La descoberta de les malacidines, una nova classe d’antibiòtics dependents de calci

L’augment de la prevalença de la resistència d’antibiòtics entre els microorganismes patògens, no compensada per una introducció suficient de nous antibiòtics, constitueix una preocupació sanitària global. La mortalitat per infeccions que no responen a cap tractament antibiòtic podria decuplicar-se en qüestió de tres dècades. La penicil·lina fou descoberta en el 1928 com a producte natural del metabolisme secundari de fongs del gènere Penicillium. En les dècades següents, el rastreig deliberat dels productes naturals de bacteris i fongs cultivats en el laboratori va permetre ampliar l’arsenal d’antibiòtics. Però aquest ritme de descoberta ha decaigut. Una alternativa seria cerca productes naturals de microorganismes que no s’hagin pogut cultivar mai en el laboratori. El grup de recerca de Sean F. Brady, de la Rockefeller University, ha desenvolupat en aquest sentit una plataforma de descoberta de productes microbians sense passar per cultiu, que explota eines de seqüenciació, anàlisi bioinformàtica i expressió dels gens detectats. És així com han descobert una família fins ara desconeguda de productes antibiòtics, que han denominat malacidines. La descoberta la comuniquen en un article publicat aquesta setmana a Nature Microbiology. El fet que les malacidines siguin calci-dependents, les fa un antibiòtic més focalitzat. L’aplicació farmacològica d’aquestes substàncies dependrà ara dels resultats d’ulteriors experiments. Però allò més important és que la plataforma del grup de Brady, juntament amb altres iniciatives, obra la porta a la detecció de metabolits microbians fins ara gairebé inaccessibles.

L’aïllament d’ADN ambiental de mostres de 2000 sòls dels 48 estats contingus dels Estats Units és el punt de partida d’una plataforma que clona aquest ADN, el seqüencia, el transfereix a un bacteri hoste i n’obté els productes naturals codificats per aquest ADN

Una plataforma de rastreig de la diversitat ambiental de productes naturals

La Plataforma “Environmental Surveyor of Natural Product Diversity” (eSNaPD) ha estat desenvolupada pel “Laboratory of Genetically Encoded Small Moleculecules“, de The Rockefeller University de Nova York. El director d’aquest laboratori és Sean F. Brady, que és alhora professor associat de la universitat.

Aquesta recerca fou dissenyada per Brady i per Bradley M. Hover, del mateix laboratori. La realització fou a càrrec de Hover, de Seong-Hwan Kim, Michah Katz, Jeremy G. Owen, Melinda A. Ternei, Jeffrey Maniko i Andreia B. Estrela, tots ells del laboratori de Brady, a més de Henrik Molina, del Proteomics Resource Center de la mateixa universitat. En l’anàlisi de les dades participaren Hover, Kim i Zachary Charlop-Powers (també del laboratori de Brady). Steven Park i David S. Perlin, del Public Health Research Institute de la Rutgers University, de Newark, ajudaren a emmarcar la recerca en les necessitats de la microbiologia mèdica. La redacció de l’article la feren Hover i Brady, que la trameteren a Nature el 15 de juliol del 2017. Després d’una revisió l’article fou acceptat el 3 de gener del 2018 i publicat el 12 de febrer.

Aquesta investigació fou finançada en part per la Gates Foundation i pel National Institute of Health (projecte NIH U19AI109713). Hover i Charlop-Powers reben ajuts del NIH. Brady, Hover, Katz i Charlop-Powers treballen, a més, per a Lodo Therapeutics. Lodo Therapeutics, una start-up creada per Brady i de la qual Hover n’és director associat, també rep suport financer de la Gates Foundation.

Del sòl a l’antibiòtic

Amb motiu d’aquesta recerca, el Laboratori de Brady incorporà a la seva col·lecció de 185 mostres de sòl unes 1800 addicionals. Aquesta decuplicació de la col·lecció la fa més representativa de la diversitat de sòls dels Estats Units d’Amèrica.

D’una alíquota de 25 grams de mostra de sòl fan una extracció d’ADN. En aquest ADN ambiental cerquen la presència de dominis d’adenilació (ADs) de pèptid-sintetases no-ribosomals (NRPS). Les NRPS són enzims de síntesi que produeixen pèptids com a via independent de la síntesi proteica ribosomal. Tots els antibiòtics dependents de calci coneguts (daptomicina, friulimicina, CDA, laspartomicina, A54145, taromicina) són sintetitzats per NRPS, i aquest és doncs el punt de partida de Hover et al. Així doncs utilitzen els encebadors corresponents a aquests AD (5′-GCSTACSYSATSTACACSTCSGG-3′ i 5′-SASGTCVCCSGTSCGGTA-3′) per amplificar selectivament les mostres d’ADN ambiental (eDNA). Per a cada reacció d’amplificació necesiten uns 100 ng d’eDNA.

Els amplicons que resulten contenen seqüències potencialment vinculades a gens de síntesi de productes naturals són seqüenciats i analitzats bioinformàticament.

