Da dove viene, e che strada percorre, il cervello

volendo ci potreste stampare un gran bel poster (da appendere sopra al letto di vostro figlio se volete farne un futuro brain geek), ad ogni modo questo fumetto è non solo una rappresentazione semplice ma efficace di come avvenga lo sviluppo del nostro cervello, ma anche il vincitore dell'edizione 2009 (e siamo alla settima) dell'International Science & Engineering Visualization Challenge, indetto da Science Magazine e dalla National Science Foundation, seguendo il link troverete anche gli altri premiati.

Cose che forse vi siete persi

Da un po' di tempo mi frulla per la testa l'idea di istituire un post periodico di segnalazioni dato che a) non ho tempo di scrivere di tutto quello che trovo in giro o succede b) c'è gente che scrive meglio di me o che comunque vale la pena leggere c) è bene che la propria lista dei bookmark sia bella folta, e i consigli di lettura sono una cosa che ho sempre considerato vitale per rinfoltirla.

Ad ogni modo, non ho ancora deciso la cadenza (forse bisettimanale?) ma voglio cominciare con una bella infornata di tutto ciò che ho trovato di adatto a questa rubrica in questi ultimi tempi (ci sono quindi anche pezzi un po' vecchiotti)

- Interessante video di Ben Goldacre, autore di un recente libro che è decisamente nella mia wishlist e di questo ottimo blog, sull'effetto Placebo. Mi sono piaciuti molto lo stile molto chiaro (a prova di fanboy dell'olismo) e la riflessione finale sull'opportunità o meno di sfruttare consapevolmente l'effetto placebo come trattamento (la risposta è ovviamente che no, non si dovrebbe).

- "You must navigate a nanobot through a 3D environment of blood vessels and connective tissue in an attempt to save an ailing patient by retraining her non-functional immune cells. Along the way, you will learn about the biological processes that enable macrophages and neutrophils – white blood cells – to detect and fight infections" ovvero ImmuneAttack, il videogioco completamente gratuito in cui "Siamo fatti così" si mescola con "Descent FreeSpace".

- su Damninteresting.com, un sito che temo abbia questo come ultimo pezzo più di un anno fa, ecco a voi la Sfortunata storia sessuale della banana (il frutto!). Sapevate che tutte le banane che mangiate sono cloni identici ottenuti per un fortuito incrocio di due specie diverse? i dettagli (e il perché questa delizia è in serio pericolo) seguendo il link.

- Su DiscoverMagazine ecco una galleria di immagini da togliere il fiato: sono le vincitrici di un concorso indetto da questa rivista per premiare le 11 migliori fotografie astronomiche* (più altre gallerie raggiungibili dallo stesso link).

- Un blog culinario e scientifico assieme? più o meno quello che è Not So Humble Pie, dolcetti a tema nerd/scientifico

- Se non vi impressionate di fronte agli animali impagliati e avete un po' di senso dell'umorismo ecco Crappy Taxydermy, un blog che raccoglie immagini decisamente fuori dal comune sull'argomento

e mi fermo qui, per ora

p.s. la vignetta è una delle migliori di xkcd

*grazie all'anonimo commentatore per avermi segnalato una svista delle più subdole (avevo scritto astrologiche)

Le differenze tra bonobo e scimpanzé

Bambinoni per sempre

pezzo originalmente pubblicato su Pikaia

L'ultimo antenato comune a scimpanzé (Pan troglodytes) e bonobo (Pan paniscus) è vissuto circa 2 milioni di anni fa e da allora queste due antropomorfe sono diventate molto diverse; in particolare, rispetto allo scimpanzé il bonobo è più gracile, il suo cranio presenta tratti pedomorfici (ovvero il mantenersi in età adulta di alcune caratteristiche infantili) e i gruppi di individui presentano una tolleranza sociale molto più marcata (favorita probabilmente anche dai frequenti rapporti sessuali non riproduttivi, un'altra caratteristica per cui queste antropomorfe sono famose). C'era da aspettarsi un legame le caratteristiche fisiche e mentali peculiari dei bonobo, e in un recente articolo pubblicato su Current Biology da Victoria Wobber, Richard Wrangham e Brian Hare vengono riportati alcuni esperimenti interessanti in proposito.

