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A cosa servono le zanzare?

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Arriva l’estate (pioggia permettendo) e con essa tornano le odiate zanzare. Dalle punture al fastidioso ronzio fino alle terribili malattie che questo insetto contribuisce a diffondere, è molto difficile, se non impossibile, trovare qualcuno che ami le zanzare o le trovi in qualche modo utili. Le zanzare appartengono a quella categoria di animali in grado di far vacillare i principi morali del più convinto degli animalisti o la fede del più fervente dei credenti. Se esiste un dio buono e misericordioso, perché ha creato le zanzare?

Riflessioni teologiche e animaliste a parte, la zanzara, oltre ad essere estremamente fastidiosa, è uno degli animali più pericolosi del mondo. Per essere precisi la zanzara occupa il primo posto nella classifica degli animali più mortali per l’uomo. Le malattie che questo insetto contribuisce a diffondere includono la malaria, la febbre gialla, la febbre dengue e la febbre da virus Zika. Secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità queste patologie colpiscono centinaia di milioni di esseri umani in tutto il mondo ogni anno, causando la morte di diverse milioni di individui.

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Aedes aegypti, responsabile della diffusione della febbre gialla, dello Zika virus, delle febbre dengue e di altre malattie i cui morti si contano a milioni ogni anno.

Ma esiste una qualche utilità in questi terribili insetti? Qual è il ruolo delle zanzare all’interno degli ecosistemi?

Il nostro pianeta conosce le zanzare da più di 100 milioni di anni (chi si ricorda la zanzara imprigionata in una goccia d’ambra in Jurassic Park?). Il loro habitat non ha confini, tanto che nemmeno la tundra artica di Canada e Russia è al sicuro dalle loro punture. Al giorno d’oggi sono state descritte più di 3500 specie di zanzare differenti, di cui solo 200 pungono gli esseri umani. Tra queste ultime è importante sottolineare che solo le femmine di zanzare, che necessitano di proteine per produrre le uova, pungono e succhiano il sangue. E qui arriviamo al primo ruolo utile delle zanzare in natura, quello di impollinazione dei fiori. L’alimento principale delle zanzare adulte, infatti, non è il sangue ma bensì il nettare dei fiori. Volando da una pianta all’altra contribuiscono alla diffusione del polline in modo simile alle api.

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John Hammond (al secolo l’attore Richard Attenborough)  rimira una zanzara imprigionata nell’ambra nel film Jurassic Park del 1993, diretto da Steven Spielberg

Un secondo contributo delle zanzare agli ecosistemi è quello di fornire biomassa alla catena alimentare di numerose specie. Le larve delle zanzare vivono in acqua dove si nutrono di materiale organico come alghe unicellulari e piante. Crescendo diventano facili prede per diversi tipi di pesci e, una volta completata la metamorfosi, le zanzare adulte sono un facile banchetto per uccelli e pipistrelli.

Questi sono quindi i “ruoli” principali delle zanzare in natura. Ma bastano a dare alle zanzare una parvenza di utilità? In un articolo comparso su Nature nel 2010 si prova ad immaginare un mondo senza zanzare e le opinioni degli specialisti riguardo ad un simile scenario sono differenti. Secondo alcuni l’estinzione delle zanzare avrebbe un impatto minimo in quanto la cicatrice ecologica lasciata verrebbe risanata velocemente mentre i ruoli (ad esempio l’impollinazione dei fiori) verrebbero rilevati da altri insetti, magari meno fastidiosi e pericolosi. Per altri, invece, il danno sarebbe ingente mettendo a rischio la sopravvivenza di numerose specie animali e vegetali che nelle zanzare trovano una sicura fonte di cibo e trasporto di polline.

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Larve di zanzara che fluttuano in prossimità della superficie dell’acqua. Si possono notare i sifoni puntati verso l’alto grazie ai quali possono sopravvivere respirando aria.

Quel che è certo è che bisogna intervenire per prevenire i milioni di morti fatti ogni anno dalle zanzare. In tal senso un metodo che si sta rivelando molto efficace nel prevenire la diffusione di malattie mortali consiste nel liberare in natura zanzare geneticamente ingegnerizzate. Queste zanzare chiamate OX513A sono in grado di riprodursi, ma la loro progenie risulta sempre sterile. In questo modo la popolazione di zanzare nelle aree più colpite è calata drasticamente, riducendo così anche il contagio. L’approccio dell’ingegneria genetica, tra l’altro, è più sicuro e sostenibile di qualsiasi altro vecchio metodo in quanto permette di colpire solamente una determinata specie di zanzara, evitando la dispersione di insettici nell’ambiente che potrebbe nuocere ad altri animali e all’uomo stesso.