Paral·lelament, l’eDNA de cada mostra de sòl és clonat en llibreries de còsmids. Aquestes llibreries contenen fragments del metagenoma de cada mostra, incloses aquelles seqüències identificades bioinformàticament. Els clons de còsmids positius per a aquestes seqüències són seqüenciats per tal de recuperar els gens potencialment d’interès.

L’expressió heteròloga d’aquests gens es realitza primer en llevats, subclonant-los en un cromosoma bacterial artificial. Els constructes són després integrats en el cromosoma de Streptomyces albus J1074. Les espores dels bacteris així modificats genèticament són cultivades en un brou de soja.

Després de 14 dies de cultiu dels estreptomicets, se’n recupera el líquid de cultiu. Se’n fa una separació cromatogràfica, acoblada a una espectrometria de masses amb la finalitat de recuperar els metabòlits peptídics resultants. És així com s’aconseguí la separació de la malacidina-A i la malacidina-B.

L’estructura de les malacidines A i B fou estudiada per ressonància magnètica nuclear i per ionització d’elecrosprai. A través de la hidròlisi determinaren la configuració absoluta dels aminoàcids que integren les malacidines.

La susceptibilitat de bacteris patògens a les malacidines fou assajada en microplaques. Hom comparava aquesta susceptibilitat amb la daptomicina. També s’analitzava la susceptibilitat en absència o presència d’una suplementació de clorur càlcic (CaCl2), en absència o presència de sèrum boví fetal. Els bacteris estudiats foren una soca de tipus USA3000 del Staphylococcus aureus PFGE resistent a la meticil·lina (MRSA) i la soca TCH8431 de Streptococcus pneumoniae.

L’estudi de citotoxicitat de les malacidines es va fer amb les línies cèl·lulars HEK293 i MRC5. La HEK293 és una línia cel·lular derivada de ronyó embrionari humà (extret el 1973 d’un fetus legalment avortat als Països Baixos). La MRC5 és una línia derivada de fibroblasts pulmonars d’un fetus avortat el 1966. També feren un estudi d’activitat hemolítica in vitro.

La capacitat antibiòtica fou assajada en un model d’infecció cutània en rata produïda per la soca MW2 de MRSA.

En cultius de MRSA USA300 es va fer un assaig de resistència a les malacidines. Aquest assaig consisteix en una exposició continuada a malacidina-A i malacidina-B que seleccioni positivament bacteris resistents a aquests agents.

Quant al mecanisme d’acció de les malacidines, s’aplicà un assaig d’integritat de membrana en cultius de MRSA USA300. La integritat de membrana és assajada amb el colorant verd SYTOX.

Un altre assaig aplicat és el de l’acumulació UDP-MurNAc, que analitza possibles disfuncions de la síntesi de paret bacteriana. En aquest assaig, Hover et al. comptaren amb l’assessorament i suport de Frederick Rubino i Daniel Kahne.

Rubino i Kahne també els forniren de lípid II. Això els permeté d’estudiar la interacció directa de les malacidines amb precursors de la paret cel·lular, com el lípid II o el C55-P.

Els antibiòtics dependents de calci

Els antibiòtics dependents de calci són pèptids cíclic N-acilats. La seva acció antimicrobiana depèn de la unió a calci, que fan a través d’un motiu Asp-X-Asp-Gly de la seva seqüència peptídica. El més conegut és la daptomicina, que s’ha mostrat útil en el tractament de bacterèmies multiresistents. Aquests antibiòtics actuen interferint la biosíntesi de la paret cel·lular o afectant la integritat de la membrana cel·lular.

A partir del motiu Asp-X-Asp-Gly, com hem vist, Hover et al. aixequen el seu rastreig de sòls. Es tracta de trobar agrupacions de gens biosintètics que codifiquin aquestes seqüències.

Hom calcula que, en termes generals, cada gram de sòl conté un miler d’espècies bacterianes diferents. Així doncs, una col·lecció de 2000 sòls que sigui ecològicament i geogràficament diversa pot contindre un nombre d’espècies bacterianes superior a les de les col·leccions de cultius bacterians.

De les 2000 mostres de sòl, Hover et al. han trobat presència de dominis AD en tres quartes parts. D’aquests dominis AD tan sols un 13% es correspon a antibiòtics dependents de calci ja caracteritzats. I tan sols un 30% d’aquestes seqüències es troba en més d’una mostra. Aquestes xifres fan veure a Hover et al. que fins i tot una col·lecció de 2000 sòls dels Estats Units tan sols deu capturar una fracció de tota la diversitat biosintètica en antibiòtics dependents de calci. I això sense comptar que poden haver antibiòtics dependents de calci que utilitzin motius diferents a Asp-X-Asp-Gly.

La descoberta de les malacidines

El primer aspartat del motiu Asp-X-Asp-Gly és l’Asp4, i resulta el més rellevant des d’un punt de mira funcional. Una anàlisi filogenètica dels dominis AD recuperats per Hover et al. mostra una diversitat que depassa la dels antibiòtics dependents de calci prèviament coneguts. L’atenció la focalitzen en les seqüències més divergents que, alhora, siguin les més abundants. Una d’aquestes seqüències divergents és present al 19% dels metagenomes analitzats. A la família d’antibiòtics que s’hi correspon la denominen “malacidina”, a partir de l’acrònim de “metagenomic acidic lipopetide” + “cidina” (amb capacitat de matar).

