TUTTOSCIENZE 2 settembre 92


BIOLOGIA ARTIFICIALE Quei primi passi della vita Sul mistero delle origini indaga il computer
Autore: SCARUFFI PIERO

ARGOMENTI: BIOLOGIA, INFORMATICA, RICERCA SCIENTIFICA
NOMI: DARWIN CHARLES, MILTON RICHARD, HOLLAND JOHN, KOZA JOHN, RAY THOMAS , COHEN FRED
LUOGHI: ITALIA
NOTE: 037

COME è nata la vita sulla Terra? In che modo agiscono i meccanismi della selezione naturale individuati da Darwin e in questi giorni clamorosamente contestati dallo scienziato inglese Richard Milton nel saggio «I fatti della vita» ? Oltre ai biologi, oggi anche gli informatici cercano di rispondere a queste domande. Nei suoi ultimi anni, Von Neumann, considerato l' inventore del computer, si interessò al problema di costruire «automi» viventi e diede così origine alla disciplina della «vita artificiale», che ha come obiettivo appunto quello di creare forme di vita tramite processi non biologici. L' automa di Von Neumann era un software che si riproduceva ricostruendo se stesso secondo un codice scritto su un nastro e inserendo poi quel nastro nella copia così costruita in maniera tale che anche quella copia potesse a sua volta ricostruirsi: Von Neumann aveva scoperto il meccanismo del codice genetico prima dei biologi. Ciò che Von Neumann non poteva sapere era quali algoritmi madre natura utilizzi per far evolvere le specie: perché i figli non sono esattamente uguali ai genitori? I biologi oggi sanno che la «copia» viene eseguita con un certo numero di «errori», e che questi errori sono fondamentali per consentire alle specie di evolversi nel tempo. A trascrivere per il computer gli «algoritmi genetici» usati da madre natura è stato inizialmente John Holland. Il repertorio di algoritmi genetici è cresciuto al punto che oggi costituisce ormai una disciplina a sè stante. Naturalmente la regola fondamentale è quella di selezione: di ogni individuo viene misurato l' adattamento all' ambiente prima di decidere se applicargli o no gli algoritmi genetici; se non merita di sopravvivere, viene soppresso. Grazie al computer è possibile simulare rapidamente come si evolverebbe una popolazione di organismi per effetto di questi algoritmi genetici. Basta rappresentare l' organismo come una sequenza di zero e di uno e poi applicare alla popolazione di tali organismi gli algoritmi genetici di Holland. In pochi istanti il computer calcola il codice genetico di una nuova generazione, applica di nuovo gli algoritmi genetici, ottiene un' altra generazione e così via all' infinito. E' una prassi resa celebre dall' esperimento di Dawkins del 1987: partendo da una figura composta da un solo puntino sullo schermo, il sistema di Dawkins nel giro di pochi minuti generò una popolazione di «biomorfismi» che assomigliavano in maniera impressionante a degli insetti. Dawkins dimostrò così che, per generare un organismo complesso come la mosca, madre natura non dovette poi lavorare tanto. Fin qui si trattava solo di far emergere forme complicate a partire da forme semplici. Ma due anni fa all' Università di Stanford un giovane ricercatore di nome John Koza annunciò di aver provato a far evolvere una popolazione di programmi molto semplici immersi in un «ambiente» in cui c' era un problema da risolvere per poter sopravvivere. Risultato: la popolazione si evolse fino a dar vita (letteralmente) a un programma che risolveva magnificamente quel problema. Oggi Koza ha per le mani un sistema che potrebbe valere miliardi: il suo obiettivo è di realizzare un computer che si programmi da solo, appunto «adattandosi» per sopravvivere al problema da risolvere. Sarebbe la fine dei programmatori e sarebbe una rivoluzione per l' intero mondo dell' informatica. L' anno scorso il biologo Thomas Ray (dell' Istituto di Santa Fè in New Mexico) fece notizia con un sistema simile. Ray aveva innanzitutto costruito un mondo artificiale, chiamato Tierra, in cui le risorse «naturali» sono quelle del computer (lo spazio di memoria, per esempio), e poi vi aveva immesso una «creatura» (un programma) di 80 istruzioni in un certo numero di esemplari. L' applicazione ricorsiva degli algoritmi genetici aveva presto dato origine a nuove creature, dal comportamento estremamente curioso: sempre più semplici e sempre più efficaci nel competere per le risorse del computer. Ray si rese conto quasi subito di aver costruito in un computer quelli che comunemente chiamiamo «parassiti». La grande novità del sistema di Ray non stava nell' aver simulato la selezione ma nell' averlo fatto sulla base di risorse «naturali». I sistemi di Holland e Dawkins richiedevano che qualcuno definisse una funzione matematica per misurare il grado di adattamento di un organismo. Nel caso di Ray quella funzione è implicita nel sistema stesso: se la creatura vuole sopravvivere, deve lottare con le altre per le risorse del computer. Proprio come in natura. I virtuosi dei parassiti sono gli anonimi creatori dei virus di computer, di cui tanto si è parlato in questi anni. Un «virus» è un programma in grado di riprodursi e trasmettersi da una macchina all' altra. L' inventore è Fred Cohen, il programmatore più temuto d' America. Fu lui nel 1985 a immettere il primo virus nella rete di computer della University of South California, di cui era studente. Da allora sono comparsi migliaia di virus, tutti ispirati alla «vita artificiale» Cohen, dal canto suo, continua a fare ricerche sui virus, benché sia stato diffidato dalle autorità accademiche e giuridiche. Seguendo il pensiero del biologo Hamilton, Cohen è convinto che i parassiti siano importanti per l' evoluzione delle specie: senza i parassiti le specie sarebbero più deboli. E' dalla competizione con i parassiti che l' evoluzione deriva gran parte della sua efficienza. Cohen ha annunciato risultati importanti in questo campo, ma è penalizzato dalla sua fama di terrorista. Dall' anno scorso si sono moltiplicati gli annunci di altri «mondi» artificiali, costruiti tramite il computer, nei quali «creature artificiali» riescono a moltiplicarsi ed evolversi secondo leggi biologiche. Gran parte di queste ricerche erano state compiute originariamente prima di quella di Ray, ma sono state portate alla ribalta soltanto dallo scalpore suscitato da Tierra. Per esempio tre anni fa David Jefferson, alla Ucla di Los Angeles, aveva costruito su una Connection Machine (il calcolatore più potente del mondo) un mondo di formiche artificiali (per l' esattezza 16. 384 formicai per un totale di oltre due milioni di formiche) che con il tempo hanno imparato il percorso ideale per arrivare al cibo e tornare al proprio formicaio. Ormai si parla apertamente di «flora» e «fauna» artificiali e certamente vedremo moltiplicarsi i «mondi» in grado di produrre vegetali e animali artificiali. Il primo a stabilire una correlazione con le reti neurali (cioè con il modo in cui sono fatti i cervelli degli animali) è stato David Ackley, ai laboratori di ricerca della Bellcore. Il suo mondo è popolato di agenti che sono dotati di una rete neurale e grazie a questa riescono ad imparare. L' esperimento è particolarmente interessante perché il risultato ottenuto da Ackley contraddice Mendel: i suoi automi sembrano ereditare (a livello di popolazione) le nozioni apprese dalle generazioni precedenti. Se fosse davvero possibile costruire degli organismi in grado di ereditare i caratteri acquisiti, non solo si vendicherebbe la memoria di Lamarck, ma quegli organismi avrebbero un vantaggio evolutivo enorme sugli organismi attuali. Pensate come sarebbe più facile la vita se appena nati avessimo già la formazione universitaria dei nostri genitori] Nel frattempo Ray ha messo a punto la versione 3. 1 di Tierra. Questa versione, come le precedenti, è disponibile a tutti coloro che ne facciano richiesta tramite computer. Chiunque abbia una macchina Dos può installare Tierra, scegliere la popolazione iniziale e godersi lo spettacolo di queste «creature» che si evolvono spontaneamente. Ray ha anche organizzato una sorta di tavola rotonda permanente nella quale gli utenti del suo sistema si scambiano opinioni e risultati. Guardando questi organismi crescere ed evolversi sullo schermo di un computer viene istintivo domandarsi: ma è vita questa? Il confine diventa sempre più labile. Per i critici e gli scettici è sempre più difficile distinguere un virus di computer da un virus dell' influenza e presto avremo insetti artificiali in grado di competere con insetti reali. Cosa manca a questi organismi per essere considerati «vivi» ? Soltanto la materia di cui sono fatti ci consente di dubitare. Ma come ha fatto notare Hans Moracev nel suo recente libro «Mind Children», forse il futuro sarà proprio di organismi fatti di silicio invece che di carbonio, per la semplice ragione che i primi potrebbero rivelarsi più efficienti dei secondi. E di una cosa siamo ormai certi: la selezione naturale non guarda in faccia nessuno. Piero Scaruffi


