microscopio

Incredibile animazione dimostra il funzionamento del DNA umano

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In questo preciso istante all’interno del nostro corpo, letterali miliardi di minuscole macchine stanno compiendo il loro lavoro quotidiano, assolvendo alla miriade di compiti richiesti per garantire la nostra sopravvivenza. E nessuno, tra questi, è basilare e importante quanto quello dell’auto-replicazione delle cellule superstiti, allo scopo di sostituire tutta la materia biologica che continuamente muore, si disgrega e finisce per essere riassorbita dalla circolazione sanguigna. Ma cosa fa di un globulo rosso, un globulo rosso? E in quali aspetti differiscono i mattoni componenti l’endotelio dei vasi sanguigni, ad esempio, da quelli usati all’interno del fegato, della milza o dell’intestino? Sono molti anni che cerchiamo di comprenderlo, attraverso osservazioni che vanno ben al di la del microscopio elettronico. Il che è per certi versi sorprendente, quando si considera che ogni cellula viene fornita completa di istruzioni straordinariamente precise. Quelle prodotte dall’interazione del proprio codice unico coi ribosomi e le relative proteine, ovvero la lunga e sottile stringa nel nucleo (circa due metri per ciascuna cellula per due nanometri di larghezza) continuamente replicata, che prende il nome di acido desossiribonucleico, comunemente abbreviata con l’acronimo di DNA. Come gli altri campi di studio che trattano l’infinitamente piccolo, tuttavia, il nostro proposito non specialistico di comprendere ciò di cui stiamo parlando resta condizionato da un fondamentale problema: l’impossibilità di visualizzare attraverso la semplice immaginazione qualcosa di tanto piccolo e complesso. A meno di fare ricorso ad artifici non proprio credibili, per non dire del tutto irreali. Pensate al modello dell’atomo di Bohr, che rappresenta l’unita più nota della materia come una sorta di planetoide, circondato da satelliti/elettroni in continua rotazione…Un’immagine che potrà risultare utile per l’analisi teorica dei fatti. Nessuno, tuttavia, pensa davvero che ogni singolo oggetto nell’universo possa essere composto da un agglomerato plurimo di tali cosmici componenti. E la stessa cosa vale per la visualizzazione convenzionale dei processi alla base della vita, in cui si mostrano, generalmente, maestosi corpi fluttuanti nel vuoto, che si spostano sulla base di un intento preciso e proiettano sapienti appendici, ciascuna delle quali appare deputata a una mansione dall’alto grado di specificità. Quando invece, parlando di strutture tanto minuscole, è letteralmente impossibile immaginare che un qualsiasi processo possa riuscire a compiersi, a meno che sia letteralmente impossibile il contrario.
Ecco allora l’intento dell’autore di questo fenomenale video, l’animatore e grafico Drew Berry dell’Istituto di Ricerca Walter and Eliza Hall di Melbourne, Australia: mostrare, per una volta, le cose come potrebbero effettivamente essere e non come vorremmo che fossero, per questioni di mera chiarezza. Il che sorprendentemente richiede, persino all’attuale stato avanzato della ricerca scientifica, un notevole grado d’immaginazione. Il fatto è che tutto ciò che avviene all’interno delle cellule è l’esatto contrario della precisa catena di montaggio mostrata in tutti i libri di biologia, i documentari televisivi e alcuni cartoni animati didattici come Esplorando il Corpo Umano (1989) o l’attuale anime giapponese Hataraku saibou! (はたらく細胞 – Cellule al lavoro) ma un letterale marasma di particelle infinitesimali, che interagiscono scontrandosi tra loro e molto spesso, si distruggono spietatamente a vicenda. Il montaggio di poco più di 7 minuti, pubblicato online in occasione della nuova mostra del Victoria & Albert di Londra, contiene alcune delle sequenze più famose dell’autore, chiamato nel 2010 dal New York Times niente meno che “Lo Steven Spielberg dell’animazione molecolare” anche in forza dei numerosi premi conseguiti nel corso della sua lunga ed insolita carriera. Poco celebrata al di fuori degli ambienti divulgativi eppure, non meno importante anche per la ricerca, vista la maniera in cui permette agli scienziati di visualizzare la risultanza somatica delle proprie ipotesi, potendo così contare su una valutazione istintiva di quanto queste ultime siano probabili, oppure soltanto un passo falso verso la risoluzione del più grande mistero alla base della nostra stessa esistenza. Il risultato è un susseguirsi fantastico di visioni al limite del surreale…

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Se Pac-Man fosse un microbo, come diventerebbe il fantasmino?