La mostra de sòl DFD0097, corresponent a un sòl desèrtic, era ric en seqüències associades a aquestes malacidines. De la mostra de sòl elaboraren una llibreria de 20 milions de còsmids. La potència de la plataforma del grup de Brady es manifesta en la capacitat d’identificar en aquest oceà de còsmids, tres (DFD0097-644, DFD0097-735 i DFD0097-388) que contenen els 72 mil parells de nucleòtids d’un clúster de gens biosintètics. Generaren un cromosoma artificial bacterià (DFD0097-644:735:388) que feren créixer en cultius líquids de Streptomyces albus
J1074. Els extractes d’aquests cultius presentaven activitat antibacteriana contra Staphylococcus aureus. En aquests cultius aïllaren dos metabòlits específics, als que denominaren malacidina A i malacidina B.

La síntesi de malalcidines és codificada per un clúster de gens (mlcA, mlcK, mlcL, mlcM). Les malacidines són lipopèptids cíclics integrats per vuit aminoàcids i per lípids poliinsaturats.

La diferència entre la malacidina A i la malacidina B és la presència o absència d’un grup metilè en l’extrema de la cua lipídica. L’anell peptídic és de tan sols 10 aminoàcids. Les malacidines, de fet, no contenen el motiu Asp-X-Asp-Gly.

La dependència de calci de les malacidines

L’acció antibiòtica de les malacidines contra bacteris MRSA és clarament dependent de calci. En absència de calci, encara que hi siguin presents altres cations divalents les malacidines no tenen capacitat antibiòtica.

En presència de calci, però, les malacidines són actives contra un ventall de bacteris gram-positius, incloent-hi també patògens multiresistents.

La malacidina A reté la seva capacitat antibiòtica en presència de surfactants pulmonars. Això la diferencia de la daptomicina, que no és efectiva en pneumònies nosocomials perquè perd activitat en presència de surfactants.

L’administració de malacidina A per via tòpica és capaç de frenar la infecció amb MRSA en el model de ferida de rata.

Citotoxicitat i activitat hemolítica de les malacidines

En l’assajos de citotoxicitat i hemòlisi, les malacidines donen negatiu fins i tot en les concentracions més elevades (100-250 µg/mL).

Resistència a les malacidines

Malgrat els assajos realitzats, Hover et al. no han aconseguit la detecció de resistències a malacidines. Per exemple, després de 20 dies d’exposició a concentracions subletals de malacidina A, no detectaren la presència de S. aureus que en foren resistents a concentracions letals. Una línia de recerca que s’obre és la detecció de bacteris ambientals que siguin resistents a malacidina, i la possibilitat de transferència horitzontals dels gens de resistència corresponents.

El mecanisme d’acció de les malacidines

Les malalcidines no semblen actuar en la integritat de membrana, com si ho fa la daptomicina (a través de l’oligomerització de fosfolípids).

En presència de calci, però, les malacidines interfereixen en la síntesi de paret bacteriana. La malacidina interactua amb el lípid II, precursor necessari per a la paret cel·lular. Aquest és el mecanisme d’acció de la vancomicina, un antibiòtic clínic de darrer recurs. És molt interessant que la malacidina sigui activa, però, contra patògens resistents a la vancomicina.

El potencial dels mètodes metagenòmics de descoberta d’antibiòtics

Hover et al. tenen la intenció d’escalar i automatitzar la plataforma eSNaPD 2.0. Aquesta plataforma permetria la descoberta sistemàtica de productes naturals amb propietats antibiòtiques. La perspectiva metagenòmica fa que les malacidines hagin estat descobertes sense haver ni cultivat ni identificat el microorganisme que les sintetitza. El punt de partida, això sí, era el coneixement sobre antibiòtics dependents de calci.

Com diuen Hover et al, “els microbis ambientals són en una cursa armamentística continua”. Si per cada antibiòtic han d’aparèixer selectivament mecanismes de resistència, també per cada mecanisme de resistència es desenvolupen nous antibiòtics. Aquesta cursa armamentísica,
quan parlem de microorganismes patògens, i més en l’entorn de les infeccions nosocomials, es dispara a una escala descomunal. I caldrà veure encara si la descoberta i introducció de nous antibiòtics efectius es farà en les properes dècades a un ritme suficient.

Lligams:

Culture-independent discovery of the malacidins as calcium-dependent antibiotics with activity against multidrug-resistant Gram-positive pathogens. Bradley M. Hover, Seong-Hwam Kim, Micah Katz, Zachary Charlop-Powers, Jeremy G. Owen, Melinda A. Ternei, Jeffrey Maniko, Andreia B. Estrela, Henrik Molina, Steven Park, David S. Perlin, Sean F. Brady. Nature Microbiology doi:10.1038/s41564-018-0110-1 (2018).

Environmental Surveyor of Natural Product Diversity.