La riduzione della popolazione delle specie di zanzare vettori di malattie è quindi un obiettivo più che condivisibile ed auspicabile. Per le altre specie di zanzare, invece, dovremo continuare a sopportare il loro ronzio e le loro punture, per il bene degli ecosistemi che, purtroppo, dipendono da questi noiosi insetti.

Per ulteriori approfondimenti vi consiglio di visitare QUESTO sito e di guardare QUESTA interessante TED talk.

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Attraverso la Natura con Edvard Munch.

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“Sul fiordo nero-azzurro e sulla città c’erano sangue e lingue di fuoco. I miei amici continuavano a camminare e io tremavo ancora di paura… e sentivo che un grande urlo infinito pervadeva la natura.”

PREMESSA: non sono un esperto d’arte. La mia conoscenza della storia dell’arte si colloca tra Alberto Sordi e Anna Longhi alla Biennale di Venezia e Aldo, Giovanni e Giacomo al museo di arte moderna.

Ciononostante mi piace visitare mostre e musei, lasciandomi guidare dalla mia curiosità e cercando di andare oltre la limitatezza della mia ignoranza in materia.

Ed è proprio questa curiosità che mi ha portato ad entrare nel Munch Museum di Oslo. Devo ammettere che, all’ingresso, le mie aspettative erano, Urlo a parte, abbastanza basse e sono contento di essere stato piacevolmente smentito dalla splendida esposizione che mi sono trovato davanti.

Organizzata dal Munch Museum stesso in collaborazione con il Museo di Storia Naturale di Oslo e dal titolo “Through Nature” (Attraverso la Natura).

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Locandina della mostra all’ingresso del Munch Museums di Oslo.

La mostra consiste in un’analisi multidisciplinare della rappresentazione della Natura nell’arte di Munch. I quadri dell’artista vengono affiancati ad antichi reperti fossili mentre la percezione dei fenomeni naturali secondo Munch viene  associata a concetti e teorie scientifiche quali l’evoluzione e la selezione naturale.

Arte e Scienza da sempre osservano lo stesso mondo fisico con lenti differenti. Difficilmente riescono a comunicare tra loro ed utilizzare le visioni di Munch come punto d’incontro è un’idea, a mio parere, geniale. Per questo vorrei condividere con i lettori di questo blog alcune delle opere che più mi hanno colpito, aggiungendo alcune riflessioni personali (non odiatemi se dico inesattezze su Munch e sull’arte in generale…).

Prometto di essere breve, sia per non annoiare sia per lasciare qualcosa in sospeso. Del resto la mostra è aperta fino al 4 gennaio e se capitate a Oslo vale davvero la pena di essere visitata.

L’opera che mi ha più colpito in assoluto è sicuramente “Metabolismo. Vita e Morte” nota anche come “Adamo ed Eva”. Dipinto nel 1899, il quadro rappresenta un uomo ed una donna nudi vicino ad un albero. Nella parte inferiore del quadro si possono notare dei teschi sepolti tra le radici  mentre nella parte superiore si delineano i profili di una città.

Metabolismo. Vita e Morte

Metabolismo. Vita e Morte

La Scienza definisce il metabolismo come l’insieme delle reazioni fisico-chimiche che avvengono all’interno di un organismo. Materia ed energia vengono assorbite dall’organismo e con l’organismo si trasformano in continuazione. È affascinante vedere come Munch estenda la definizione di metabolismo aldilà del suo significato portandola ad abbracciare anche i concetti di Vita e Morte.

Come le molecole e l’energia che fluiscono in un organismo anche gli esseri viventi nella loro totalità fluiscono tra la Vita e la Morte, trasformandosi.

Nei cicli naturali organismi interi muoiono o si trasformano per dare vita ad altri organismi. Nel quadro in questione l’immagine biblica di Adamo ed Eva si incastona tra la Morte (gli scheletri sotterrati) e la Vita (la città sovrastante), con questi due aspetti collegati dall’albero centrale.