Esami per Darwin Nuove specie, evoluzione in provetta
Autore: BIANUCCI PIERO

ARGOMENTI: BIOLOGIA, RICERCA SCIENTIFICA
NOMI: DARWIN CHARLES, BEAUNDRY AMBER, JOYCE GERALD
ORGANIZZAZIONI: SCRIPPS RESEARCH INSTITUTE
LUOGHI: ITALIA
NOTE: 037

IN una giungla vergine del Vietnam una spedizione del Wwf ha appena scoperto una nuova specie di mammifero: in attesa del battesimo scientifico viene indicata con l' appellativo di «capra della foresta» assegnatole dagli indigeni. Su uno degli ultimi numeri di «Science» due chimici americani Amber Beaundry e Gerald Joyce dello Scripps Research Institute di La Jolla, California per la prima volta hanno riprodotto in laboratorio il fenomeno dell' evoluzione che, in quasi quattro miliardi di anni, ha portato dal «brodo primordiale» alle forme di vita più evolute: inducendo un processo di mutazione e di selezione su dieci generazioni di ribozimi, sono riusciti a ottenere un ribozima che permetterà agli ingegneri genetici di tagliare il Dna con un' efficienza cento volte maggiore. Ancora: come riferiamo nell' altro articolo di questa pagina, studiosi di informatica cercano di riprodurre nei computer una forma di evoluzione non biologica. Insomma, una «vita artificiale». E ciò proprio mentre in Inghilterra il biologo Richard Milton pubblica un libro bomba che confuta la teoria dell' evoluzione di Darwin. Sono notizie che, da angoli diversi, ci riconducono al mistero centrale dell' origine della vita e della straordinaria varietà di forme che essa è riuscita a esprimere nel corso dell' evoluzione. La scoperta di una nuova specie di mammifero è in sè piuttosto eccezionale. I mammiferi sono una piccola minoranza nel mondo animale. Se ne sono classificati circa quattromila su un milione e 400. 000 specie note in zoologia. Se ancora oggi è possibile che qualche mammifero sia sfuggito all' inventario, immaginiamo quanto rimane da scoprire negli altri domini biologici, dal momento che è incertissima persino la stima del numero delle specie viventi: si va da 5 a 30 milioni. La dichiarazione della Conferenza di Rio sulla protezione della diversità biologica mira appunto alla tutela di questo patrimonio in gran parte ancora inesplorato. L' esperimento di «evoluzione forzata» in laboratorio e le ricerche sulla «vita artificiale» fanno sperare che si avvicini il giorno in cui comprenderemo come siano apparse le prime forme viventi 3, 8 miliardi di anni fa e come poi si sia giunti alla grandiosa varietà attuale. Per Darwin sarà un altro esame. La strada da percorrere è certo ancora lunga: non dimentichiamo che per fare un virus, al confine tra vivente e non vivente, «bastano» cinquemila istruzioni genetiche, ma ne occorrono tre milioni per fabbricare un batterio, e tre miliardi per costruire un uomo. Piero Bianucci


RICERCHE SUL GRAN SASSO La lezione dei raggi cosmici Scoperti 80 anni fa, continuano a stupire
Autore: GADIOLI ETTORE

