Ma agli squali piacerebbe il caramello salato?

in lab 3 è entrato per la prima volta il Caramello salato. non nel lab vero e proprio, lì non si può certo mangiare, ma nello studiolo annesso.

Il primo caramello Salato del lab 3 ad opera di Sara.

artefice del misfatto calorico è Sara, che si concede rare incursioni gastronomiche su internet (sospettiamo che si sia trattato di un suggerimento da Pinterest).

anche se si tratta, ho scoperto poi, di un vero ingrediente da dolci, noi lo abbiamo utilizzato così com'è, spalmato su fette biscottate o cracker che dolce e salato lega con tutto.

dolce e salato, un po' come il lavoro nel lab 3.

dolce, come quando una nuova idea si affaccia nel lab 3, o quando un lavoro viene accettato o ancora come quando uno degli studenti si laurea con il massimo dei punti della tesi!

salato, come il momento in cui leggi che i soli finanziamenti sui quali speravi di fare affidamento non saranno più erogati, o quando ti rendi conto che certi problemi scientifici che ti poni richiederebbero strumentazioni, materiale o competenze di cui tu non puoi sperare di disporre.

ma il dolce e il salato ci ricordano anche che uno dei nostri obiettivi è lo studio della chemorecezione, in particolare nei pesci e nei pesci cartilaginei, certamente il gusto ma specialmente l'olfatto.

nel primo post di dicembre 2014 "La scintilla malsana", avevamo accennato alla nostra ipotesi, la 1.0 (!), riguardo la particolarità, o meglio, l'unicità dell'olfatto dei pesci cartilaginei.

se i cartilaginei, sentono gli odori solo tramite il sistema vomeronasale, qual è la causa?

nella nostra ipotesi 2.0, dedicata al meccanismo, speculiamo sul fatto che la grande concentrazione di urea e di un'altra sostanza meno nota, l'ossido di trimetilammina potrebbero essere la causa di questo adattamento

Urea!! il mio tesssorrro!

 

avevamo promesso che ne avremmo parlato ed ecco qui!

i cartilaginei sono isoosmotici, e financo appena appena iperosmotici, rispetto all'acqua di mare, perché nel loro plasma sono presenti urea e ossido di trimetilammina in alta concentrazione (veramente alta!). in questo modo possono esservi molti meno sali disciolti. per dirla in breve evitano di perdere acqua verso l'esterno attirata dalla grande salinità dei mari perché trattenuta dall'alta concentrazione di queste due sostanze organiche.

 

lo sanno bene gli Islandesi e i Norvegesi, con le loro fiere tradizioni vichinghe. lo Hákarl, squalo fermentato, ad esempio, è sicuramente il pezzo forte della cucina islandese. è a base di squalo elefante Cetorhinus maximus e lo squalo della Groenlandia Somniosus microcephalus, di cui parleremo più estesamente in un prossimo post.

tanto per capirci gli inglesi lo chiamano rotten shark squalo marcio, putrefatto, non proprio un invito alla degustazione, ecco.

la carne degli squali è fermentata in modo tradizionale e poi seccata. gli animali eviscerati e privi del capo sono infatti sotterrati in una buca ricavata in mezzo a ciottoli. la buca è poi ricoperta da altre pietre di grandezza sempre maggiore, per pressare le carni e spremerne fuori i fluidi corporei. trascorrono così fino un mese e mezzo. le carni estratte sono poi appese a seccare, tagliate e consumate.

questo processo elimina l'urea e l'ossido di trimetilammina che se trasformato in trimetilammina ed ingerito provocherebbe effetti simili a quelli di una grandissima sbronza!

l'Hákarl sembra puzzi di ammoniaca in modo stomachevole e abbia il sapore di formaggio stagionato… più che una prelibatezza nazionale è una prova di coraggio! per ora, quindi, lo lasciamo stare, e ragioniamo sulle due sostanze che gli conferiscono queste caratteristiche.

urea e trimetilammina sono antagoniste riguardo alle proteine, la prima destabilizza i legami tra le proteine, la seconda li conserva.