Vita e Morte si trasformano l’una nell’altra e con esse sono gli organismi stessi a trasformarsi evolvendosi.

Il “metabolismo” della Natura porta il passato rappresentato sempre dai teschi sepolti tra le radici dell’Albero della Vita ad evolversi nel presente rappresentato dalla città posta nella parte superiore del dipinto. Un’evoluzione che si basa sulla riproduzione di organismi che si uniscono nel corso delle generazioni. Adamo ed Eva sono in questo caso i pilastri del metabolismo dell’evoluzione della Vita.

L’evoluzione basata sulla riproduzione sessuata ci porta al concetto di selezione sessuale ed alla seconda opera intitolata “Gelosia”.

Gelosia

Gelosia

In questo quadro un uomo ed una donna si corteggiano sullo sfondo, mentre in primo piano una figura dal volto triste li spia da dietro un cespuglio rodendosi di invidia.

In questo caso ho apprezzato l’associazione tra la sfera emotiva e sentimentale ed il concetto di selezione sessuale. L’evoluzione degli organismi attraverso la selezione naturale, infatti, non viene spinta solamente dal bisogno di adattarsi all’ambiente circostante. Anche la necessità di trasmettere i propri geni alle generazioni future è una forza trainante dell’evoluzione e plasma gli organismi in una continua competizione per trovare un partner con il quale riprodursi.

Questa competizione per la riproduzione si arricchisce a livello dell’essere umano nel momento in cui entra in gioco la mente con le proprie emozioni ed i propri sentimenti. La corsa alla trasmissione dei propri geni può assumere così i volti della gioia e dell’amore o dell’odio e dell’invidia.

Ho promesso di essere breve e chiuderò con l’ultimo quadro ancora selezionato tra quelli che mi hanno colpito particolarmente. Intitolato “Madonna” o “Donna che fa l’amore” rappresenta una figura femminile nuda e sensuale circondata da una cornice nella quale fluttuano degli spermatozoi.

Madonna

Madonna

Potrei fare molte riflessioni in merito a quest’opera ma in questo caso vorrei evidenziare come anche la Scienza può influenzare la storia dell’Arte. La rappresentazione degli spermatozoi e del loro moto da parte di Munch, infatti, è stata resa possibile grazie agli studi dell’olandese Anton van Leeuwenhoek che nel 1667 per primo osservò la peculiare forma dei gameti maschili tramite l’uso di lenti da lui stesso realizzate.

Scienza ed Arte. Sfere differenti della natura umana che osservano la stessa realtà fisica da punti di vista diversi. Punti di vista che non si escludono tra loro ma che, anzi, possono completarsi a vicenda.

Inoltre, per approfondire, QUI potete trovare la pagina interattiva dell’esposizione (in inglese o norvegese).

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Uomo Vs resto della Vita: un post demotivante, o forse no.

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Avete in mente quelle immagini di una galassia con una freccia e la scritta “VOI SIETE QUI” che ci ricordano quanto siamo insignificanti di fronte alla grandezza dell’Universo?

Dannazione! Quando hanno fatto la foto ero di spalle! La rifacciamo?

Abbastanza demotivante, vero? Però se consideriamo solo la Vita sul nostro pianeta le cose migliorano e noi esseri umani riacquistiamo la nostra importanza e centralità, o no?

La Vita sulla Terra è una e una sola. Tutti gli organismi che esistono, che sono esistiti e che esisteranno si basano sul carbonio e sulla stessa, identica molecola di DNA in un comune, per quanto intricato, cammino evolutivo.

La tassonomia è la disciplina che si occupa di organizzare gli organismi viventi in gruppi definiti secondo una precisa gerarchia che va dai tre Domini più grandi fino alle specie.

Secondo la gerarchia tassonomica, ad esempio, l’Uomo appartiene al dominio degli Eucarioti, del regno degli Animali, Phylum dei Cordati, della Classe dei Mammiferi, dell’Ordine dei Primati, della Famiglia degli Ominidi, del Genere Homo, della Specie Homo Sapiens (e l’ho pure fatta breve tagliando i vari subphylum, infraclassi, superordini e sottoregni…)

Questa complessità nella classificazione lascia già intuire quanto anche sul nostro pianeta forse non siamo dopotutto così rilevanti.