ARGOMENTI: ASTRONOMIA, RICERCA SCIENTIFICA
NOMI: HESS VICTOR
LUOGHI: ITALIA
NOTE: 038

Poco più di 80 anni fa, il 7 agosto 1912, Victor Hess compiva una ascensione in pallone ad Aussig, in Germania. Hess scoprì così che la ionizzazione dell' aria prima decresce lentamente all' aumentare della quota, ma poi ricomincia ad aumentare a partire da circa 800 metri sul livello del mare fino alla quota massima da lui raggiunta di 5350 metri. Hess riassumeva i risultati delle sue osservazioni dicendo che essi si accordavano con l' ipotesi che «una radiazione di alto potere penetrante entri dall' alto nell' atmosfera». Era la scoperta dei raggi cosmici, particelle di alta energia che, venendo ogni direzione a velocità che possono avvicinarsi a quella della luce, investono continuamente la Terra. Lo studio dei raggi cosmici ha portato a scoperte di grande importanza sulle particelle subatomiche che costituiscono la materia. Limitandoci alle maggiori possiamo ricordare la scoperta fatta da Anderson nel 1932 dell' elettrone positivo (o positrone) con massa uguale e carica opposta a quella dell' elettrone, di cui è l' antiparticella; la scoperta del ruolo fondamentale della perdita di energia degli elettroni per emissione di radiazione elettromagnetica quando interagiscono con la materia fatta da Bethe e Heitler nel 1934, e della produzione di coppie elettrone positrone da parte di radiazione elettromagnetica (fotoni) di altissima energia; la scoperta del leptone mu (o muone) che costituisce la componente penetrante dei raggi cosmici a livello del mare, capace di superare centinaia di metri di roccia, fatta da Street e Stevenson nel 1937; del mesone pi (o pione) responsabile del legame tra neutroni e protoni nel nucleo, fatta da Lattes, Occhialini e Powell nel 1947; la scoperta dei primi mesoni e barioni «strani» fatta da Rochester e Butler nel 1947 e dal gruppo di Powell nel 1949. I contributi degli scienziati italiani allo studio dei raggi cosmici sono stati fondamentali: ricordiamo quelli di Bruno Rossi, Giuseppe Occhialini, Marcello Conversi, Ettore Pancini e Oreste Piccioni. Gli studi sui raggi cosmici ebbero una flessione alla fine degli Anni 50 per la costruzione degli acceleratori di particelle che permettevano di ottenere in laboratorio, con intensità enormemente maggiori, quelle particelle subatomiche che già si erano scoperte studiando i raggi cosmici e moltissime altre Tuttavia le ricerche sono proseguite con enormi attrezzature al suolo per l' osservazione di sciami di raggi cosmici in tutte le parti del mondo. Tra i dispositivi di questo tipo di funzione c' è l' E A S Top a Campo Imperatore sul Gran Sasso collegato al grande rivelatore Macro nel laboratorio sotterraneo, e tra quelli in costruzione o in fase di progettazione il rivelatore Kascade del centro di ricerche di Karlsruhe in Germania, che avrà un' area di 50. 000 mq e sarà costituito da 316 stazioni di rilevamento ciascuna con un' area di circa 3 mq, per la rivelazione di elettroni, fotoni e muoni e da un grande calorimetro per protoni, neutroni e nuclei di atomi con massa minore o eguale a quella del ferro, e il progetto Singao, che sorgerà a Castelgrande (Potenza) frutto di una collaborazione tra 8 università del Centro Sud e si estenderà su 3 Km quadrati con un' area di rivelazione di 10. 000 metri quadrati. Questi dispositivi sono costruiti per osservare i fasci estesi che raggi cosmici di energia molto alta creano quando colpiscono i nuclei degli atomi costituenti l' atmosfera. L' interazione di un raggio cosmico primario con uno di questi nuclei crea un gran numero di particelle di energia minore, ma pur sempre molto elevata. Tali particelle, interagendo con altri nuclei, formano un numero via via crescente di altre particelle. Alle quote più basse la maggior parte delle particelle dello sciame sono fotoni, elettroni e muoni. Questi ultimi possono avere energie così alte da attraversare metri di piombo o centinaia di metri di roccia. Il numero delle particelle del fascio, quando raggiungono il suolo, può essere di decine o anche centinaia di miliardi e esse possono essere distribuite entro un cerchio del raggio di centinaia di metri attorno alla direzione del raggio primario. Le stazioni di rilevamento possono misurare l' energia delle particelle del fascio e la rilevazione di molte particelle che raggiungono gli strumenti di misura entro un tempo prefissato (dell' ordine di un milionesimo di secondo) identifica un singolo evento in cui, dall' energia depositata in ogni stazione si risale all' energia del raggio primario e dalla distribuzione spaziale delle particelle e dalle differenze tra i tempi di arrivo nelle singole stazioni si determina la direzione del fascio primario con una precisione che può essere di alcuni decimi di grado. Questi dispositivi sono quindi, in un certo senso, enormi telescopi per raggi cosmici che si aggiungono ai telescopi che rivelano la radiazione elettromagnetica emessa dai corpi celesti, dalla luce visibile ai raggi gamma. L' energia dei raggi cosmici primari può essere incredibilmente grande: assai maggiore di quella delle particelle prodotte dai più potenti acceleratori costruiti fino ad ora e di quelli progettati. Per molti anni il primato fu detenuto da un raggio cosmico con energia di circa 10 Joule che diede origine, a un' altitudine di 1700 metri vicino ad Albuquerque nel Nuovo Messico, a un fascio di circa 30 miliardi di particelle. Questo fascio esteso venne osservato nel 1960 dall' americano John Lindsay e dall' italiano Livio Scarsi. Un' energia di 10 Joule è sufficiente per sollevare un corpo con una massa di 1 kg a un' altezza di 1 metro e una particella subatomica di tale energia non può che essere stata prodotta in un evento di inimmaginabile potenza e/o essere stata accelerata da un meccanismo ancora sconosciuto nel suo moto nello spazio galattico e/o extragalattico. Tuttavia l' energia di questo eccezionale raggio cosmico è solo 1/65 dell' energia (640 Joule) di un raggio cosmico osservato da Suga nel 1970. Un altro dato per giudicare l' importanza di questi studi è questo: l' energia globale stimata dei raggi cosmici di alta energia è una parte notevole dell' energia totale dell' universo, pari a quasi il doppio dell' energia luminosa emanata da tutte le stelle dell' universo. Tra gli obiettivi dello studio dei raggi cosmici vi sono: 1) La determinazione della distribuzione in energia e della natura dei raggi cosmici primari ultraenergetici. Oggi si conosce abbastanza bene la costituzione dei raggi cosmici di bassa energia: circa il 50% protoni, 25% particelle alfa (nuclei di elio), 13% nuclei di carbonio, azoto e ossigeno, il 12% nuclei di massa maggiore (fino al ferro circa). Alcuni esperimenti sembrano indicare che la percentuale di nuclei più pesanti aumenta all' aumentare della loro energia. A partire da una data energia, la percentuale di nuclei di ferro potrebbe superare quella dei nuclei di carbonio. La diminuzione percentuale di raggi cosmici di bassa carica elettrica potrebbe indicare una loro origine galattica, dato che i raggi cosmici di grande energia e bassa carica prodotti nella zona centrale della nostra galassia tendono a sfuggire nello spazio intergalattico. Raggi cosmici di carica più elevata possono invece venir intrappolati dal campo magnetico galattico e quindi raggiungere il sistema solare posto sul disco galattico a circa due terzi dal centro. 2) Lo studio dell' interazione dei raggi cosmici con i nuclei dell' atmosfera terrestre, volto in particolare a ottenere informazioni sulla struttura interna delle particelle prodotte nelle interazioni. 3) Lo studio della propagazione nello spazio galattico ed intergalattico che può modificare i valori originari della direzione, energia e natura di un raggio cosmico. 4) La scoperta di eventuali sorgenti puntiformi capaci di produrre raggi cosmici ultraenergetici. 5) La rivelazione dell' eventuale correlazione tra l' emissione di raggi cosmici e l' emissione di radiazione elettromagnetica, neutrini, onde gravitazionali in eventi come l' esplosione di una supernova. Ettore Gadioli Università di Milano


BOSCHI IN FIAMME Sardegna, a fine settembre 30 occhi elettronici per prevenire gli incendi
Autore: LENTINI FRANCESCO

ARGOMENTI: ECOLOGIA, INCIDENTI, INCENDI, TECNOLOGIA, STATISTICHE
ORGANIZZAZIONI: ALENIA
LUOGHI: ITALIA
TABELLE: T Numero di incendi boschivi e superifcie delle regioni in Italia. Mappa regionale aggiornata al 15/06/1992
NOTE: 038

ENTRO la fine dell' estate trenta paia di «occhi elettronici» scruteranno le zone più impervie della Sardegna. Poi toccherà alla Liguria e a quelle regioni che ogni anno, a causa degli incendi, perdono da 1000 a più di 3000 ettari di bosco (succede in Piemonte Lombardia, Toscana, Campania e Calabria). E' un progetto varato tre anni fa dalla Alenia, società nata dalla fusione tra Aeritalia e Selenia. Ora siamo alla fase operativa. Il sistema che sta per entrare in funzione, denominato «Sri 10», è costituito da un insieme di torrette collegate con un centro operativo. Ogni torretta è una specie di robot capace di individuare un focolaio di soli 6 metri quadrati a una distanza di 10 chilometri. Per fare ciò vi sono due «occhi»: una telecamera e un elemento sensibile all' infrarosso. Quest' ultimo rileva il minimo aumento di radiazioni termiche e fa scattare l' allarme al centro di controllo locale. L ' operatore osserva ciò che sta accadendo attraverso la telecamera mentre su un altro monitor visualizza la carta topografica della zona. A questo punto un computer elabora i dati relativi alla situazione meteorologica (tasso di umidità, temperatura, velocità del vento), li integra con le informazioni provenienti da un data base territoriale (morfologia del terreo, natura della vegetazione) ed effettua una serie di proiezioni sull' evolversi dell' incendio. Questa è forse la parte più innovativa dell' intero progetto: come in un video game è possibile vedere quello che succederà e programmare di conseguenza gli interventi. Infatti i centri operativi locali sono collegati in tempo reale con i centri provinciali (in Sardegna ne sono previsti 10), i quali sono a loro volta collegati con un centro regionale. Se l' incendio assume proporzioni notevoli si attiva l' ultimo livello del sistema, che è il Centro Nazionale della Protezione Civile. E' evidente che un' efficace opera di spegnimento può essere effettuata solo con l' impiego di mezzi aerei. Tuttavia ancora oggi il Corpo Forestale dello Stato si serve di vedette che guidano gli aerei e gli elicotteri con «riporto a voce» (comunicazione radio isofrequenza) Per esempio la Calabria, una delle regioni più colpite dal fenomeno degli incendi dolosi, dispone di una rete radio composta da oltre 1000 «centri di ascolto» e 14 ponti ripetitori (tutti funzionanti in gamma Vhf/Uhf). Sono questi ultimi il fattore più critico, in quanto un eventuale guasto blocca il coordinamento a livello provinciale e genera il caos a livello regionale. Sono problemi che un miscuglio di hardware, software e telematica può risolvere in modo brillante. Senza contare che quella piccola telecamera piazzata in alta montagna può risolvere la questione più «scottante» di tutte: quel 68, 4 per cento di incendi causati dalla colpevole mano dell' uomo. Francesco Lentini