è risaputo che i soggetti uremici non compensati con la dialisi soffrono di anosmia, cioè percepiscono poco o male gli odori. non è ancora chiaro se questo dipenda dall'urea o dalle altre tossine uremiche, ma noi speculiamo sul possibile coinvolgimento  dell'urea.

una situazione simile potrebbe essersi verificata più di 400 milioni di anni fa agli albori dell'evoluzione degli elasmobranchi. un evento (mutazione?!)  avrebbe potuto fare aumentare la concentrazione di urea nel loro organismo creandogli dei problemi, poi compensati in parte dall'ossido di trimetilammina, ma risolto altri, ad esempio quelli legati alla vita in acque salate… questo evento avrebbe danneggiato il sistema olfattivo ma non quello vomeronasale, anatomicamente diverso. 

Chimaera monstrosa pescata accidentalmente in Liguria

ecco quindi un animale, che deve mangiare meno perdendo meno liquidi e che deve usare al posto dell'olfattivo quello vomeronasale perché risulta insensibile agli effetti dell'urea, ma che gli permette di discriminare meglio un numero minore di odori senza farsi distrarre dai tanti altri odori presenti in acqua.

hum… diamogli ancora un paio di caratteristiche e avremo un ottimo predatore, ma di questo parleremo nella nostra ipotesi 3.0

è solo una speculazione, che però si spera potrà appoggiarsi sul progredire delle nostre ricerche e anche sui dati che si attendono dai gruppi ai quali ci siamo rivolti per avere aiuto.

ancora, allora, procediamo con l'attività di laboratorio e la preparazione del sistema di inclusione per larve che dovrebbe permetterci di procedere più speditamente nella ricerca nel prossimo futuro.

mangiamo anche caramello salato, ma non troppo, specie a ridosso delle feste di Natale…

a proposito, Buone Feste a tutti dal lab 3 e dal suo equipaggio!

Lab 3, equipaggio in plancia! Il lab 3 vi augura Buone Feste!

http://bizzarrobazar.com/2012/06/25/the-dangerous-kitchen-v/

http://it.wikipedia.org/wiki/H%C3%A1karl

         Ferrando S et al., (2007).” First detection of olfactory marker protein (OMP) immunoreactivity in the olfactory epithelium of a cartilaginous fish.” Neuroscience Letters. 413:173-176.

         Ferrando S et al., (2014) "The strange case of the chondrichthyan olfactory system." XXIVth International Conference of European Chemoreception Research Organisation (ECRO) Digione (Francia) 10 - 13 settembre 2014

siluri fotonici!

breve aggiornamento dal lab3. qui ai margini della ricerca mi diverto a volte a immaginarci non in un semplice laboratorio di ricerca e didattica di una Scuola di Scienze dei primi anni del XXI secolo ma in altre situazioni, storiche o immaginarie.

senza rifornimenti da Roma, assediati sul Reno, i legionari resistono

quando non arrivano fondi perché i tanti progetti tentati stanno dando risultati negativi, mi piace immaginarci come un manipolo di legionari arroccati lungo la frontiera del Reno ad estremo baluardo contro le orde barbariche e che non vedono arrivare rinforzi da Roma.

Apollo 11 sta rientrando, e a Houston tutti seguono con trepidazione il volo

se invece dobbiamo portare a termine un esperimento un po' particolare e complesso improvvisamente ci troviamo a Houston, la notte dello sbarco di Apollo 11, tutti tesi a far scendere il LEM visto la superficie ignota del nostro satellite.

quando però siamo al pc sottomettendo un nuovo articolo a una rivista o vediamo che un articolo al quale abbiamo collaborato viene sottomesso da altri e iniziamo a seguirne le sorti con i sistemi di tracciamento online, beh ecco, in quel momento siamo in plancia, sul ponte di una nave della Federazione Stellare e nei nostri schermi olografici teniamo sotto tiro incrociatori Klingoniani, vascelli Cardassiani o falchi da guerra Romulani e ogni articolo sottomesso è un siluro fotonico lanciato contro il bersaglio.