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Microbe PacMan

Una domanda Importante. Per uno studio biologico dal peso…Effimero, proprio come ti aspetteresti dalle regioni del meravigliosamente piccolo, ove 50 µm (micrometri) sono sufficienti a contenere testa, corpo e coda, anzi pardon, flagello, l’unico organo di moto o arto che dir si voglia ad essere presente nella dotazione fisica di molte specie di protisti nuotatori. Minuscole creature, affini al regno dei batteri nella classificazione tipologica, benché molto più grandi e niente affatto somiglianti ad essi, per caratteristiche, aspetto e potenzialità. Ma nessuno sa davvero dove posizionarli, all’interno dell’enciclopedia. Roba da farti venire voglia di metterli alla prova, per comprendere non solo ciò che li distingue, ma anche i pochi punti che li accomunano a noi giganti, animali eucarioti con tanto di membrana cellulare, cervello e muscoli prestanti. Così come fatto, per l’appunto, dai membri di un gruppo di studio del College Universitario del Sud-Est della Norvegia, che procuratisi una certa (notevole) quantità di queste creature ha costruito, sfruttando l’assistenza del film-maker Adam Bartley, la più fedele riproduzione di un classico della sfida contro se stessi, e le gravose circostanze: un ambiente rettangolare al centro, tre mezze T sopra di esso, altre due rivolte verso il basso. Segmenti paralleli a profusione e alcune scatole più grosse, pareti impenetrabili ed impressionanti. L’avete riconosciuto? Certo che si. Bastava leggere il titolo! È un luogo, questo, bene impresso nella mente e nella memoria di qualunque giocatore digitale che si rispetti, ma anche del conoscitore medio della cultura Pop degli ultimi 30 anni: il labirinto della cosa che fa PAC-PAC-PAC, divorando pillole giallognole mentre i quattro spettri Akabei, Pinky, Aosuke e Guzuta (in Occidente Blinky, Pinky, Bashful e Clyde) fanno di tutto per riuscire a catturarlo e liberarsi della sua presenza indesiderata. Uno scenario, all’apparenza, indubbiamente fantasioso, creato all’epoca dal designer Tohru Iwatani per la sua casa produttrice di macchine da sala giochi, la Namco. Che tuttavia grazie a quanto qui dimostrato, sembrerebbe avere qualche cosa di più simile alla vita reale di quanto chiunque, tra i suoi estimatori, avrebbe mai pensato di affermare.
Il primo punto distintivo della scena è la sua straordinaria piccolezza: l’intero labirinto così ricreato misura in effetti appena un millimetro, e si trova ospitato su di un semplice vetrino da microscopio. Mentre i suoi diversi occupanti, come potrete facilmente desumere al primo sguardo, non raggiungono che una frazione di tale misura già considerata poco significativa. Ve ne sono, ad ogni modo, di tre tipi. Due pacifici ed uno straordinariamente vorace ed aggressivo. Ma andiamo con ordine: i più comuni, e rapidi, attori della scenetta sono dei normalissimi ciliati, micro-organismi unicellulari che si trovano nelle pozze o specchi d’acqua di ogni parte del mondo. Facilmente riconoscibili per l’approccio evolutivo assai particolare da loro selezionato per risolvere il problema della locomozione, ovvero l’impiego di un certo numero di flagelli di entità ridotta tutto attorno al loro corpo, caratterizzati da una forma più ondulata per facilitare il direzionamento della marcia verso il cibo, la compagna o il bisogno ancor più basilare di mettersi in fuga da un pericolo che incombe. Cosa che qui, dovranno fare molto presto e di frequente. Alcuni in effetti, non si capisce se scherzosamente o con assoluta sincerità, lamentano nei commenti la loro percezione dell’intera faccenda come una sorta di violenza sugli animali, per quanto insoliti, privi di colpe e meritevoli di un ulteriore senso di rispetto. Peccato soltanto che nessuna delle creature fin qui citate, in effetti, sia un animale.