Publicat dins de 3. La Vida | Envia un comentari

L’habitabilitat subsuperficial de Terra durant l’Hadeà

Hom anomenà “hadeà” el primer eó geològic de la Terra, que abasta els primers 600 milions d’anys de l’existència planetària. El nom d’Hadeà a les condicions infernals (d’Hades) que regnaven com a conseqüència del procés d’acreció planetària i de la desintegració d’una càrrega superior d’elements radioactius. L’acreció, de fet, encara prenia la forma de freqüents col·lisions amb petits asteroides. O de no tan petits, car se suposa que l’impacte de la Terra amb el planeta Teia conduí a l’ejecció dels materials que donaren lloc a la Lluna. Fos com fos, és normal que hom assumís històricament que en aquest període la Terra no era habitable, i que els primeres formes de vida aparegueren en l’eó següent, l’arqueà, potser fa 3800 milions d’anys. De totes maneres, la tendència actual és fer retrocedir aquesta data. El geofísic Robert E. Grimm i el planetòleg Simone Marchi, del Southwest Research Institute de Boulder (Colorado) han modelitzat els efectes tèrmics del bombardament d’asteroides durant l’Hadeà sobre els primers quilòmetres de l’escorça planetària. Les conclusions les publicara en forma d’article el proper 1 de març a la revista Earth and Planetary Science Letters

Efectes tèrmics directes de l’acreció planetària sobre l’escorça terrestre durant l’Hadeà

Els efectes del bombardament perllongat en l’habitabilitat subsuperficial de la Terra durant l’Hadeà i el primer Arqueà

Un dels inconvenients per penetrar en la història de la Terra en l’Hadeà, és que els processos de circulació de l’escorça n’han esborrat gairebé tot rastre. Existeixen, però, materials datables en l’Hadeà, com zirconis. Alguns d’aquests zirconis detrítics es devien formar en presència d’aigua líquida, la qual cosa indica que, si més no en intervals, hi havia aigua líquida, sinó en la superfície terrestre, si en les capes subsuperficials.

Grimm & Marchi modelitzen l’evolució tèrmica de l’escorça terrestre durant l’Hadeà tenint present estimacions recents sobre el nivell de bombardament d’asteroides. Particularment, consideren els meteorors de majors dimensions (>100 km de diàmetres), que són els que produïen en la superfície terrestre enomes làmines de material fos.

Volums d’habitabilitats definits per temperatures compatibles amb l’aigua líquida

L’habitabilitat es defineix d’acord amb condicions de temperatura i pressió en les quals l’aigua es pugui trobar en estat líquid. Grimm &
Marchi modelitzen l’evolució de l’escorça durant el primer miler de milions d’anys (fa 4,5-3,5 milions d’anys). Segons el seu model tèrmic,
els volums d’habitabilitat creixen de manera continuada en el període. La tendència del bombardament a disminuir en intensitat promou aquest procés de refredament.

L’habitabilitat de la Terra hadeana

Hom anomena “esterilització global” a la desaparició completa del volum d’habitabilitat de l’escorça terrestre. El model de Grimm & Marchi mostra que això únicament abasta els primers 100 milions d’anys del període analitzat. De totes maneres, el bombardament és prou intens com per produir renovacions completes de la superfície terrestre en diverses ocasions durant el primer Hadeà (fa 4500-4200 milions d’anys). Ara bé, en el període posterior l’impacte tèrmic ja no és global. La formació de làmines de fusió com a conseqüència de grans impactes té un impacte limitat en l’espai i el temps i, en fer-se cada vegada més rars els grans impactes, la continuïtat de l’escorça queda com més va més garantida.

Les possibles biosferes subsuperficials de la Terra hadeana, doncs, tenien la capacitat de regnerar-se després d’un d’aquests impactes, a través de la infiltració d’aigües subterrànies. No obstant, Grimm & Marchi no descarten fenòmens d’esterilització global com a conseqüència de la formació d’atmosferes de vapor o de silicat-vapor.

Lligams:

Direct thermal effects of the Hadean bombardment did not limit early subsurface habitability. R. E. Grimm, S. Marchi. Earth Planet. Sci. Lett. 485, 1-8 (2018).

Life may have been possible in Earth’s earliest, most hellish eon. Carolyn Gramling. Science News, 26.01.2018

Publicat dins de 2. La Terra | Envia un comentari

La flexoelectricitat mineral en la remodelació i autoreparació dels ossos

F. Vasquez-Sancho, A. Abdollahi, D. Damjanovic i G. Catalan publiquen un article a Advanced Materials sobre la flexoelectricitat dels ossos. Si fins ara hom havia atribuït aquesta propietat a la piezoelectricitat de la col·làgena, Vasquez-Sancho et al. mostren com la flexoelectricitat de la hidroxiapatita (el mineral ossi) és suficient com per explicar-la.

Tall transversal d’un os. L’os cortical és la part dura externa. A dins trobem una estructura trabecular o esponjosa

Flexoelectricitat òssia

Vasquez-Sancho és investigador de l’Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2) de Bellaterra i del Centro de Investigación en Ciencia e Ingeniería de Materiales. Abdollahi és membre del Laboratori de Càlcul Numèric de la UPC de Barcelona. Damjanovic ho és de l’École Politechnique Federale de Lausanne. Catalana és també membre de l’ICN2.