DAVANTI A LOSANNA Enigmatiche dune mobili sul fondo del Lago di Ginevra scoperte da Jacques Piccard
Autore: SEMINO PIETRO

ARGOMENTI: GEOGRAFIA E GEOFISICA
NOMI: PICCARD JACQUES
LUOGHI: ESTERO, SVIZZERA, GINEVRA
NOTE: 038

DUNE misteriose e in continua evoluzione sono state scoperte da Jacques Piccard sul fondo del Lago di Ginevra a una profondità di 140 metri davanti a Losanna. L' oceanografo sta ora tracciandone una mappa. Un quadrato d' acciaio di due metri per due gli serve per controllare posizione e mobilità delle dune, che si presentano come piccoli cumuli di materiali minuti. Dagli oblò in plexiglas del suo mini sommergibile «Forel», qualche tempo fa Piccard notò, a partire da un centinaio di metri di profondità, «dossi» insoliti, perché tutti uguali, come se fossero stati fatti con uno stampo o con un arnese di 50 centimetri per 50. Prima di quell' immersione fortuita, dune del genere non ne aveva mai viste. Spuntate forse dall' oggi al domani come oscuri segnali di mutamenti geologici, le dune sommerse di Losanna coprono attualmente una superficie di diversi chilometri quadrati di pianori sprofondati sotto le acque del Lemano, un lago che è sempre stato teatro di fenomeni difficilmente spiegabili. Il più grande specchio d' acqua dolce dell' Europa centrale (è lungo oltre 70 chilometri e largo 15), frutto del gioco alterno delle epoche glaciali, già noto per certe variazioni del livello dell' acqua forse collegabili a oscillazioni della pressione atmosferica, è oggi sotto osservazione in seguito alla singolare scoperta di Piccard. Lo scienziato svizzero, figlio del grande Auguste realizzatore di batiscafi con i «Fonds Nationals de la Recherche Scientifique» e dell' aerostato costituito da una sfera di alluminio scende e ridiscende sui fondali del lago a intervalli programmati. Ogni tre mesi, con il pilota Thiebaud, Jacques Piccard punta sul quadrato artificiale e per un paio d' ore osserva, misura, studia quelle dune che si spostano in continuazione come animate da una forza misteriosa. In quella polvere minutissima ha già rilevato polveri vulcaniche liberate dal Pinatubo nel ' 91 e contaminanti dalla nube radioattiva di Cernobil. Le dune sommerse di Losanna potrebbero essere sospinte da un impercettibile alito di corrente che agisce sul fondo del lago. Ma è solo una supposizione e su questa ipotesi per adesso Piccard preferisce non pronunciarsi. Complessivamente il «Forel», che dispone di tre posti e può raggiungere una profondità di 500 metri, ha già compiuto più di mille immersioni in 11 laghi europei e nel Mediterraneo. Il minisommergibile, lungo 7 metri e mezzo, pesante 11 tonnellate, spinto da un motore elettrico da 13 cavalli, ha un' autonomia di otto ore, prolungabile fino a cinque giorni in caso di emergenza. Pietro Semino


CONFLITTO GENITORI FIGLI Stà qui che mi servi] I gruccioni angariati perché badino ai fratelli
Autore: BOZZI MARIA LUISA

ARGOMENTI: ETOLOGIA, ANIMALI
NOMI: AMLEN STEPHEN
LUOGHI: ITALIA
NOTE: 039

NON di solo amore è fatto il rapporto fra genitori e figli. Esiste anche una notevole conflittualità: lo dimostrano i gruccioni africani Merops bullockoides, dove il vecchio padre sottopone a vessazioni continue i figli maschi intenti a farsi una nuova famiglia, obbligandoli a tornare a casa. Il conflitto genitori figli non è quindi prerogativa esclusiva della nostra specie, dove presenta la complessità messa in luce dalla psicoanalisi, ma risulta evidente anche nel comportamento di molti altri animali. In genere si esprime in questo modo: i figli tendono a ritardare il momento di andasene da soli per il mondo per continuare a godere del cibo e della protezione offerti dai genitori; mentre questi incoraggiano con modi rudi i figli ormai grandi a levarsi di torno, onde dare alla luce nuova prole e garantirsi così una lunga discendenza genetica nelle generazioni successive. Quando invece i figli più grandi danno una mano a casa ad allevare i fratelli più piccoli, il conflitto si manifesta con modalità opposte: i genitori li trattengono presso di sè il più a lungo possibile, anche quando i figli manifestano l' intenzione di mettere su famiglia per conto proprio. Cosa che succede appunto nei gruccioni. Questi piccoli uccelli dal piumaggio sgargiante verdeazzurro giallo e nero, instancabili cacciatori in volo di insetti e in special modo di api e di vespe, hanno una struttura sociale piuttosta complessa. Più coppie (fino a formare una comunità di 200 individui) costruiscono il nido le une vicine alle altre su una scarpata sabbiosa. Maschio e femmina, alternandosi nel lavoro, scavano un cunicolo largo appena 5 centimetri (quanto un adulto) e lungo più di un metro, che termina in una camera di cova. Nonostante la fatica, la coppia mantiene saldo il legame coniugale con attenzioni reciproche: il maschio spesso si interrompe per procedere veloce alla cattura di un insetto da offrire in dono alla compagna, che di rimando accondiscende all' accoppiamento. La coppia alla fine è allietata dalla nascita di 5 6 figli: mentre le femmine a due anni abbandonano il nido paterno per unirsi alla famiglia del proprio sposo, i maschi rimangono a casa oltre la maggiore età con il compito di baby sitter nei confronti dei fratelli più piccoli. Si forma così una sorta di clan famigliare di tipo patriarcale, dove il maschio più anziano, che in genere è il padre, è dominante. Ogni clan possiede un territorio stabile che comprende i luoghi di approvvigionamento del cibo e il nido. Il conflitto genitori figli è stato documentato da Stephen T. Emlen (Nature, 26 marzo 1992) in una comunità di gruccioni nel parco del lago Nakuru in Kenya. Durante la stagione riproduttiva il ricercatore aveva osservato che alcune coppie non andavano oltre i primi approcci perché erano vittime di vessazioni continue da parte di altri individui della stessa colonia. Uno studio più attento mise in evidenza che l' autore delle molestie nella maggior parte dei casi era il padre, oppure, in second' ordine, la madre o i fratelli, il nonno o i nipoti dello sposo. Le azioni di disturbo erano molteplici e ben mirate. Il parente inopportuno sottoponeva il malcapitato a ripetuti inseguimenti aggressivi, oppure, quando questi si prensentava alla sua bella con il dono nuziale, si interponeva chiedendo di essere imboccato al posto suo; oppure si piazzava sull' entrata del nido impedendo di fatto alla coppia di accedere alla camera di incubazione; oppure ancora disturbava gli sposi in procinto di deporre le uova o di covarle con ripetute visite accompagnate da richieste di cibo e vocalizzi. L' operazione di disturbo aveva il maggiore successo, e cioè si risolveva nel ritorno in famiglia del giovane frustrato nei suoi progetti matrimoniali, quando era portata a termine dal padre, che si imponeva sul figlio con tutta l' autorità derivantegli dal rango di maschio più anziano. Il suo comportamento trova spiegazione nel fatto che nei nidi con aiutanti il numero di nidiacei che sopravvive fino all' involo è maggiore che non in quelli dove la coppia non ha aiuto. Garantendosi «una mano» in più il padre si assicura un maggiore successo riproduttivo. Ma perché il figlio non si ribella e torna a casa? Anche a lui la collaborazione assicura una maggiore possibilità di affermarsi geneticamente nella popolazione in cui vive, seppure in modo indiretto, attraverso i fratelli con cui condivide il 50% dei geni. Senza aiuto, non otterrebbe probabilmente altrettanto, se tentasse di mettere al mondo figli propri. Intanto il tempo passa e ribalta le situazioni. Ricevono maggiori molestie i maschi di appena un anno di età e con i genitori ancora in fase riproduttiva nella stessa colonia; ma raggiunta la veneranda età di tre anni un maschio di gruccione è praticamente immune dalle azioni di disturbo. Anzi può ricorrervi egli stesso per reclutare baby sitter alla sua nuova famiglia, magari sottopenendo a vessazioni un fratello più piccolo Maria Luisa Bozzi