se viene accettato allora è un colpo che è andato a segno. se un articolo è rifiutato o se vengono richieste pesanti revisioni occorre ricaricare i tubi di lancio, rilasciare un nuovo siluro fotonico e continuare così fino a che il bersaglio non è stato distrutto.

ok è il Millennium e non l'Enterprise, ma il senso è chiaro...  poi è così graziosa!

quest'anno nel complesso più o meno sono stati rilasciati una decina di siluri dal lab3 e gruppi collaboranti. in plancia il primo ufficiale Sara con l'aiuto del resto dell'equipaggio ha tenuto sotto tiro molti bersagli e gli altri equipaggi con cui lavoriamo hanno fatto egregiamente la loro parte e almeno sette colpi sono andati a segno.

 

equipaggio del lab3, in un momento tranquillo ^_^

questo per il lab3 significa molto, significa molto per tutti i suoi membri.

adesso un altro colpo è giunto a segno, un lavoro dal titolo "Exposure of Paracentrotus lividus male gametes to engineered nanoparticles affects skeletal bio-mineralization processes and larval plasticity" è stato accettato e sarà pubblicato nel 2015 dalla rivista Aquatic Toxicology; si tratta di un articolo capitanato da Chiara Gambardella, che nel lab3 aveva svolto svolto buona parte del suo dottorato. è il primo colpo del prossimo anno al quale partecipa anche il lab3. ^_^

Gambardella et al, 2015. Aquatic Toxicology

 http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0166445X14003506

e adesso avanti, nel lab3, con tutto l'equipaggio, a caricare i tubi di lancio e individuare nuovi bersagli, ai confini della ricerca.

la scintilla malsana

denti di squalo... fanno sempre il loro effetto!

certi sguardi fanno paura. penso a quasi due anni fa, mentre ero nel lab3.

sei in laboratorio a confrontare una pila di protocolli rigorosamente cartacei per prepararne uno ad hoc, e vedi Sara che si ferma sulla soglia come timorosa di disturbare.

gli occhioni da fumetto le brillano di una scintilla malsana… preoccupante. capisci che non sta veramente vedendo te, ma qualcosa a cui sta pensando. ti chiede se hai un minuto. dici di si, riponi l'ultimo A4 e ti siedi dietro al bancone ad ascoltare. dietro ai vetri il motore del 18 di turno romba furiosamente che neppure le F1 alla partenza… poi se ne va e nel lab scende la solita calma pomeridiana.

Sara esordisce con la frase scatola nera. 

scatola nera. si tratta di un concetto chiave del lab3. quando si è in scatola nera si può fare qualunque affermazione, anche la più strampalata, e nessuno si mostra stupito o si prende gioco di te, ma la tiene in considerazione e ne discute con la massima serietà, magari per criticarla. quando si esce dalla scatola nera si trattiene tutto quello che si pensa possa essere logico e utile.

mi dice "hai presente gli squali e le razze?".

il panel dei condroitti presso il Museo di Storia Naturale G. Doria di Genova

capisco che si riferisce allo studio anatomico e istologico del loro apparato olfattivo che insieme a lei portiamo avanti da alcuni anni.

annuisco, ricordando il primo approccio di Sara agli organi olfattivi di questi dominatori dei mari, avuto casualmente mentre cercava nei campioni delle pesche accidentali portate in laboratorio del materiale utile per le esercitazioni degli studenti.