Sota pressió, els ossos generen electricitat. Es tracta, doncs, d’una flexoelectricitat. Aquest comportament electromecànic es considera essencial en l’autoreparació i remodelatge del teixit ossi.

Aquesta flexoelectricitat òssia deriva principalment de la piezoelectricitat de la col·làgena, que és la principal proteïna estructural de l’os. Ara bé, també altres materials han de posseir aquesta propietat flexoelèctrica, és a dir que, en resposta a un gradient d’estirament, generaran un voltatge.

Vasquez-Sancho et al., a partir d’aquestes idees, han mesurat la flexoelectricitat de la hidroxiapatita i l’han comparada amb la de l’os. Són del mateix ordre de magnitud. Això els fa pensar que la flexoelectricitat de la hidroxiapatita és el principal component de la polarització induïda per flexionament en l’os cortical.

Vasquez-Sancho et al. han mesurat els coeficients flexoelèctrics i calcular els camps elèctrics generats per fractures en el mineral ossi. Calculen que la flexoelectricitat generada en aquestes fractures és teòricament prou gran com per induir l’apoptosi d’osteòcits, primer pas en la reparació de la fractura òssia.

Publicat dins de 3. La Vida | Envia un comentari

El gen neuronal Arc deriva d’un llinatge de retrotransposons

El gen Arc, que s’expressa en neurones, participa en diverses formes de plasticitat sinàptica. D’una banda, això li confereix rellevància en el desenvolupament neuronal i també en la memòria a llarg termini. Les sigles Arc es refereix al fet que és una proteïna d’activitat regulada per l’associació amb citoesquelet. La rellevància d’aquesta proteïna en diverses malalties neurològiques l’ha fet objecte d’una intensa recerca. Jason D. Sheperd ha coordinat una investigació sobre la funció molecular d’aquest gen i del seu producte gènic, la proteïna Arc, en la qual han comprovat que es tracta d’un gen evolucionat a partir d’un retrotransposó. El gener del 2017 trameteren els resultats a la revista Cell que, després d’un procés de revisió, els publica ara en forma d’article.

La proteïna Arc és capaç de mediar en la transferència intercel·lular de l’ARN missatger del gen Arc, tal com ho fan els retrovirus

Vesícules extracel·lulars transfereixen l’ARN missatger del gen Arc

El Laboratori de Shepherd mostra com el gen Arc té la capacitat d’autoensamblar-se, en forma d’ARN, dins de càpsides, que són emeses per la cèl·lula dins de vesícules. Aquestes vesícules contenen, doncs, en l’interior tant l’ARN missatger del gen Arc com la proteïna Arc.

Aquest sistema de transferència en vesícules ACBAR fa que el gen Arc d’una neurona donadora pugui arribar a una neurona receptora adjacent. En la neurona receptora, el contingut vesicular és alliberat al citoplasma, i l’ARNm pot ésser traduït en els ribosomes donant lloc a la síntesi de proteïnes Arc.

Si per comptes d’exposar una neurona a aquestes vesícules, se les exposa a càpsides Arc purificades, aquestes també són endocitades, i es realitza la transferència de l’ARNm contingut en elles.

La proteïna Arc actua com ho fan les proteïnes Gag retrovirals

El genoma dels retrovirus conté tres gens principals, que codifiquen per a tres proteïnes fonamentals: Gag, Pol i Env. La proteïna Pol és l’enzim responsable de la replicació del genoma retroviral i de la seva integració en el genoma cel·lular hoste. La proteïna Env és la proteïna de l’embolcall que permetrà la partícula retroviral d’infectar una cèl·lula. La proteïna Gag participa en l’ensamblatge de la càpside viral.

Pastuzyn et al. remarquen la similitud entre les propietats moleculars de la proteïna Arc i de les proteïnes retrovirals Gag.

El gen Arc deriva d’un llinatge de retrotransposons Ty3/gypsy

L’anàlisi evolutiva realitzada per Pastuzyn et al. a la llum de les seves descobertes indica que el gen Arc deriva d’un llinatge de retrotransposons Ty3/gypsy, present en els genomes de vertebrats. Els retrotransposons Ty3/gypsy són també a l’origen dels retrovirus. Així doncs,
Arc és el resultat de l’evolució d’un retroelement Gag que ha arribat a participar de manera essencial en la comunicació intercel·lular en el sistema nerviós.

Lligams:

The Neuronal Gene Arc Encodes a Repurposed Retrotransposon Gag Protein that Mediates Intercellular RNA Transfer. Elissa D. Pastuzyn, Cameron E. Day, Rachel B. Kearns, Madeleine Kyrke-Smith, Andrew V. Taibi, John McCormick, Nathan Yoder, David M. Belnap, Simon Erlendsson, Dustin R. Morado, John A.G. Briggs, Cédric Feschotte, Jason D. Shepherd.
Cell 172 p275-288.e18 (2018)

SheperdLab.