DELFINI Viaggi in comitiva Almeno duemila individui, nei banchi che si spostano al largo della California I risultati di una ricerca dall' alto, con fotografie scattate dall' elicottero
Autore: MARCHIONNE ALESSANDRA

ARGOMENTI: ZOOLOGIA, ANIMALI, RICERCA SCIENTIFICA, FOTOGRAFIA
NOMI: SCOTT MICHAEL, PERRYMAN WAYNE
LUOGHI: ITALIA
NOTE: 039

NON più navi e barche per osservare i delfini. Oggi Macheal Scott e Wayne Perryman, due ricercatori della Nmfs Southwest Fisheries Center di San Diego, California, lavorano con l' elicottero. I due scienziati hanno introdotto un sistema che rivoluziona i vecchi metodi di ricerca, avvalendosi di fotografie prese dall' alto che ritraggono intere aggregazioni di delfini. Fissando un apparecchio fotografico sotto l' abitacolo dell' elicottero, Scott e Perryman hanno catturato immagini inconsuete di questi cetacei, finora studiati solo singolarmente o in piccoli gruppi. La loro la ricerca è stata impostata su parametri completamente diversi da quelli: non pochi animali per un periodo lungo, ma interi gruppi per tempi brevi. Con questo sistema è possibile calcolare, con un piccolo margine di errore, il numero, la lughezza e la disposizione degli esemplari nel banco e conoscere le abitudini e i comportamenti dei delfini che vivono in mare aperto. Usando pellicole capaci di filtrare i riflessi di luce sull' acqua, Scott e Perryman hanno realizzato numerosi grafici dei banchi che vivono lungo la costa californiana, sconfessando alcune teorie. Al contrario di quanto era stato ipotizzato precedentemente, ad esempio, non è per essere difesi meglio da eventuali attacchi che i piccoli nuotano al centro del banco, in quanto statisticamente non esiste una posizione ideale. Questo discorso vale anche per i maschi adulti, un tempo considerati i responsabili della sicurezza degli altri animali. Scott e Perryman hanno invece notato che nel mondo dei delfini la distanza tra un esemplare e l' altro, in mare aperto, è fondamentale in quanto fornisce un considerevole numero di informazioni impossibili da isolare osservando i delfini in cattività, dove il comportamento cambia per a causa della mancata lotta per il cibo e la difesa. Con il loro sistema di rilevamento fotografico, ad esempio, sono riusciti a stabilire l' età dello svezzamento dei piccoli: mettendo in relazione la lunghezza di due esemplari con la distanza che li separa all' interno del banco, Scott e Perryman hanno calcolato che mediamente animali inferiori a 1 metro e 56 centimetri nuotano a meno di un metro da un adulto, presumibilmente la madre. Se non è stato possibile specificare l' età dell' indipendenza, Scott e Perryman hanno però potuto stabilire un parametro che rappresenta un punto fermo per tracciare la storia delle abitudini di questi animali. Il loro non è un lavoro semplice, anche perché solo per scattare le fotografie vengono usati mille accorgimenti; al momento di sorvolare il banco, infatti, se gli animali si dividono, spaventati dal rumore, il pilota deve aspettare che il gruppo torni assieme. Per fare i rilevamenti non solo si deve uscire la mattina presto, ma per evitare i riflessi di luce sull' acqua l' angolazione dell' obiettivo rispetto al sole dev' essere assolutamente quella corretta. Naturalmente il macchinario che Scott e Perryman usano è di prima scelta, dono dell' esercito americano, ed è dotato del sistema di compensazione del movimento (Imc) che permette alla pellicola di cogliere l' immagine come se il soggetto non si muovesse. Una volta sviluppate le fotografie, subentra la fase del vaglio e dello scarto di quelle che non ritraggono il banco per intero. Le fotografie soddisfacenti, invece, vengono ingrandite di 12 volte, e poi si cerca di individuare e contare gli animali presenti. Questo è un compito difficile, perché i gruppi osservati solitamente da Scott e Perryman sono aggregazioni di circa duemila esemplari. Il compito più arduo, però, è quello di calcolare la lunghezza dei delfini in quanto molto spesso sono ritratti mentre saltano, quindi durante una flessione che non permette, a chi guarda dall' alto, di individuare la lunghezza esatta dell'animale. Per risolvere questo inconveniente, Scott e Perryman hanno studiato la massima estensione e le diverse angolature di una carcassa di delfino per poter addirittura creare una formula matematica che dia la misura reale dell' animale fotografato durante un salto. Scott e Perryman sono convinti che dall' integrazione delle loro osservazioni aeree con i dati raccolti da terra con il sistema classico si possa giungere a una conoscenza più completa di questo meraviglioso mondo. Il loro prossimo obiettivo riguarda i motivi della strana aggregazione in banchi di delfini e tonni. Alessandra Marchionne


CICLI ECOLOGICI Vacche sacre dell' India Ma chi l' ha detto che sono un inutile peso? I rifiuti domestici alimentano i bovini e i loro escrementi scaldano le case
Autore: MORETTI MARCO