Si stima infatti che il numero complessivo di specie di organismi eucarioti (ovvero animali, piante e funghi; escludendo batteri e archei) attualmente presenti sulla Terra sia di circa 9 milioni, di cui gran parte ancora da scoprire. Da quando il buon Linneo ha iniziato a classificare gli esseri viventi a metà del XVIII secolo ad oggi sono state descritte circa 1.3 milioni di specie. Ciò significa che l’86% delle specie esistenti è ancora sconosciuto.

Sempre per darvi un’idea della rilevanza della specie umana all’interno della Vita date un’occhiata a questa immagine dell’albero della vita (visibile QUI in alta definizione) simile a quella della galassia presente all’inizio di questo post :

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L’albero della vita. Costruito utilizzando i dati raccolti dagli RNA di solo 3000 specie viventi

Il grafico, tra l’altro, diventa ancora più demotivante nel momento in cui si scopre che è stato costruito utilizzando i dati di SOLO tremila specie a fronte dei 9 milioni sopra citati.

Abbiamo quindi appurato che l’uomo è solo una specie su nove milioni ed è pure una specie abbastanza solitaria essendo l’unica esistente appartenente al genere Homo (gli ultimi nostri cugini, i Neanderthal, si sono estinti circa 30.000 anni fa); ma se consideriamo il numero di individui le cose migliorano?

Gli esseri umani al giorno d’oggi sono circa 7 miliardi. Un numero importante che potrebbe permetterci di fare la voce grossa… o forse le cose ci vanno male anche in questo caso…

La popolazione mondiale di galline nel 2003 era di 24 miliardi di individui e si stima che per ogni essere umano sulla Terra esistano circa 200 milioni di singoli insetti divisi in 950.000 specie note (l’80% di tutte le specie eucariote).

La popolazione mondiale di formiche è di circa 50,000,000,000,000,000 individui. Più di 7 milioni di formiche per ogni persona vivente.

Numeri incredibili che però appaiono insignificanti se solo ci spostiamo dal Dominio degli Eucarioti a quello dei Batteri.

I batteri sono microbi procarioti e si trovano ovunque, anche nel nostro intestino. In ogni grammo di terreno ci sono 40 milioni di singoli batteri. La popolazione mondiale di batteri è stimata in 5,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 (5X10^30) singoli individui, con una biomassa complessiva che supera quella di piante e animali.

Escherichia Coli (credit: Wikipedia)

Per darvi l’idea, e ricollegarci all’immagine della galassia, se mettessimo in fila indiana tutti i batteri otterremmo una linea continua in grado di percorrere il diametro della nostra galassia…. per diecimila volte….

Niente da fare, anche considerando il numero di individui gli esseri umani rimangono una piccola frazione della Vita.

Ma in fin dei conti questo non è poi così demoralizzante. Saremo anche individui di una piccola specie, di un piccolo pianeta in un grande Universo, ma ciascuno di noi porta con se l’incredibile unicità del proprio patrimonio genetico.

Provate a considerare la serie incredibile di eventi che ha portato alla vostra esistenza individuale. Immaginate il numero gigantesco di eventi casuali che si sono combinati per dare luogo alla vostra persona. Pensate solo alla linea parentale di ogni individuo: ciascuno di noi ha due genitori, quattro nonni, otto bisnonni, sedici trisavoli, trentadue quadrisavoli e così via.

Forse siamo pochi, forse siamo piccoli, ma siamo unici.

La nostra intelligenza, poi, è  un dono evolutivo che ci permette di avere un impatto sull’intero pianeta che supera i limiti delle nostre dimensioni; cerchiamo di usarla con saggezza.

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L’insetto Transformer e perché gli animali non hanno le ruote.

Insetti… transformer?

Osservando la Natura sembra che l’Uomo in fin dei conti abbia inventato ben poco di originale.

Pipistrelli e delfini hanno evoluto, in modo indipendente tra loro, perfetti eco-scandagli milioni di anni prima che arrivassero i nostri radar, i semi di acero hanno anticipato (e forse ispirato) le pale degli elicotteri. Per non parlare poi della meraviglia delle valvole cardiache o del sistema di lenti degli occhi.