Publicat dins de 5. La Intel·ligència | Envia un comentari

Els enfosquiments de l’estel variable KIC 8462852

La missió Kepler anotà tota una sèrie d’estels que presentaven oscil·lacions de lluminositat atribuïbles a trànsits planetaris. Entre aquests candidats, el 8462852 ha rebut una atenció particular d’ençà que Tabetha S. Boyajian en remarcà les peculiaritats. Hom especulà amb la possibilitat que aquestes peculiaritats es deguessin a alguna macrostructura artificial. De mica en mica, però, va aclarint-se el fenomen natural que podria explicar-ho tot plegat. Ara, en un article encapçalat per la mateixa Boyajian, uns 200 astrònoms exposen observacions fotomètriques realitzades sobre aquest estel.

Dues imatges de l’estel KIC 8462852, a l’infraroig (esquerra) i a l’ultraviolat (dreta)

Les caigudes de lluminositat de l’estel de Tabby

El maig del 2013 es tancava la missió Kepler. L’octubre del 2015 s’iniciava un programa de seguiment fotomètric de l’anomenat estel de Tabby Boyajian, KIC 8462852. El maig del 2017 es detectà una seqüència de caigudes de lluminositat, que continuà durant tota la sessió fins fa unes setmanes, quan la presència del Sol en la constel·lació del Sagitari impedeix observar aquest estel, situat en la constel·lació del Cigne.

Entre les caigudes, n’hi ha quatre de principals, que arriben a valors de l’1-2,5% de la lluminositat basal de l’estel. Es tracta de caigudes que duren dies o setmanes, i que han rebut els noms d’Elsie, Celeste, Skara Brae i Angkor.

Durant aquestes caigudes, no hi ha alteració aparent de l’espectre estel·lar o de la polarització. Sí que hi ha una envermelliment diferencial. Cal pensar doncs que aquests enfosquiments es deuen a la presència de pols ordinària (ben inferior a 1 micra de diàmetre) més que no pas de materials densos i opacs. No es descarta però que també es puguin deure a variacions intrínseques de la fotosfera estel·lar.

La família Elsie d’enfosquiments

La cronologia, en data juliana, va d’aquesta manera:
– JD 2457892 (18 de maig del 2017): es detecta una caiguda en la lluminositat de l’estel, que fou denominada “Elsie”.
– JD 2457893: “Elsie” arriba al nivell màxim d’enfosquiment.
– JD 2457900: l’estel ha tornat a valors normals de lluminositat. En total, Elsie ha durat uns 5 dies. L’entrada d’Elsie ha estat molt més brusca que la sortida.
– JD 2457922 (18 de juny): un segon enfosquiment, denominat “Celeste” assoleix un màxim d’enfosquiment. Hi seguiran uns 30 dies de depressió en la lluminositat.
– JD 2457974 (8 d’agost): Som al mig d’un tercer enfosquiment, designat com a “Skara Brae”, que arriba a una caiguda, durant unes hores, del 2% de la lluminositat basal.
– JD 2458006 (9 de setembre): Un quart enfosquiment, “Angkor”, que començà dos setmanes després de l’extinció de Skara Brae, arriba a un màxim. És el període d’enfosquiment més ràpid i sostingut (4 dies de durada).
– JD 2458050 (finals d’octubre): després d’Angkor es registra un augment de la lluminositat respecte els nivells basals de 0,5%, que comença a revertir.
– JD 2458100 (mitjans de desembre): es recupera la lluminositat basal.

Durant aquest període, es prengueren dades d’espectroscopia (a partir del 20 de maig del 2017), de fotometria d’infraroig, de polarimetria i de radioones (amb el Telescopi Allen de l’Institut SETI). No se’n detectaren variacions o senyals.

A partir dels registres, Boyajian et al. valoren diferents possibilitats de pols circumstel·lar (mida i composició química).

Vuit anys d’observacions

Des del 2009, hom disposa de dades sobre aquest estel, els primers quatre anys corresponents a la missió Kepler. La família Elsie d’enfosquiments del 2016 recorda a la família Q16 detectada per la missió Kepler, així com l’enfosquiment Skara Brae recorda l’enfosquiment D1540 observat per la missió Kepler. Els enfosquiments del 2017 han estat observats des de múltiples observatoris.

No semblen tractar-se de fenòmens purament periòdics. A més, cal comptar amb una tendència general a l’enfosquiment que fa davallar la línia basal de lluminositat. L’atribució més raonable d’aquests fenomens tindria a veure amb la dinàmica d’un núvol cometari.

Publicat dins de 1. L'Univers | Envia un comentari

Bon any 2018!