ARGOMENTI: ANTROPOLOGIA E ETNOLOGIA, ANIMALI, CULTURA
LUOGHI: ESTERO, INDIA
NOTE: 039

VAGA lentamente nella strada, poi s' avvicina a un banchetto di fiori e, sfruttando la distrazione del venditore, comincia a mangiarsi garofani e gelsomini finché l' uomo se ne accorge e la caccia colpendola con una canna di bambù che schiocca sul suo magro sedere. E' una delle vacche sacre che, libere, percorrono le città e le campagne dell' India all' eterna ricerca di cibo. La mucca prosegue la sua passeggiata tra biciclette, auto, pedoni e rickshaw che la schivano abilmente, poi s' adagia sull' asfalto paralizzando un traffico che appariva già quasi immobile. Per gli induisti (l' 85 per cento degli 850 milioni di abitanti dell' India) la vacca è sacra: è al vertice di una sorta di gerarchia rituale degli animali, rappresenta la dea madre, «colei che nutre il mondo» ed è simbolo di tutto ciò che vive. Uccidere una vacca è il più grave sacrilegio che un hindu possa compiere. E cibarsi della sua carne è un atto mostruoso. La «conoscenza divina» dei Veda, il fondamento della religione hindu, afferma il suo carattere sacro. Un principio che si sposa successivamente con il concetto dell' ahimsa (non violenza) e l' obbligo per le caste superiori, e i brahamini in primo luogo, di non mangiare alcun tipo di carne: frutto della violenza e fonte di impurità. La stessa costituzione dell' Unione Indiana vieta la macellazione dei bovini, che però vengono uccisi segretamente per ragioni igieniche ed economiche, oltre a essere regolarmente macellati negli Stati del Bengala e del Kerala diretti da governi comunisti. L' India ha la più grande popolazione bovina del mondo: 193 milioni di capi (il 18, 3 per cento dei bovini della Terra) a cui si sommano 72 milioni di bufali (il 45, 8 per cento della popolazione mondiale). Credere che quest' immensa massa di animali vaghi improduttiva per il subcontinente è uno dei più comuni stereotipi diffusi in Occidente. La vacca è il centro vitale della società e dell' economia contadina, nella quale i bovini sono parte integrante della famiglia. Nelle festività vengono adornati con stendardi e ghirlande di fiori; durante Holi, il festival dei colori che saluta la primavera, vengono spruzzate d' acqua colorata e la loro pelle è ricoperta di polveri di origine vegetale dalle tinte accese. La nascita di un vitello è celebrata con riti e offerte agli dei, il cui intervento è anche invocato per evitare che gli animali si ammalino. I bovini sono impegnati nell' aratura dei campi e nel trasporto del raccolto, oltre a rappresentare la fonte sicura di latte per nutrire i bambini anche nei drammatici periodi di carestia. Ogni nucleo familiare di agricoltori si basa su almeno due bovini: rappresentano la loro più grande ricchezza, la loro morte può significare l' inizio della rovina. La vacca è anche al centro di un ciclo ecologico tutt' oggi fondamentale. Gran parte degli indiani usa foglie di banano o di altri alberi al posto dei piatti. Queste foglie, come gli avanzi del cibo, i fiori (presenti ovunque in India), i residui della canna da zucchero e carte di ogni sorta vengono solitamente gettati nella strada. Le numerose mucche che gironzolano libere per le città e i buoi, impiegati abitualmente per trainare carri, ripuliscono le strade sbafando tutto ciò che trovano di commestibile. In cambio, lasciano sull' asfalto i loro escrementi che, raccolti a mani nude, vengono posti in luoghi appositi per poi essere mescolati alla paglia e attaccati ai muri delle case perché secchino. Da questi escrementi si ricavano mattonelle utilizzate come combustibile per cucinare: coprono più del 50 per cento della domanda di energia domestica. A fianco di questa convivenza «socio ambientale» fra uomini e vacche, esistono però anche aspetti di inefficienza e trascuratezza. La maggioranza dei bovini sono zebù: una razza molto docile e paziente, resistente al clima e alle infezioni tropicali, capace di sopravvivere anche cibandosi del foraggio più scadente. Molte vacche però sono spaventosamente macilente, non producono più latte, nè sono utili in alcun modo: ciò riduce enormemente l' efficienza dell' agricoltura, anche perché, vagabondando, questi animali danneggiano campi e colture. In India le vacche nutrite adeguatamente producono una media pro capite di 173 chilogrammi di latte l' anno (491 chilogrammi le bufale): molto meno dei bovini allevati in Europa, America o Australia. Molte mucche, però, sono malnutrite e danno solo il 10 per cento della media di latte; circa il 20 per cento sono asciutte, incapace di allattare persino il proprio vitello. In India, il latte e i suoi derivati (soprattutto lo yogurt) sono una componente fondamentale dell' alimentazione (prevalentemente vegetariana): la scarsa produzione è una delle ragioni per cui 260 milioni di indiani sono ancora oggi malnutriti. Molte vacche macilente s' ammalano e muoiono per le strade; esistono però anche numerosi ricoveri, governativi e privati, per gli animali anziani e malati. Ci sono anche organizzazioni, come il Cow Protection Campaign Committee, che promuovono campagne e pubblici digiuni in nome della protezione delle vacche. Un' assurdità ai nostri occhi, ma lo stesso Mahatma Gandhi individuava nella protezione della vacca una delle più alte affermazioni dell' evoluzione umana: «Trasporta l' essere umano al di là dei limiti della sua specie, afferma l' identità dell' uomo con tutto ciò che vive». Marco Moretti


LA SCINTILLA CHE ATTIVA IL CIRCUITO Nella chimica della memoria Straordinari risultati con la tecnica del k. o. genico
Autore: MARCHISIO PIER CARLO

ARGOMENTI: MEDICINA E FISIOLOGIA, RICERCA SCIENTIFICA
LUOGHI: ITALIA
NOTE: 040

SEMBRA segnato nel destino che immunologi insigniti del premio Nobel per scoperte straordinarie lascino il loro campo di interessi per diventare neurobiologi. E' capitato a Gerald Edelman, ora capita a Susumu Tonegawa, premio Nobel nell' 87 per avere scoperto il modo con il quale gli anticorpi si formano e funzionano. Ambedue potrebbero ottenere un secondo Nobel. La recente scoperta di Tonegawa, annunciata in luglio su Science con grande clamore, potrebbe aprire la strada alla definitiva comprensione dei meccanismi della memoria. Qui si capisce perché immunologi e neurobiologi condividano questo interesse per la memoria: i linfociti e i neuroni sono le uniche cellule che ne possiedono una e scoprirne la chiave riveste un interesse che va molto al di là del dato scientifico. Se mai Tonegawa prenderà il secondo Nobel, dovrà condividerlo con un altro neurologo, Eric Kandel della Columbia University, che sta arrivando a conclusioni simili con una metodologia solo lievemente diversa. Entrambi i gruppi di ricerca hanno come arma vincente la tecnica del «K. O. genico» mediante la quale si mette fuori uso un piccolo pezzo di Dna e poi si vede quello che capita nell' animale adulto. In altre parole, si toglie un gene dall' uovo di un topo, si feconda l'uovo ottenendone una progenie di topi privi di quel gene. In questo modo è teoricamente possibile, per successive esclusioni, studiare la funzione di ogni singolo gene. E' ovvio, data la complessità di un simile lavoro, che questa è pura fantascienza. Limitatamente a qualche gene, però , è cosa fattibile. I geni rimossi da Tonegawa e da Kandel sono relativi a enzimi che si chiamano cinasi e hanno la funzione di aggiungere gruppi fosfato a proteine, modificandone così le proprietà biologiche. Molti sistemi di segnalazione cellulare funzionano in questo modo, inclusi i prodotti di molti oncogeni o geni del cancro. Tonegawa ha messo k. o. il gene della calcio calmodulina cinasi o cam cinasi, un enzima molto concentrato nelle sinapsi, i sistemi di connessione tra cellule nervose, e sospettato di essere coinvolto in un fenomeno chiamato Plt (potenziamento a lungo termine). Il Plt è uno dei fenomeni base dei meccanismi di apprendimento e memorizzazione e risulta fortemente alterato nei topi che mancano di Cam cinasi. Inoltre, questi topi non sono in grado di ricordare, come fanno i loro compagni che possiedono l' enzima, semplici funzioni apprese che li aiutano a uscire da un labirinto relativamente complesso. Viene a mancare cioè una funzione fondamentale dell' apprendimento, cioè la memoria della posizione del corpo nello spazio. Kandel è giunto a conclusioni simili mettendo k. o. diverse cinasi e, in particolare, la tirosina cinasi codificata dall' oncogene fyn. La conclusione che si trae da questo tipo di approccio sperimentale è la dimostrazione che un segnale di fosforilazione è indispensabile perché si attivi un circuito di memoria. Questi dati, sebbene solamente teorici, suscitano un enorme entusiasmo: per la prima volta nella storia della biologia un gene porta il codice per un ben definito atto del comportamento e rappresenta il primo ponte verso la comprensione fisica della mente umana, intesa come complesso di funzioni riconducibili a qualcosa di valutabile e misurabile. E' il grande sogno dei neurologi: il cervello dissecabile funzionalmente nella sua grande ma non infinita complessità, analizzato con attenzione gene dopo gene. Attenzione, però, alle trappole che questo approccio raffinato comporta. Per ottenere questo risultato, che coniuga la biologia molecolare con la biologia del comportamento, si deve passare attraverso la lunga e ancora oscura fase dello sviluppo del cervello. Mettere k. o. un gene prima dello sviluppo di un individuo significa che il suo cervello si sviluppa sin dall' inizio senza il prodotto di quel gene. Come si può controllare che il disturbo di memoria che si riscontra nell' adulto non sia dovuto a un difetto ignoto che si è instaurato durante il lungo e complesso sviluppo delle connessioni nervose? Questo problema è tuttavia comune a tutti gli scienziati che impiegano gli animali transgenici come oggetto di ricerca. Pier Carlo Marchisio Università di Torino