Semi di acero

E la lista si allunga sempre più grazie alle nuove scoperte.  In una ricerca pubblicata recentemente su Science e ripresa dalla rubrica Zoologger del NewScientist  viene descritto un incredibile sistema di ingranaggi individuato nelle gambe di un insetto e osservabile in questo video:

Issus coleoptratus è un piccolo omottero ben noto per i suoi salti prodigiosi con tempi di reazione nell’ordine dei millisecondi e velocità che raggiungono i 4 metri al secondo. Grazie a questo nuovo studio si è capito come siano proprio queste strutture ad ingranaggi ad essere alla base di queste incredibili performance atletiche.

Tramite questi ingranaggi dentati, infatti, il piccolo insetto è in grado di coordinare il movimento delle proprie zampe in modo estremamente efficiente. I ricercatori dell’Università di Cambridge e dell’Università di Bristol che hanno firmato l’articolo hanno calcolato che le due zampe si muovono con uno sfasamento reciproco di appena 30 microsecondi. Un livello di sincronizzazione che batte qualsiasi riflesso neuronale.

Quindi anche gli animali possono avere anche degli ingranaggi. Ma perché non hanno le ruote? Del resto la ruota è uno delle conquiste di cui andiamo più fieri. Perciò se è veramente un sistema di locomozione così efficiente, perché la Natura non ha le ruote?

Questa sembra una domanda bizzarra ma è già stata affrontata niente meno che da Sir Richard Dawkings, uno dei padri del Neo-Darwinismo (e inventore del termine “meme”, oggi così inflazionato in Rete).

Dawkings affronta il “problema delle ruote” in un articolo del 1996 dal titolo “Why don’t animals have wheels?” e liberamente consultabile il pdf QUI.

Prima di tutto non è vero che la Natura non ha “inventato” la ruota. Il flagello dei batteri, infatti, viene mosso grazie ad un sistema che altro non è che un rotore che gira indefinitamente intorno ad un asse, come si vede bene in questo video:

Quindi la domanda corretta dovrebbe essere: perché animali di certe dimensioni non hanno le ruote?

Semplicemente perché forse non sono in fondo così vantaggiose. Per muoversi sui terreni sconnessi tipici di un qualsiasi ambiente naturale gambe e zampe sono di gran lunga più efficienti di qualsiasi ruota.

Ed è proprio qui la chiave del problema.

La ruota è realmente efficiente solo grazie ad un’altra invenzione precedente: la strada.

Senza una superficie liscia sulla quale scorrere liberamente una ruota è difatti poco funzionale.

La domanda successiva quindi è: perché gli animali non hanno inventato le strade? Del resto una strada non è niente di così più complesso di un nido d’uccello o di una diga di un castoro.

Diga di castori.

Dawkings risponde a questo secondo quesito utilizzando la teoria del Gene Egoista che l’ha reso famoso.

Costruire una strada non è un gesto abbastanza egoista e per questo è sfavorito dalla selezione naturale. Una strada, una volta costruita, può essere utilizzata da chiunque, anche da chi non ha partecipato a costruirla.

Per questo motivo i costruttori saranno sempre penalizzati in quanto pagheranno a pieno il prezzo della costruzione della strada, mentre altri individui potranno utilizzarla senza aver speso alcunché e risparmiando così energie per altre attività fondamentali come nutrirsi o riprodursi. Gli utilizzatori non costruttori saranno sempre favoriti nella lotta alla sopravvivenza.

Oltre agli svantaggi dati dalla selezione darwiniana esistono anche effettivi problemi tecnici. Sviluppare una struttura che ruoti in modo autonomo intorno ad un asse è complesso, soprattutto se deve essere fatta crescere e deve essere poi raggiunta da vasi sanguigni e nervi. Anche immaginando che il prodotto finale sia effettivamente realizzabile, l’evoluzione non va dal niente al tutto in un solo salto. I passaggi evolutivi sono graduali. Come dovrebbero essere gli intermedi tra una zampa e una ruota? Probabilmente sarebbero in ogni modo troppo svantaggiosi da essere selezionati come caratteri ereditari.

Quindi,  forse non vedremo mai un vero e proprio animale Transformer ma per una volta, e tralasciando i flagelli dei batteri (che non penso si offenderanno), possiamo andar fieri di una nostra invenzione originale.

Chiudo consigliandovi un canale di YouTube di divulgazione scientifica veramente ben fatto e che ha già affrontato il problema degli animali con le ruote in questo video:

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