Bon any 2018! Enguany és un any especial en el sentit que és buit en la llista d’anys internacionals de Nacions Unides. A risc de caure en la cursileria, podríem dir que, com que el segle XXI compleix 18 anys, allò més remarcable és la majoria d’edat del segle XXI. Ho diem justificats en el fet que els 18 anys és l’edat d’entrada en la vida adulta d’acord amb la majoria de jurisdiccions. Arbitrari potser, però podríem dir que a aquesta alçada el segle ja hauria d’haver adquirit un caràcter. I ja posats, si arbitràries són les centúries no pas menys ho són els anys, car assenyalar l’inici d’un cicle o l’inici del comptatge de cicles és sempre objecte de la convenció. Així alguns gosen de dir que el segle XXI ja es mostra marcat per la globalització econòmica i l’extensió de la societat de consum, malgrat la Gran Recessió viscuda a començament de la dècada present, acompanyada, però, d’unes tensions geopolítiques preocupants. L’11 de novembre del 1918, es tancava la primera Gran Guerra del segle XX, i certament les dues guerres mundials i la guerra freda posterior marcà el segle. En el 1818, tancat el cicle napoleònic, semblava que el segle XIX quedaria caracteritzat per la síntesi de modernitat tecnològica i filosòfica i d’ordre social i polític, però el 5 de maig naixia a Trèveris Karl Heinrich Marx. En el 1718, en canvi, el segle XVIII semblava com a simple continuació de l’anterior, en el marc d’allò que historiadors posteriors anomenen la Segona Guerra dels Cent Anys. El 23 de maig del 1618, dos consellers reials (catòlics) eren defenestrats al Castell de Praga per una assemblea de representants populars (protestants), fet que al capdavall marcaria la crisi del segle XVII, entre la raó i el sectarisme. En el 1518, el Renaixement i les Descobertes havien posat les bases d’un segle XVI que justifica tota aquesta nostra visió eurocèntrica moderna. El 22 d’abril del 1418 es tancava el Concili Ecumènic de Constança, que semblava encarar el segle XV pel camí de la recuperació de la unitat i de l’ortodòxia de l’Església Occidental. Pels volts del 1318, Europa ja havia començat a experimentar l’altra cara del creixement demogràfic i de la interrelació econòmica, en forma de fams a gran escala, característiques de la crisi del segle XIV, en la qual destrucció i patiment semblaven alhora la conseqüència i la causa d’etapes anteriors d’expansió i prosperitat.

El mariscal Foch, els almirals Hope i Rosslyn, i altres signataris de l’armistici de l’11 de novembre del 1918, es deien fotografiar en el vagó on han signat aquest document, que havia de posar fi a totes les guerrres. El “vagó de l’armistici” era un vagó restaurant construït el 1913 per la Compagnie internationale des wagons-lits. Començà a circular el 4 de juny del 1914, pocs abans de l’inici de la conflagració, durant la qual serví en les línies de Saint-Brieuc, de Le Mans i de Deauville-Trouville. El setembre del 1918 havia estat transformat en vagó-saló i el mes següent s’incorporar el tren del Grand Quartier général del mariscal Foch, comandant aliat del front de l’Oest. Arribà al bosc de Compiègne el 7 de novembre, i continuà afectat militarment fins el setembre del 1919. Convertit ja en un símbol, fou exposat als Invalides entre el 1921 i el 1927, moment en el qual retornà a Compiègne, ja convertit en el “vagó de Compiègne”, símbol de la pau. En el mateix lloc d’exposició, Hitler hi faria signar l’armistici del 22 de juny del 1940. El vagó fou després traslladat a Berlín, i exposat a la porta de Brandenburg i al Lustgarten. Fou evacuat de Berlín el 1944, i amagat a Turíngia, on l’abril del 1945 el van cremar no fos cas que servís per a un tercer armistici. Un vagó-restaurant de la mateixa sèrie prendria el seu lloc a Compiègne l’11 de novembre del 1950

L’any 2018 gregorià i els altres

L’any 2018 AD és un any comú (de 365 dies), amb lletra dominical G (car comença en dilluns). Arrencarà en la data juliana de 2458119,5 i en el segon Unix de 1514764800. En el compte llarg maia l’any 2018 arrenca el 13.0.5.1.17. En termes de l’ISO 8601 la primera setmana del 2018 arrenca el mateix 1 de gener, i la darrera setmana, la que farà 52, conclourà el diumenge 30 de desembre del 2017. La Lluna començarà l’any gairebé plena, amb 13-14 dies d’edat. El Diumenge de Pasqua tindrà lloc l’1 d’abril. Per discrepàncies en el comptatge de l’edat lunar, la Pasqua hebrea s’escaurà el 31 de març, i la juliana el 8 d’abril.

L’any 2018 és l’any 2056 de l’era, l’any 2771 de la fundació de Roma i l’any 3184 de la Nostra Senyora de la Discòrdia. L’Any Nou Lunar s’escaurà el 16 de febrer, quan entrarem en l’era de la terra i en el signe del gos (戊戌年). L’equinocci vernal del 2018 marcarà l’inici de l’any 175 de l’era bahá’í. L’equinocci autumnal del 2018 marcarà l’inici de l’any 7527 del món segons el còmput bizantí (5779 segons el còmput hebreu), l’any 2011 de l’encarnació segons el còmput etíop, l’any 1735 dels màrtirs segons el còmput alexandrí i l’any 227 de la república francesa. La lluna nova de setembre anunciarà els inicis de l’any 5779 del món segons el còmput hebreu i de l’any 1440 de l’hèjira. En general, l’any 2018 es correspon a l’any 6768 de la fundació d’Assur, el 4351 de l’era coreana, el 2968 de l’era amazic, el 2562 de l’era budista, el 1952 de l’era javanesa, el 1940 de l’era balinesa, el 1467 de l’era armeniana (ԹՎ ՌՆԿԷ), el 1425 de l’era bengalí, el 1380 de l’era birmana, el 1019 de l’era igbo, el 550 de l’era sikh, el 107 de l’era iutxe i el 107 de l’era republicana xinesa. També serà l’any 30 de l’era Heisei (平成30年), una era que ja s’ha anunciat que conclourà el 2019 amb l’abdicació imperial.