SALMONELLA Accorgimenti per ottenere uova sicure
Autore: VALPREDA MARIO

ARGOMENTI: MEDICINA E FISIOLOGIA, SANITA', ALIMENTAZIONE
LUOGHI: ITALIA
NOTE: 040

L' ALLARME uova lanciato, forse con troppa enfasi, dall' Istituto Superiore di Sanità ha suscitato timori e apprensioni nei consumatori ma non ha certo sorpreso i veterinari e gli specialisti in igiene degli alimenti. Infatti contro Salmonella enteritidis, il patogeno sotto accusa, si lotta da anni, sia negli allevamenti sia a livello di vigilanza. Sono stati inizialmente i laboratori inglesi e americani a segnalare l' aumento delle patologie gastroenteriche collegate alle salmonellosi minori, così definite per distinguerle dagli agenti della febbre tifoide. S. enteritidis è stata poi isolata in tutto il mondo, stimolando la ricerca di strumenti di controllo, in particolare nei grandi allevamenti, i più esposti alla contaminazione. La continuità della catena epidemiologica è favorita dalla trasmissione della salmonella per via verticale, cioè dalle galline infette ai pulcini. Importante è anche il ruolo dei mangimi e degli incubatoi, dove il germe è stato isolato su muri, pavimenti e gusci rotti dei pulcini appena nati. Negli allevamenti intensivi il trattamento antibiotico di massa ha consentito di ridurre la colonizzazione batterica a livello intestinale ma non ha portato a risultati definitivi. Le uova si contaminano, per contatto con materiale fecale, durante il passaggio attraverso la cloaca. Dalla superficie del guscio, S. enteritidis può penetrare all' interno, anche se l' uovo possiede propri mezzi di difesa: la cuticola secca che ottura i pori, lo spessore del guscio e l' albume. Tuttavia, se i microrganismi riescono ad arrivare al tuorlo, terreno di coltura ideale, lo sviluppo procede incontrastato. Inoltre, i grassi del tuorlo proteggono i germi dagli effetti del calore. La prevenzione dell' infezione umana si basa su poche regole: conservare le uova a temperatura non superiore a 4 C, evitare le contaminazioni uova/altri alimenti già cotti o da consumarsi freschi, dare agli immunodepressi e alle persone debilitate uova bollite per almeno 15 minuti. Mario Valpreda


TRAPIANTI La strada della tolleranza Cellule «parcheggiate» nel timo
Autore: RAINERO FASSATI LUIGI

ARGOMENTI: MEDICINA E FISIOLOGIA, SANITA', RICERCA SCIENTIFICA, BIOETICA
LUOGHI: ITALIA
NOTE: 040. Babbuino, xenotrapianto

A due mesi dal trapianto, l' uomo con il fegato di un babbuino sta relativamente bene: il nuovo organo funziona, c' è solo una fastidiosa infezione resa particolarmente grave dai farmaci antirigetto, che praticamente azzerano le difese dell' organismo. La Tac ha dimostrato che il piccolo fegato dell' animale donatore ha quasi raddoppiato il suo volume e le analisi del sangue indicano una normale funzionalità dell' organo. Il trapiantato può mangiare di tutto e, fino al momento dell' infezione, faceva una vita regolare. Era però ancora ricoverato in ospedale per un problema di insufficienza renale, legata alle terapie fatte a dosaggi molto elevati per paura del rigetto e di altre complicazioni. L' indiscutibile successo di questo xenotrapianto non è stato l' unica grande novità del 14 congresso della Transplantation Society, che si è tenuto di recente a Parigi. Sono emersi anche molti altri filoni di ricerca, soprattutto in campo immunologico, probabilmente destinati a cambiare l' intera strategia dei trapianti d' organo. Poco più di dieci anni fa, la Ciclosporina fu il primo farmaco a sovvertire all' improvviso i risultati dei trapianti d' organo, portando la sopravvivenza dei pazienti dal 30 al 70 per cento. Oggi nuove terapie antirigetto le si vanno affiancando, con un' azione che si fa sempre più efficace. Molto promettenti i risultati dell ' FK506, un farmaco immunosoppressore scoperto dai ricercatori giapponesi della Fujisawa, che ha permesso di guarire alcuni pazienti con rigetti acuti e cronici, del tutto impermeabili al trattamento con Ciclosporina. L' FK506 è stato usato anche nel trapianto tra babbuino e uomo proprio in considerazione del fatto che la sua azione terapeutica sembra molto più potente di quella della ciclosporina. Tra gli altri farmaci immunosoppressori, il Brequinar, gli anticorpi monoclonali anti TCR CD3 e CD4, l' RS61443 lasciano presagire un futuro sempre più roseo per i malati sottoposti a trapianto. La grande speranza è però venuta dalle ricerche che mirano a indurre nel ricevente una «tolleranza» nei confronti dell' organo trapiantato in modo che esso possa venire «accettato» senza rigetto e quindi senza necessità di terapie immunosoppressive. Due sono i meccanismi attualmente allo studio per indurre questa tolleranza. Il primo (al quale hanno dato un grandissimo contributo i ricercatori dell' Istituto Mario Negri) è basato sul principio di introdurre le cellule dell' organo del donatore nel timo del ricevente. Il timo è una ghiandola dove fanno la loro maturazione i linfociti, ossia quei globuli bianchi deputati a riconoscere gli anticorpi «self» (propri) dai «non self» (non propri cioè del donatore). Con questo sistema i linfociti T del ricevente non riconoscono più come «non self» l' organo del donatore e quindi non scatenano la reazione di rigetto. Il secondo modo per indurre la tolleranza è quello di stimolare un «microchimerismo», ossia facilitare l' insediamento permanente di particolari cellule (dendritiche) del donatore in alcuni organi e nel tessuto linfatico del ricevente. Una volta ottenuta questa «migrazione cellulare» tra organo del donatore e ricevente, si stabilisce una completa accettazione dell' organo trapiantato e non c' è più bisogno di terapia antirigetto. Il professor Starzl, l' indiscussa autorità nei trapianti di fegato, ha dimostrato il microchimerismo in alcuni suoi pazienti trapiantati di rene da oltre venticinque anni che avevano abbandonato da molto tempo (all' insaputa dei medici) ogni terapia immunosoppressiva senza avere alcuna reazione di rigetto. Se il presupposto della tolleranza si tradurrà in realtà clinica, si può immaginare un futuro (a mio parere nemmeno molto lontano) nel quale organi di animali potranno essere trapiantati nell' uomo e saranno accettati senza bisogno di terapie antirigetto, perché lasciano intatte le difese immunitarie dei singoli riceventi. Luigi Rainero Fassati Università di Milano


