GLI ENIGMI DELLA FOTOSINTESI

Con o senza ossigeno? Da rivedere l'evoluzione della fotosintesi

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa  (ENEA)

Le strutture cellulari fondamentali per la comparsa della fotosintesi clorofilliana erano già presenti in batteri evolutivamente molto antichi, in un'epoca in cui, secondo la visione tradizionale, esisteva solo la fotosintesi che non produce ossigeno. È un  batterio raro, che vive nei campi allagati dall’acqua o in posti inospitali come le sorgenti termali. Ma Heliobacterium modesticaldum ci rivela particolari importanti su uno dei passaggi cruciali per la formazione di un’atmosfera respirabile: l’avvento della fotosintesi che produce ossigeno, che sarebbe più antica di quanto ritenuto finora. Lo afferma sulla rivista “Trends in Plant Science”un gruppo di ricercatori dell’Imperial College di Londra, guidato da Tanai Cardona.

H. modesticaldum svolge infatti una fotosintesi anossigenica, che cioè non porta alla produzione di ossigeno. Un’ipotesi consolidata in biologia è che questo tipo di fotosintesi sia comparsa sulla Terra 3,5 miliardi di anni fa. Sarebbe cioè più primitiva di quella ossigenica, comune a tutte le piante e ai cianobatteri, evolutasi dalla prima un miliardo di anni più tardi. L’idea di Cardona e colleghi è che si possa capire come sia avvenuto il passaggio da un tipo di fotosintesi all'altro studiando analogie e differenze nelle strutture cellulari di H. modesticaldum e cianobatteri, che hanno tra loro una parentela così lontana che il più recente antenato comune ai due è vissuto sulla Terra alcuni miliardi anni fa. Analizzando la struttura cellulare di H. modesticaldum, Cardona e colleghi hanno evidenziato alcune inattese somiglianze con i cianobatteri. Hanno scoperto in particolare che condividono un sito cellulare che piante e cianobatteri usano esclusivamente per scindere le molecole di acqua, una fase cruciale della fotosintesi ossigenica. Ciò significa che le unità di base della fotosintesi ossigenica si erano già evolute prima che i rami filogenetici di H. modesticaldum e cianobatteri si separassero: sono quindi molto più antiche, e quindi anche la fotosintesi ossigenica stessa. Gli autori si spingono anche oltre, fino a ipotizzare che quest'ultima sia potuta emergere per prima. "Queste strutture per la fotosintesi ossigenica non dovrebbero esistere in un batterio come H. modesticaldum: nella visione tradizionale la fotosintesi anossigenica si è evoluta per prima ed è rimasta l’unica fotosintesi per circa un miliardo di anni prima che emergesse quella ossigenica”, ha commentato Cardona. "Questo risultato aiuta a spiegare con incredibile dettaglio perché questi sistemi responsabili della fotosintesi e della produzione di ossigeno hanno la forma che osserviamo attualmente, ma perché tutto questo abbia senso, occorre un cambio di prospettiva sull’evoluzione della fotosintesi”.

Da:

https://www.lescienze.it/news/2019/07/30/news/batterio_origine_fotosintensi_ossigenica-4494985/

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TECNOLOGIA NAVALE...FUORI TEMPO

Sul fondo del mare, scoperta una tecnologia avanzata...

Vicino alla costa della Gran Bretagna, gli archeologi hanno scoperto un sito misterioso, che in seguito si è rivelato essere un cantiere navale molto antico su cui sono state costruite le navi. È riportato sul sito ufficiale del National Oceanographic Center di Southampton. Gli archeologi subacquei hanno scoperto frammenti di una piattaforma di legno vicino all’isola di Wight. Secondo l’analisi, l’oggetto scoperto ha circa 8000 anni. Si scopre che questo cantiere è stato costruito da persone che vivevano nell’età della pietra. Ciò è sorprendente, poiché per la gente di quel tempo la costruzione di navi era una vera “tecnologia dal futuro”. Fino ad oggi, gli scienziati credevano che il cantiere più antico avesse 5500 anni. Gli scienziati hanno notato che i costruttori antichi utilizzavano moderne tecnologie di lavorazione del legno che sarebbero apparse (ufficialmente) solo dopo alcune migliaia di anni. Il cantiere navale scoperto si trova a una profondità di 11 metri, ma 8000 anni fa in questo luogo c’era una costa.

Da:

https://va.news-republic.com/a/6728610433659306502?app_id=1239&gid=6728610433659306502&impr_id=6728672260062464262&language=it&region=it&user_id=6699498745832932357&c=sys

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BUONE VACANZE CON L'UNIVERSO ELETTRICO

IN VISTA DELLE CONFERENZE CHE TERREMO NEL PROSSIMI AUTUNNO/INVERNO, VI INVITO A LEGGERE ED APPROFONDIRE QUESTO INTRIGANTE ED EMERGENTE ARGOMENTO:

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ALLUCINAZIONI ARTIFICIALI

Allucinare i topi con la luce

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa (ENEA)

In questi animali è sufficiente stimolare una ventina di neuroni della corteccia visiva per indurre percezioni che non hanno corrispondenza con la realtà.

Indurre allucinazioni in modo artificiale è possibile.

