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Le zanne “high-tech” dei cobra sputatori

Un nuovo studio condotto da un team internazionale di ricercatori di varie università, tra cui la Sapienza Università di Roma, ha indagato la capacità di questi serpenti di difendersi dagli aggressori spruzzando veleno dalle proprie zanne fino a più di tre metri di distanza: la ricerca, pubblicata su Journal of Experimental Biology, ha dimostrato che tale abilità è dovuta alle peculiari caratteristiche morfologiche delle zanne più che alle proprietà fisiche del veleno.

Un rinkhals (Hemachatus haemachatus), serpente elapide imparentato con i “veri” cobra (genere Naja), nell’atto di sputare veleno. Photo credit: The Trustees of the Natural History Museum of London e Callum Mair

I cobra sono serpenti del genere Naja, che iniettano veleno altamente tossico nel corpo delle loro prede attraverso zanne specializzate, provviste di una scanalatura interna, che funzionano esattamente come una siringa ipodermica. Fra questi, ci sono i cobra “sputatori”, capaci di utilizzare il veleno non solo per predazione ma anche per difesa, spruzzandolo dalle loro zanne negli occhi dei loro aggressori, fino a più di 3 metri di distanza. L’effetto del veleno a contatto con gli occhi è devastante, causando dolore intenso e, nei casi più gravi, cecità.

Si pensava che questo comportamento unico avesse portato i cobra sputatori a evolvere un veleno con proprietà fluidodinamiche più adatte per essere proiettato a distanza. Oggi un nuovo studio a cui hanno collaborato ricercatori della Sapienza Università di Roma, pubblicato sulla rivista Journal of Experimental Biology, ha dimostrato invece che sono le caratteristiche morfologiche peculiari delle zanne dei cobra sputatori, come lo sbocco esterno del canale rivolto più anteriormente rispetto ai cobra non sputatori, a favorire il getto direzionabile del veleno.

La scoperta è di un giovane laureato del Dipartimento di Biologia e biotecnologie Charles Darwin della Sapienza, Ignazio Avella, vincitore di una borsa di studio del Journal of Experimental Biology e primo nome del lavoro condotto in collaborazione con Riccardo Castiglia, dello stesso Dipartimento, e ricercatori delle università di Porto (Portogallo), Sheffield (Inghilterra) e Bangor (Galles), e della Liverpool School of Tropical Medicine (Inghilterra).

cobra sputatori zanne
Cobra sputatore del Mozambico (Naja mossambica). Photo credit: Wolfgang Wüster

In particolare, per indagare le proprietà del flusso del veleno lungo le zanne, il team ha confrontato la viscosità dei veleni prodotti da 13 specie di cobra, sputatori e non sputatori, provenienti da tutto il mondo. Sorprendentemente, sebbene le zanne dei cobra sputatori siano risultate modificate per permettere al veleno di scorrere attraverso il canale interno più velocemente e con una pressione inferiore rispetto ai cobra non sputatori, non sembrano esserci differenze significative nelle proprietà fisiche dei veleni prodotti dalle due tipologie di cobra.

I ricercatori sono giunti anche ad altri risultati inaspettati. Rispetto a studi precedenti condotti su scala minore, che avevano ipotizzato che il veleno modificasse le sue proprietà in base ad altri fattori, come la velocità (comportandosi come un fluido pseudoplastico non Newtoniano), in questo lavoro è stato visto che i veleni si comportano invece come l’acqua, vale a dire come un normale fluido Newtoniano che non modifica le proprie proprietà, mettendo in discussione quanto riportato nei lavori precedenti.

Escluso quindi il ruolo del veleno, i risultati dello studio suggeriscono che la morfologia particolare delle zanne dei cobra sputatori contribuisce all’eiezione aerea del veleno più che le proprietà fisiche dello stesso.

Riferimenti:

Unexpected lack of specialisation in the flow properties of spitting cobra venom – Avella I., Barajas-Ledesma E., Casewell N. R., Harrison R. A., Rowley P. D., Crittenden E., Wüster W., Castiglia R., Holland C., van der Meijden A. (2021). Journal of Experimental Biology. doi:10.1242/jeb.229229

Testo dal Settore Ufficio stampa e comunicazione Sapienza Università di Roma

 

Nuovo modello epidemico da economisti di Ca’ Foscari e Cambridge 

COVID-19: MISURE ‘SOFT’ POSSONO EVITARE SECONDO PICCO

CONFERMA DA STUDIO CHE CONSIDERA I CASI ‘SOMMERSI’

In Lombardia e a Londra censita solo una minima parte dei casi.

Mascherine, distanze, igiene e isolamento degli infetti possono prevenire una nuova ondata di decessi

VENEZIA – Mascherine e distanziamento fisico possono sostituire il lockdown in modo efficace, scongiurando una seconda ondata dell’epidemia, in Lombardia come a Londra. Due economisti italiani sono giunti a questa conclusione considerando sia i dati ufficiali di contagi, guarigioni e decessi, sia i numeri, più difficili da stimare, dei casi non osservati (almeno il doppio di quelli censiti) e delle morti per Covid-19 non rilevate (il 35% in più del dato ufficiale in Lombardia, il 17% in più a Londra). Lo studio è stato pubblicato nei giorni scorsi su Covid Economics, una pubblicazione speciale del Centre for Economic Policy Research.