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Orsi microscopici che sopravvivono in qualsiasi situazione

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Tardigrade

Mentre la neve cade lieve, l’aria di Natale si permea di uno Spirito che aleggia fra le gocce di condensa. Che si forma, inesorabilmente, al confine del gradiente di temperatura, tra il bianco fuori, e il mondo riscaldato dai termosifoni, dentro. È una novella di speranza e un sentimento di maestosa Pace: è nato, è nato, anche loro sono …Ritor-nati. Piccole zampette esploratrici, silenziose quanto onnipresenti. Forse per un gesto dalle profonde radici spirituali, oppure per il vezzo di un dicembre ormai trascorso in mezzo ai centri commerciali, sopra il tavolo del tuo salone hai costruito un modellino della scena, il palcoscenico di quel ricordo molto amato dall’umanità. Due ungulati sulla mangiatoia, un gruppo di pastori, la Sacra Famiglia e poi naturalmente, come potevano mancare? Tre Re Magi provenienti dal distante Oriente, latòri di regali che supportano l’allegoria. Tutto intorno, qualche figurazione antropomorfa dei mestieri che ti è capitato di acquistare. Fabbro, falegname, contadino e così via…. E poi magari, ti sei pure accontentato. Non tutti pensano in effetti, a quel solenne punto, di aggiungere al presepe un tocco vegetale. Il che è davvero un gran peccato; perché non esiste, a questo mondo, assai probabilmente, un modo più efficace a renderlo “vivente”. E non sto parlando di metafore o di pianticelle sradicate, sia chiaro. Perché esiste una creatura, che abita nel muschio, la quale spesso muore e poi ritorna nuovamente in vita. Non è un sacrilegio, ma la pura ed assoluta verità. Presenza che non attenderà nulla di meglio, col procedere dei lunghi anni sonnolenti, che essere raccolta dal distante sottobosco, mediante pinzette o vere dita indagatrici, quindi insacchettata e trasportata dentro ad una casa un dì d’inverno, tra i pupazzi. Dove attendere quell’aria appesantita, dal respiro e dal riscaldamento, che è un chiaro segnale di riprendere a cercare, allegramente, brulicare. Così mentre comete domestiche si accendono nelle diverse abitazioni, si ripete quel miracolo che porta al risveglio degli orsi d’acqua, al suono allegro di scampanellanti Jingle Bells.
Non mi risulta che la letteratura scientifica abbia notizia di allergia a queste creature lunghe circa la metà di un millimetro, concettualmente affini agli acari, per lo meno nella loro invisibile onnipresenza. Il che significa, inerentemente, che non possono far nulla per darci fastidio. Dunque, benvenuti sotto l’albero, piccini! Del resto, ne eravamo circondati. Dai deserti equatoriali all’Himalaya, dagli specchi lacustri ai parchi cittadini. Dalle fonti fino alle remote foci. Fino 25.000 in un singolo litro d’acqua, in pacata convivenza, nonché condivisione, di un mondo carico di cibo ed opportunità. Sono stati definiti a più riprese, soprattutto dai media d’intrattenimento scientifico alla costante ricerca di iperboli con basi d’oggettività: “Gli animali più resistenti del pianeta”. Un’associazione tipologica decisamente appropriata, quando si osserva come i tipici appartenenti al phylum dei tardigradi, lontanamente imparentati coi vermi nematodi, abbiano ben poco dell’aspetto stereotipico di un microbo ed invero, addirittura di un insetto. Tozzi e gonfi come un mammifero marino, suddivisi in quattro segmenti da due zampe l’uno, presentano un davanti e un dietro, piccoli occhi ed altri organi di senso (chemiorecettori, ciglia tattili sui fianchi). Hanno un sistema nervoso ed un cervello con multipli lobi, muscoli per muoversi e uno stomaco ed un ano…Non che il primo possa esistere, senza il secondo! Mancano invece di un cuore o dei polmoni, per il semplice fatto che sono talmente piccoli, da non necessitare di queste sofisticate cose. L’ossigeno semplicemente penetra i tre strati della loro pelle, affini a quelli del tipico verme parassita, irrorando facilmente ciascuna zona recondita del loro corpo. Ed in merito a questo, ecco un dato assai particolare: l’orso d’acqua, al momento in cui fuoriesce dal suo uovo, è già dotato del numero di cellule che avrà tutta la vita. Ovvero, fino a 40.000 unità biologiche interdipendenti, le quali con la crescita progressiva ed il raggiungimento dell’età adulta, tenderanno ad ingrossarsi, ma non si replicheranno mai, attraverso il metodo della mitosi o gli altri approcci di noi spaventevoli giganti. Il che, dopo tutto, è anche il punto di forza delle più studiate specie dei tardigradi, che secondo alcune osservazioni, potrebbero scegliere di vivere anche 200, 250 anni. A seconda del bisogno e della propria preferenza.

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