Partendo dalla constatazione che i bonobo sviluppano più lentamente rispetto agli scimpanzé caratteristiche fisiche come la crescita del cranio, gli autori dello studio hanno provato a vedere se questo accada anche nel caso anche di caratteristiche comportamentali come la tolleranza sociale e la condivisione del cibo: i bonobo sono scimpanzé a “sviluppo lento”? in un certo senso (ovviamente sono una specie a parte e non una “versione” degli scimpanzé) questo studio sembra dirci questo, o meglio ci offre indizi sul percorso evolutivo di queste due specie. Un confronto del genere tra scimpanzé e bonobo potrebbe peraltro, e questo è uno dei motivi che hanno spinto gli autori dello studio a compiere questi esperimenti, dirci qualcosa anche di come la nostra specie ha evoluto le sue peculiarità sociali.

Nel primo esperimento i ricercatori hanno valutato quanto coppie di scimpanzé o di bonobo di varie età (i due individui nella coppia erano però sempre della stessa età) erano propensi a condividere il cibo: come c'era da aspettarsi gli scimpanzé, che pure da giovani sono molto tolleranti, diventano sempre più aggressivi e “gelosi” del pasto man mano che crescono, al contrario i bonobo non sembrano cambiare nel tempo e non hanno mai problemi a mangiare assieme a un altro bonobo. Un secondo esperimento, nel quale si è valutata la capacità di inibire la risposta a uno stimolo sociale, ha poi permesso a Wrangham e colleghi di giustificare la loro interpretazione della differenza comportamentale come risultato di un diverso sviluppo. In questo secondo compito le antropomorfe dovevano chiedere cibo a degli sperimentatori, ma solo ai due che possedevano effettivamente la ricompensa dei tre che gli si presentavano davanti; le scimmie vedevano chi aveva il premio, ma per ottenerlo dovevano inibire la propensione a toccare le mani di tutti e tre gli sperimentatori. Il test, di per sé molto semplice, è stato fallito solo dai bonobo non ancora svezzati, mostrando come in questa specie compaiano solo dopo qualche anno abilità padroneggiate da scimpanzé anche molto giovani.

Tuttavia questo secondo test si è rivelato troppo semplice, così che per testare più a fondo l'ipotesi gli autori ne hanno ideato un terzo. In questo caso gli sperimentatori erano due e mentre uno di loro premiava sempre il soggetto sperimentale che gli chiedesse il cibo, l'altro non lo faceva mai. Dopo aver imparato quale dei due sperimentatori fosse quello “buono” (compito nel quale bonobo e scimpanzé non hanno mostrato differenze) i loro ruoli si invertivano e alla scimmia toccava in un certo senso “ricominciare da capo”, questa volta però con la difficoltà aggiuntiva di dover inibire la tendenza a chiedere il cibo a chi precedentemente lo elargiva senza problemi. Dopo svariati testi con numerosi soggetti un risultato è apparso chiaro ai ricercatori: i bonobo sono in generale molto meno bravi in questo compito, e in particolare all'interno della specie gli individui più giovani fanno molta più fatica di quelli adulti.

Victoria Wobber, una delle autrici, è convinta che questa sia la strada per comprendere l'evoluzione della socialità umana. Nella nostra specie, difatti, lo sviluppo sia fisico che sociale è particolarmente lento, e proprio questa caratteristica è stata più volte considerata la chiave della nostra ricca vita sociale. Nei piani futuri della ricercatrice ci sono ulteriori studi che comparino anche gli esseri umani a scimpanzé e bonobo, non resta che aspettare e vedere se le sue previsioni si riveleranno azzeccate.