“Il modello epidemico che proponiamo è stimato in Lombardia e a Londra, due regioni particolarmente colpite dal virus – spiega Dario Palumbo, “Carlo Giannini” Fellow al Dipartimento di Economia dell’Università Ca’ Foscari di Venezia e coautore dello studio con Salvatore Lattanzio dell’Università di Cambridge – tiene conto anche degli stati non osservati e delle politiche sulla mobilità e prevede l’evoluzione della malattia in base a diverse politiche. Mostriamo come mitigare la probabilità di contagio con misure ‘soft’, riducendola fino al 20/40% rispetto a uno scenario senza misure, abbia effetti positivi paragonabili a quelli di un prolungamento del lockdown”.

Per i ricercatori, è evidente come le statistiche ufficiali abbiano sottostimato casi e decessi. Per questo, hanno elaborato un modello matematico che prevede quattro possibili stati delle persone rispetto all’epidemia (suscettibile, esposto, infetto e deceduto), ma introducendo per infetti, guariti e deceduti due tipologie: osservati e non osservati.

Alla fine del periodo su cui è stato testato il modello (9 aprile in Lombardia e 15 aprile per Londra), stimano che fossero stati contagiati il 5,7% dei lombardi e il 2% dei londinesi. Significa che i ‘non osservati’ sarebbero stati il doppio dei casi riportati dalle statistiche, che i guariti sarebbero stati tra le 20 e le 26 volte in più rispetto a quelli censiti e che il numero di decessi per Covid-19 sia stato sottovalutato del 35% in Lombardia e del 17% a Londra.

Grazie al modello, poi, gli economisti hanno calcolato scenari di progressivo riavvio della mobilità, ipotizzando una ripresa della circolazione delle persone fino al 75% del livello pre-pandemia.

Senza alcuna misura di contenimento, vediamo inevitabile un secondo picco dell’epidemia e una ripresa dei decessi – afferma Palumbo – tuttavia, agendo sulla probabilità di contagio il secondo picco diventa meno probabile. In particolare, riducendo tale probabilità del 40% in Lombardia e tra il 20 e il 30% a Londra, il bilancio delle vittime torna in linea con quello di un lockdown permanente”.

La rimozione delle restrizioni del lockdown, dimostra la ricerca, non implica una ripresa della curva epidemica in presenza di politiche attive che promuovono la riduzione della probabilità di infezione come distanziamento fisico, mascherine, migliore igiene e isolamento dei casi infetti.

“Non adottare queste misure di mitigazione – conclude Palumbo – significa rischiare un secondo picco anche in scenari in cui il lockdown viene allentato in modo molto graduale, come avvenuto in Italia”.

Il metodo

La novità dello studio sta anche nella metodologia sviluppata dai due economisti, che a un modello epidemiologico di tipo SEIRD (Susceptible-Infected-Exposed-Recovered-Dead) applica una tecnica statistica chiamata Kalman Filtering, che in modo dinamico adatta le stime correggendole per ogni punto nel tempo anche per i casi non osservati. L’alternativa, più comune, è assumere che i casi ‘sommersi’ siano una certa proporzione fissa degli osservati. Aggiustare questo calcolo nel tempo riduce l’incertezza dei risultati.

Lo studio: https://cepr.org/sites/default/files/news/CovidEconomics18.pdf#Paper1

COVID-19 soft mascherine distanziamento sociale
Foto di Mohamed Hassan

 

Testo dall’Ufficio Comunicazione e Promozione di Ateneo Università Ca’ Foscari Venezia

Cominciamo dando qualche dato fisico del secondo pianeta del sistema solare: Venere.

12103 km e 12742 km. Sono, rispettivamente, i valori dei diametri di Venere e Terra: come vedete, molto simili, ma le somiglianze terminano qua. L’asse di rotazione del pianeta è inclinato di 177°, ciò rende la rotazione di Venere retrograda: su Venere vedremmo sorgere il Sole a Ovest e tramontare ad Est! La rotazione del pianeta su se stesso è molto lenta: il giorno sidereo dura ben 243 giorni terrestri, ma, per via del moto retrogrado, il giorno solare è più corto: 117 giorni terrestri. Il periodo siderale (l’anno venusiano) conta 225 giorni terrestri. Su Venere è interessante anche riportare il valore di un altro dato, il periodo sinodico, ovvero il tempo che impiega il pianeta a ritornare nella stessa posizione rispetto al Sole per noi che lo osserviamo dalla Terra. Esso è di 584 giorni.