è stato un caso che iniziassimo a studiare le rosette olfattive dei "nasi" dei pesci cartilaginei ma con un certo stupore abbiamo scoperto quanto poco si sapesse, e si sappia, su questo aspetto della loro biologia, nonostante siano organismi studiatissimi.

da quell'approccio casuale sono poi nati diversi articoli, anche grazie all'aiuto del Dott. Marino Vacchi, grande esperto di pesci cartilaginei, e di biologia polare del resto, e tutti i dati che si ottenevano indicavano nella stessa direzione, dal punto di vista anatomico e istologico… e Sara quella volta in scatola nera in lab3 dopo alcuni anni di ricerca stava esponendomi nuovamente in modo completo la sua, a quel punto nostra, intuizione:

squali e affini sentirebbero gli odori in modo completamente diverso da tutti gli altri pesci!

lo farebbero in modo radicalmente diverso, usando solo la parte del "naso" in grado di percepire i cosiddetti feromoni, sostanze segnali all'interno della specie, che si sentono, in modo semplificato, puntiforme.

percependo gli odori come feromoni, quindi, squali & Co sentirebbero meglio gli odori che gli interessano, in mezzo alla quantità di odori ambientali marini.

questo gli avrebbe conferito un certo vantaggio evolutivo e forse contribuito a renderli quei predatori di vertice e organismi per noi iconici quali sono.

nome e silhouette sono iconici oggi, ma dietro a loro vi sono 400.000.000 di anni

era un già sentito ma Sara questa volta concluse dicendo che secondo lei eravamo pronti a sottopore l'idea ad una rivista seria con un articolo.

finita questa tirata si azzittì e si mise a guardare un punto sul bancone, mentre i mille dubbi che ti assalgono dopo che hai esplicitato che vuoi cercare di infrangere un paradigma la assalivano.

mi guardò poi aspettandosi un mio commento. e io le dissi si, che se ipotesi era come ipotesi doveva essere mandata a una rivista in grado di farci un'analisi rigorosa, per evitare di farci prendere cantonate.

a volte fissare un punto su di un bancone aiuta, nel lab3

e la cosa andò, molto più velocemente di quanto potessimo sperare, e l'ipotesi è stata così pubblicata pochi mesi dopo.

io venni a sapere da Sara dell'accettazione del lavoro sulla rivista Frontiers in Neuroanatomy alla fine di una mattinata di lavoro a scuola e al telefono le dissi che era un ottimo traguardo che l'ipotesi fosse stata accettata e che se ne iniziasse a discutere

aggiunsi però che adesso ci serviva parlare del meccanismo che potrebbe avere portato a questa situazione nel sistema olfattovo dei cartilaginei…

un'ipotesi sul meccanismo l'avevamo già fatta, e avevamo una molecola da noi ritenuta fra i principali sospettati della perdita del sistema olfattivo classico. in realtà si trattava ancora una volta di un'idea, anzi, di una fissa aggiungerei io, della Sara

avremmo poi dovuto dimostrarla, questa nuova ipotesi, l'ipotesi 2.0 se mi passate l'espressione. lei mi disse che era un'altra cosa da scatola nera, ma che ne avremmo parlato il prima possibile.

non potei vedere il suo sguardo, ma mi immagino che ci fosse dentro la stessa scintilla malsana… 

mentre la nostra prima idea è al vaglio della comunità scientifica, la società europea per la ricerca nel campo della chemorecezione, l'ECRO, ci ha dedicato un breve articolo divulgativo, dove molto simpaticamente ha provveduto a posterizzarci! :) 

il breve articolo sul nostro lavoro ripreso dalla newsletter dell'ECRO

della nostra ipotesi 2.0, dedicata al meccanismo, parleremo una delle prossime volte, ma già quest'anno siamo riusciti a pubblicarne una parte su di una prima rivista.

nel frattempo abbiamo chiesto aiuto ad un gruppo internazionale di assoluta eccellenza e speriamo di riuscire a chiarirci le idee in merito al nostro problema.

per adesso procediamo con l'attività di laboratorio e tutto quello che le ruota intorno…

qualche riferimento

Ferrando S, Gallus L. (2013) "Is the olfactory system of cartilaginous fishes a vomeronasal system?" Frontiers in Neuroanatomy 7:37.

Ferrando S, Gallus L, Gambardella C, Vacchi M, Tagliafierro G. (2010) “G protein alpha subunits in the olfactory epithelium of the holocephalan fish Chimaera monstrosa” Neuroscience Letters 12:65-7.