 Lo ha dimostrato uno studio su topi effettuato da Karl Deisseroth e colleghi della Stanford University e pubblicato su “Science”. Gli autori ci sono riusciti stimolando un numero di cellule cerebrali sorprendentemente limitato della corteccia visiva. Oltre a fare luce sul fenomeno percettivo delle allucinazioni, il risultato potrebbe avere una ricaduta nella comprensione dei disturbi psichiatrici negli esseri umani, come la schizofrenia, di cui le allucinazioni sono una manifestazione tipica, oppure nella progettazione di più avanzate interfacce neurali per protesi. Deisseroth e colleghi hanno usato l’optogenetica, ovvero una tecnica in cui, grazie a un’opportuna manipolazione genetica, i neuroni possono essere attivati inviando loro impulsi di luce laser con determinate caratteristiche. E hanno sfruttato anche la tecnologia degli ologrammi, in modo che la luce potesse raggiungere solo specifici neuroni scelti dagli sperimentatori, localizzati in aree di un millimetro quadrato in due distinti strati della corteccia cerebrale dei topi. Nel corso dell’esperimento vero e proprio, i roditori sono stati posti di fronte a uno schermo su cui comparivano barre bianche e nere, orizzontali o verticali, e sono stati addestrati a ricevere acqua solo quando vedevano le barre verticali. Gli autori hanno registrato l’attività della corteccia visiva, l’hanno decodificata e hanno usato i dati ottenuti per stimolare la stessa area con l’optogenetica. Una volta individuata la giusta popolazione di cellule – circa 20 neuroni o anche meno – grazie alla stimolazione sono riusciti a far percepire ai topi le barre verticali od orizzontali, pure in assenza di uno stimolo sensoriale naturale. Questo fatto era dedotto dal comportamento degli animali che si aspettavano o meno di ottenere l’acqua. Il risultato fa sorgere alcune questioni fondamentali sui meccanismi che producono o che inibiscono le allucinazioni percettive. “È notevole il fatto che la stimolazione specifica di pochi neuroni generi una percezione”, ha commentato Deisseroth. “Il nostro studio mostra che la corteccia cerebrale dei mammiferi è in qualche modo pronta a rispondere a un numero incredibilmente basso di cellule senza causare percezioni spurie in risposta al rumore dell’attività neuronale casuale”.

È naturale a questo punto fare un confronto con gli esseri umani.

“Un cervello di topo ha milioni di neuroni, un cervello umano ne ha molti miliardi: se solo una ventina di essi circa può creare una percezione, viene da chiedersi perché non abbiamo percezioni tutto il tempo, a causa di attività spurie casuali”, ha concluso Deisseroth.

Da:

https://www.lescienze.it/mind/2019/07/19/news/allucinazioni_artificiali_topi-4485321/

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UMANI ARCAICI E...SAPIENS: CORRELAZIONI INASPETTATE

Il molare rinvenuto in Cina testimonia incroci tra H. Sapiens e Denisoviani.

L’analisi del fossile di un molare umano risalente a 160.000 anni scoperto in Cina offre la prova concreta di incroci tra umani arcaici e Homo sapiens in Asia. Lo studio è incentrato su un molare inferiore e tre radici, un tratto raro che si trova principalmente negli asiatici moderni e che in precedenza, si pensava si fosse evoluto dopo l’allontanamento dell’Homo sapiens dall’Africa.

La nuova ricerca punta infatti a dimostrare un diverso percorso evolutivo. “La presenza di questo tratto nel fossile suggerisce non solo che è più vecchio di quanto precedentemente si pensasse, ma anche che alcuni gruppi asiatici moderni hanno ottenuto il tratto attraverso l’incrocio con un ‘gruppo gemello’ di Neanderthal, i Densiovani“, spiega Shara Bailey, professore di antropologia all’Università di New York e autrice principale dello studio.

Così tanta storia in un singolo molare!

In uno studio precedente, peraltro, Bailey e i suoi colleghi conclusero che i Denisovani occuparono l’altopiano tibetano molto prima dell’arrivo dell’Homo sapiens nella regione. Quel lavoro, insieme a nuove analisi, si concentrò su una mandibola inferiore di un ominide trovata sull’altopiano tibetano, nella grotta carsica di Baishiya a Xiahe, in Cina nel 1980. Lo studio, che comprendeva l’antropologa della NYU Susan Antón e Jean-Jacques Hublin, direttore del Dipartimento di evoluzione umana presso l’Istituto Max Planck, aveva l’obiettivo di comprendere la relazione tra gli umani arcaici che occupavano L’Asia più di 160.000 anni fa e gli asiatici moderni.

 “In Asia, ci sono da tempo discussioni circa la ‘continuità‘ tra umani arcaici e moderni a causa di alcuni tratti condivisi“, osserva Bailey. “Ma molti di questi tratti sono primitivi o comunque non sono tipici dell’etnia asiatica. Tuttavia, il tratto del molare inferiore a tre radici è unico per i gruppi asiatici: la sua presenza nei resti di un ominide risalenti a 160.000 anni fa in Asia suggerisce che il tratto fosse trasferito all’Homo sapiens attraverso l’incrocio con umani arcaici provenienti dall’Asia“.

Da:

https://va.news-republic.com/a/6711960212305084934?app_id=1239&gid=6711960212305084934&impr_id=6712300228470409477&language=it&region=it&user_id=6699498745832932357&c=sys

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