alla massa.
La caratteristica comune fra le due situazioni è l'effetto del “collo di bottiglia” (cioè il basso numero di fondatori) che, se da un lato toglie alla discendenza la variabilità genetica tipica di una popolazione più larga, dall'altro permette di focalizzare dei caratteri particolari e, soprattutto, di rendere estremamente frequenti – se apparse quando la popolazione era ancora ristretta – variazioni che in una popolazione numerosa potrebbero avere molte difficoltà ad affermarsi pur mostrandosi vantaggiose.
Ci sono alcuni esempi “classici”: una popolazione di salmoni a cui sono bastate solo 13 generazioni per avere un isolamento riproduttivo, come ce ne sono volute una settantina al topo domestico per modificarsi pesantemente dopo la sua importazionetici in un'isola della costa gallese. Casi particolarmente noti sono quello dei passeri domestici importati in America (e che addirittura hanno sviluppato forme diverse in ambienti diversi) e quello di alcuni piccoli pesci molto colorati, che hanno cambiato colore probabilmente in risposta alla pressione di predatori.
E nella lista, concettualmente molto darwiniana, potevano forse mancare le Galapagos? No! Fra i famosi fringuelli di queste isole è stata documentata una variazione di forma e dimensioni del becco, legata alla diversa abbondanza di alcune specie vegetali (correlata all'alternanza fra anni più secchi ed anni più umidi) di cui questi uccelli si nutrono. In un caso c'è stata una quasi completa sostituzione della vecchia forma del becco in meno di 4 anni....
Sono tempi che fanno quasi impallidire le velocità a cui si sono fissate razze di animali addomesticati dall'uomo e in cui gli allevatori hanno potuto provvedere spesso ad accelerare la selezione decidendogli accoppiamenti (e dove probabilmente ha giocato molto anche l'effetto del collo di bottiglia).
Gli esempi, ovviamente, non si limitano ai vertebrati: c'è un'ampia casistica negli invertebrati, soprattutto negli insetti.
In confronto i quasi 20.000 anni che sono serviti per arrivare a Kakaban , un'isola nel mare di Celebes, all'adattamento ad acque ben meno salate di molte specie, è un tempo lunghissimo.
La rapida colonizzazione di Pod Mrcaru e tutti gli altri esempi visti sopra aiutano anche la comprensione di come pochi “fondatori” abbiano potuto produrre una sorprendente varietà a seguito di importanti “radiazioni evolutive” (come quella dei placentati in America Meridionale, quando pochi milioni di anni fa i due continenti si collegarono).
E anche di come una specie endemica di un luogo isolato, rischia di trovarsi impreparata davanti all'arrivo di un nuovo concorrente o di un nuovo predatore, come è successo a molti uccelli non volatori nelle isole dell'oceano Indiano e dell'Oceano Pacifico (a parte i casi di sterminio da parte dell'uomo) e, sempre durante il “grande interscambio americano”, alla maggior parte della fauna sudamericana del del tempo.