ANIMALI DONATORI E alla fine toccherà al maiale Meglio gli scimpanzè ma non si riproducono in cattività
Autore: VERNA MARINA

ARGOMENTI: MEDICINA E FISIOLOGIA, SANITA', RICERCA SCIENTIFICA, BIOETICA
LUOGHI: ITALIA
NOTE: 040. Animali, babbuino, xenotrapianto

SCIMPANZE' ? Babbuino? Maiale? La ricerca di una fonte di organi abbondante e programmabile dura, con alterne vicende, da almeno vent' anni. A che servono infatti le prodezze in sala operatoria, se poi manca la materia prima? Da anni il nostro numero di donatori è fermo a cinque per milione di abitante. Altrove le cose vanno un po ' meglio: 15 in Spagna, 20 in Francia, 25 in Austria. Il risultato di questa penuria è che nel 1991 i trapianti di rene, in Italia, sono stati 581 e in lista d' attesa ci sono seimila persone. Trecento persone aspettano un cuore nuovo, centocinquanta un fegato E i centri di trapianto all' estero cominciano a denunciare la nostra invadenza e a chiudere le porte. Molti hanno puntato, per i reni, sul prelievo da un donatore vivente, dato che per vivere ne basta uno solo. Sorvolando sull' aspetto morale dell' inevitabile mercato nero condannato da tutti i Comitati etici c' è comunque un problema più strettamente medico: a vendere gli organi sono i più poveri e malandati, cresciuti senza cure mediche, sfruttati da intermediari senza scrupoli. Questi traffici sono numerosissimi ed è sbagliato credere che esistano solo nei Paesi del Terzo Mondo. La Società Internazionale di Trapianti ha preso formalmente posizione contro la vendita di organi umani ed espelle il chirurgo accusato d' aver partecipato a interventi del genere (come è accaduto di recente a uno specialista inglese, processato e condannato). Naturalmente nessuno può escludere che, in qualche clinica privata, si mettano insieme un donatore e un ricevente, saltando a piè pari il circuito ufficiale. Tutti questi retroscena spiegano perché si lavori tanto alacremente a un' alternativa animale. La specie geneticamente più vicina all' uomo è lo scimpanzè, ma è molto raro in natura e non si riproduce in cattività oltre al fatto che la sua grande somiglianza con l' uomo suscita problemi etici e di sensibilità. Da questo punto di vista, l' ideale sarebbe il maiale, socialmente già accettato come carne da macello. Attualmente però la barriera genetica è così grande che al massimo si possono utilizzare i suoi tessuti come base per una serie di protesi, a cominciare dalle valvole cardiache. Entro il 2000 le manipolazioni genetiche dovrebbero aver creato un maiale sufficientemente «umanizzato» da poterne utilizzare gli organi. Nel frattempo, si punta sui babbuini. In Texas c' è un allevamento di cinquemila capi, dal quale è stato selezionato quello per il trapianto di Pittsburgh. Con tre criteri: stesso gruppo sanguigno del ricevente, stesso peso, nessuna infezione. All ' istocompatibilità, ci pensano i farmaci. Marina Verna


ICTUS Un chirurgo per la placca nella carotide
Autore: ZANETTI PIER PAOLO

ARGOMENTI: MEDICINA E FISIOLOGIA, SANITA'
LUOGHI: ITALIA
NOTE: 040

DISTURBI visivi caratterizzati da scintille, una cecità fugace, vertigini ripetute, temporanei deficit motori o sensitivi di un arto, disturbi del linguaggio: sembrano piccoli malesseri trascurabili, ma potrebbero anche essere i sintomi di un attacco ischemico transitorio (Tia = transient ischemic attack), una disfunzione cerebrale temporanea che in genere dura da due a cinque minuti, ma talora anche 24 ore, e che recede senza postumi neurologici. Il Tia costituisce però un importante rischio di ictus, disfunzione cerebrale assai più grave che può lasciare deficit neurologici permanenti e, in certi casi, condurre a morte. Importanti studi sostengono che circa il 30 per cento dei pazienti con un Tia sarà colpito da ictus nel giro di 5 anni. Nell' ambito di questo gruppo, il 20% subirà un ictus entro un mese dal primo attacco e circa il 50% entro un anno. Negli ultimi dieci anni l' approfondimento delle indagini diagnostiche sulla circolazione cerebrale ha evidenziato che l' ictus nell' 80% dei casi non è causato da una malattia primitiva del cervello (rottura o trombosi di vasi encefalici), anzi quest' ultimo è solo l' organo bersaglio di lesioni localizzate nelle arterie carotidi, che attraverso il collo portano il sangue dall' aorta al cervello. Queste lesioni, il più delle volte, sono placche arteriosclerotiche che possono provocare il restringimento di questi vasi, impedendo il passaggio del sangue verso il cervello, o disgregarsi immettendo nella corrente circolatoria piccoli e pericolosi frammenti che vanno a occludere i vasi cerebrali. E' ormai opinione comune che sia necessario individuare precocemente queste placche, quando si manifesta il primo Tia, e stabilire se è sufficiente una terapia medica o se bisogna sottoporre il paziente a un intervento chirurgico. L' atto chirurgico si chiama Tea (tromboendoarteriectomia) e consiste nella rimozione della placca che occlude l' arteria carotide. In alcuni centri ospedalieri, tra cui l' Ospedale civile di Asti, l' intervento viene eseguito non più in anestesia generale, ma in anestesia loco regionale, seguendo l' indirizzo della scuola newyorkese di Imparato. Notevoli i vantaggi, sia per il paziente che a distanza di poche ore dall' intervento operatorio può alzarsi dal letto, sia per il chirurgo che può, essendo il soggetto sveglio, controllare la funzionalità cerebrale in tempo reale. La validità di questa terapia chirurgica è ribadita dai dati forniti dalla collaborazione tra l' Istituto di scienze neurologiche e la Divisione di chirurgia vascolare dell' Università di Roma, che hanno ottenuto una riduzione globale del 30% degli ictus cerebrali tra i pazienti colpiti da Tia e trattati con questa tecnica chirurgica. Negli Stati Uniti la Tea carotidea è al secondo posto tra gli interventi di chirurgia vascolare, dopo le rivascolarizzazioni coronariche, raggiungendo i 120 mila casi ogni anno. L' Acoi (Associazione chirurghi ospedalieri italiani) ha riunito lo scorso giugno a Milano le divisioni di chirurgia che trattano questa patologia, per esaminare insieme gli aspetti ancora controversi. In particolare si è discusso del problema forse più importante, se sia opportuno intervenire sulle carotidi malate solo nei pazienti per i quali è già suonato il campanello d' allarme dei cosiddetti Tia o se invece l' intervento vada esteso, con intento profilattico, a tutti i casi in cui le indagini strumentali hanno scoperto la presenza di placche arteriosclerotiche. Infatti lo sviluppo delle nuove tecnologie diagnostiche (doppler, ecodoppler, colordoppler) ha permesso di evidenziare con sempre maggior frequenza lesioni sia sintomatiche sia silenti che hanno allargato il campo d' azione della chirurgia carotidea. Comunque, se su alcuni aspetti non vi è ancora un pieno accordo, su un punto fondamentale sia i chirurghi che i neurologi concordano: l' importanza dei campanelli d' allarme (Tia) e il fatto che spesso un semplice intervento (Tea), eseguito in anestesia loco regionale, può evitare un ictus cerebrale dalle conseguenze drammatiche. Pier Paolo Zanetti Ospedale civile di Asti




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