Un pianeta osservato da sempre

E proprio i 584 giorni del periodo sinodico di Venere li ritroviamo nel Codice di Dresda, uno dei documenti astronomici più importanti dell’antica civiltà Maya. Osservatori meticolosi del cielo, i Maya avevano calcolato con estrema precisione il moto celeste del pianeta; per loro Venere era una divinità di grande importanza, giocando un ruolo importante nelle vite materiali e spirituali: ad essa offrivano notevoli sacrifici. Anche per i Mexica, altro popolo mesoamericano, questo pianeta aveva un ruolo centralissimo: la leggenda narra che il potente Quetzalcoatl si buttò in una pira, divenendo parte del cielo e una divinità, Venere come stella del mattino, appunto. Nel Mar Mediterraneo, Venere era invece spesso associato ad una divinità femminile, Afrodite per gli antichi Greci, Venere per i Romani; il simbolo astronomico del pianeta è anche quello utilizzato per il sesso femminile; spesso lo si intende come una stilizzazione della mano della dea che regge uno specchio anche se non sarebbe quella la sua vera origine.

Venere è il pianeta più vicino alla Terra, dunque ben visibile nel nostro cielo. È perciò naturale che fosse un punto di riferimento importante per i popoli antichi. Per via della sua vicinanza al Sole, Venere si rende visibile in alcuni periodi dell’anno solo dopo il tramonto e in altri poco prima dell’alba. Questa dualità la ritroviamo presso i popoli antichi, che attribuirono due divinità differenti alle due apparizioni di Venere sin quando i pitagorici arrivarono a capire che le due manifestazioni erano riconducibili allo stesso oggetto celeste. Per esempio, secondo i Mexica, Quetzalcoatl era Venere mattutino, mentre il fratello Xolotl impersonificava Venere della sera. Similmente, presso i latini vi erano Lucifero e Vespero.

Il transito di Venere

Il fatto che Venere sia un pianeta interno dà origine a due fenomeni ben visibili dalla Terra:

  • Venere, come la Luna, ha le fasi. Lo sapeva bene Galileo Galilei, che fu il primo ad osservarle nel 1610.
  • Possiamo ammirarne il transito, ossia il passaggio del disco nero di Venere sulla superficie del Sole.

I transiti di Venere avvengono a coppie, distanziati di 8 anni; ogni coppia si ripresenta a intervalli di 121,5 e 105,5 anni (l’ultimo fu il 6 giugno del 2012 e il prossimo sarà l’11 dicembre 2117). Il grande astronomo Edmund Halley, nel 1691, calcolò le epoche dei successivi 29 transiti di Mercurio e Venere, sino al 2004. Purtroppo, il primo transito di Venere, secondo i suoi calcoli, sarebbe stato nel 1761, quando Halley avrebbe avuto quasi 105 anni… immaginate il suo dispiacere per non poter assistere all’evento!

Perché era così importante il transito di Venere? Secondo il metodo sviluppato da Halley stesso, osservando tale evento da due luoghi diversi (e possibilmente piuttosto distanti), si poteva determinare la distanza Terra-Sole.

Venere
Il transito di Venere nel 2004. Foto di Jan Herold/Klingon, CC BY-SA 3.0

Quando finalmente arrivò il tanto atteso transito, il 6 giugno 1761, le principali nazioni europee organizzarono importanti spedizioni scientifiche per l’osservazione. Fu un’impresa ardua: qualcuno perse la vita nel lungo viaggio in nave per via di naufragi o della guerra tra Francia e Inghilterra, qualcun altro rimase disperso e chi arrivò incolume a destinazione ebbe magari la sfortuna di trovare un cielo nuvoloso.

Alla fine, solo 120 astronomi riuscirono nell’impresa e poterono svolgere il calcolo di Halley, in maniera piuttosto imprecisa, trovando un valore compreso tra 123 e 157 milioni di km (il valore oggi accettato è pari a 149.57 milioni di km).

Un inferno affascinante

Venere
Cratere da impatto nella Lavinia Planitia di Venere. I colori non corrispondono a quelli reali. Foto NASA/JPL, in pubblico dominio

Ma com’è questo pianeta? La definizione più appropriata è “un inferno”. La temperatura media è di 460° C, l’atmosfera è “pesante” (la pressione è quella che potremmo sperimentare a 1000 m sott’acqua), tossica (il 96% è anidride carbonica) e corrosiva (sono presenti nuvole di anidride solforosa che generano piogge acide). La presenza di una spessa coltre di nubi che riflette la luce del Sole rende il pianeta molto brillante, ma ostacola l’osservazione della superficie. Solo nel 1990, con la sonda NASA Magellano, fu possibile vedere attraverso le dense nubi per scoprire un mondo per lo più pianeggiante, con pochissimi crateri da impatto e con più di 1500 vulcani.

L’esplorazione spaziale di Venere cominciò, però, molto prima. La Russia dedicò un intero programma al pianeta, cominciando nel 1961 con la sonda Venera 1. Per alcune delle sedici missioni Venera, era previsto anche un lander, ma, per via delle condizioni estreme del pianeta, la permanenza sul suolo venusiano fu molto breve. Fu il lander della Venera 13 a battere il record di durata, con ben 127 minuti!

Venere
Dalla Terra, Venere è sempre il più brillante dei pianeti del sistema solare. Foto Brocken Inaglory, CC BY-SA 3.0

Video a cura di Inter Nos: Silvia Giomi e Marco Merico