Riferimenti:

Victoria Wobber, Richard Wrangham, and Brian Hare “Bonobos Exhibit Delayed Development of Social Behavior and Cognition Relative to Chimpanzees” Current Biology Volume 20, Issue 3: 226-230

La rapida evoluzione del cromosoma Y

Essere uomini un tempo

pezzo originalmente pubblicato su Pikaia


Di tutti e 46 i cromosomi posseduti dalla nostra specie due soli, in pratica, sono conosciuti al di fuori della cerchia di specialisti e appassionati di biologia: i cromosomi sessuali X e Y. A differenza di tutti gli altri questi cromosomi, che determinano il sesso dell'individuo, non formano una coppia di omologhi (gli altri 22 cromosomi sono invece presenti in due copie omologhe per nucleo, una proveniente dalla madre e una dal padre, e sono detti autosomici) ma differiscono radicalmente l'uno dall'altro e non si ricombinano tra loro durante il crossing over (tranne alcuni piccoli segmenti “pseudo-omologhi”). Il motivo di questa apparente stranezza sta nell'isolamento nel quale il cromosoma Y è entrato da quando ha cominciato a differenziarsi dall'X, isolamento durante il quale Y ha perso buona parte dei suoi geni tanto che in molti hanno addirittura profetizzato una sua futura scomparsa (o perlomeno una sua perdita totale di funzionalità). Per quanto si intuisse che tali preoccupazioni fossero esagerate, l'opinione corrente tra gli scienziati era fino a poche settimane fa quella che Y fosse un cromosoma “stagnante” dal punto di vista evolutivo, che cioè durante la sua storia si fosse limitato a perdere lentamente pezzi di sé. Lo studio svolto presso il Witehead Institute del MIT a Washington da Page, Hughes e colleghi e pubblicato su Nature ribalta però queste convinzioni, e in un certo senso “riabilita” questo cromosoma.

Se lo scenario “classico” fosse effettivamente corretto ci si dovrebbe aspettare tra i cromosomi Y di uomo e scimpanzé una somiglianza perlomeno identica, se non maggiore, di quella presente tra le restanti parti del genoma. L'analisi comparata delle parti non ricombinanti dei due cromosomi Y (ovvero delle parti “unicamente maschili”, o MSY), oggetto di questo studio, ha mostrato invece una differenza incredibile, dell'ordine del 30% (ricordiamo che i genomi di uomo e scimpanzé si differenziano tra loro solo del 2% circa), segno che nei 6-7 milioni di anni passati dall'ultimo antenato comune delle due specie questo cromosoma si è differenziato molto più velocemente di tutti gli altri. In particolare la porzione del cromosoma differenziatasi più velocemente è quella responsabile della produzione dello sperma, ma più in generale è il cromosoma degli scimpanzé ad aver subito maggiori rimodellamenti rispetto a quello dell'antenato comune, perdendo molti più geni rispetto a quello dell'uomo e acquistando molte sequenze palindrome in più. Proprio queste sequenze palindrome, nelle quali la seconda metà rispecchia la prima in maniera complementare, hanno portato alle notevoli differenze strutturali tra i due cromosomi.

Una parte dell'ipotesi che gli autori propongono per spiegare questa straordinaria differenziazione dei cromosomi Y di umani e scimpanzé sta nella particolare pressione selettiva che ha portato gli scimpanzé ad avere testicoli sempre più grandi per far fronte alla notevole competizione spermatica presente in questa specie; tra i nostri “cugini”, difatti, la battaglia più dura per la paternità dei nascituri non si svolge tra gli individui (tipicamente ogni femmina fertile si accoppia con più di un individuo durante ogni estro) ma tra gli spermatozoi di individui rivali all'interno dell'utero femminile: per questo produrne in numero maggiore o di migliore qualità assicura un vantaggio riproduttivo. Oltre a questo la particolare condizione del cromosoma Y, che non può ricombinarsi col suo “perduto omologo” X (se non per una piccola porzione), aggiunge un altro pezzo a questo affascinante puzzle: ogni singola mutazione vantaggiosa per l'individuo su di esso (e si tratta di mutazioni particolarmente utili, come abbiamo visto) porterà tutto il cromosoma a essere maggiormente duplicato poiché verrà visto dalla selezione naturale come un'entità unica, favorendo così la diffusione tra le generazioni future di tutte le ulteriori mutazioni (non letali ovviamente) comparse in quella particolare copia. Una storia, quella di questo cromosoma, molto più intrigante di quanto non si pensasse.

Riferimenti:

Jennifer F. Hughes, David C. Page et al. “Chimpanzee and human Y chromosomes are remarkably divergent in structure and gene content”, Nature, published online 13 January 2010