L’any 2018 astronòmic

El periheli d’enguany, màxim acostament de la Terra al Sol, tindrà lloc 3 de gener a les 05:35UTC (0,9833094 UA). L’afeli s’escaurà el 6 de juliol a les 16:47UTC (1,0166961 UA).

Els equinoccis seran el 20 de març a les 16:15UTC i el 23 de setembre a les 01:54UTC. Els solsticis es produiran el 21 de juny a les 10:07UTC i el 21 de desembre a les 22:22UTC.

El 2018 serà un any de tres eclipsis solars, cap d’ells visible des de Barcelona:
– el 15 de febrer del 2018, amb màxim a les 20:51:29UTC. Serà un eclipsi parcial, visible al sud de Sud-Amèrica i a l’Antàrtida. És l’eclipsi 17 dels 71 inclosos en el saros 150.
– el 13 de juliol del 2018, amb màxim a les 03:01:05UTC. Serà un eclipsi parcial, visible al sud d’Austràlia. És l’eclipsi 69 dels 71 inclosos en el saros 117.
– l’11 d’agost del 2018, amb màxim a les 09:46:24UTC. Serà un eclipse parcial, visible al nord d’Euràsia i a la regió àrtica. És l’eclipsi 6 dels 71 inclosos en el saros 155.

Tindrem lluna nova el 17 de gener, el 15 de febrer, el 17 de març, el 16 d’abril, el 15 de maig, el 13 de juny, el 13 de juliol, l’11 d’agost, el 9 de setembre, el 9 d’octubre, el 7 de novembre i el 7 de desembre.

Tindrem dos eclipsis lunars:
– el 31 de gener tindrà lloc un eclipsi lunar total (saros 124). Centrat en el Pacífic, no serà pas visible des de Barcelona.
– la nit del 27 al 28 de juliol tindrem un eclipsi lunar total (saros 129). A Barcelona, la Lluna eixirà a les 21:08 (hora oficial CEST, divendres 27), ja eclipsada parcialment, i entrarà en eclipsi total a les 21:30. L’eclipsi total, amb la lluna tenyida de roig, durarà fins a les 23:13, i la Lluna abandonarà l’ombra a les 00:19 i la penombra a les 01:28. Serà segurament l’esdeveniment astronòmic que més interès despertarà a la nostra ciutat el 2018.

Entre les principals conjuncions de l’any 2018 podem citar:
– el 7 de gener, a les 03:40UTC, Mart i Júpiter es trobaran a 0,2º.
– 13 de gener, a les 08UTC, Mercuri arribarà 0,7º de Saturn.
– el 5 de març, a les 18:28UTC, Venus i Mercuri es trobaran a 1,4º.
– el 2 d’abril, a les 11:53UTC, Mart i Saturn es trobaran a 1,3º.
– el 20 de juny, a les 02:21UTC, Venus passarà a 0,4ºN del Cúmul del Pessebre.
– el 14 de novembre, a les 23:14UTC, Venus passarà a 0,2ºS d’Spica.
– el 16 de novembre, a les 04:16UTC, la Lluna ocultarà Mart. Aquesta ocultació serà visible al sud de Sud-Amèrica i a l’Antàrtida Occidental.
– el 9 de desembre, a les 05:30UTC, la Lluna ocultarà Saturn. Aquesta ocultació serà visible a la Sibèria Oriental.
– el 21 de desembre, a les 20UTC, Mercuri arribarà a 0,8º de Júpiter.

Les màximes elongacions de Mercuri seran l’1 de gener (matutina, 23º), el 15 de març (vespertina, 18º), el 29 de maig (matutina, 27º), el 12 de juliol (vespertina, 26º), el 26 d’agost (matutina, 18º), el 6 de novembre (vespertina, 23º) i l’11 de desembre (matutina, 21º).

Venus comença l’any amb una conjunció superior el 9 de gener. Passa, doncs, a ésser estel vespertí, categoria en la qual assolirà la màxima elongació el 17 d’agost (46º). El 2 d’octubre farà la conjunció inferior, que el tornarà al cel matutí.

L’oposició de Mart tindrà lloc el 27 de juliol, que el durà a 0,386 UA de la Terra (la màxima aproximació des del 2003). Entre l’abril i el maig, doncs, hi haurà la finestra biennal de llançament, que aprofitarà la missió InSight.

Les oposicions de Júpiter i Saturn tindran lloc, respectivament, el 9 de maig i el 27 de juny. La de Neptú serà el 7 de setembre i la d’Urà el 24 d’octubre

De les pluges d’estels indicarem les quadràntides (3 de gener, 20UTC), les lírides (22 d’abril, 18UTC), les eta-aquàrides (5 de maig, 07UTC), les delta-aquàrides (28 de juliol, 09UTC), les perseides (13 d’agost, 01UTC), les oriònides (21 d’octubre, 17UTC), les S-tàurides (5 de novembre, a les 18UTC), les N-tàurides (12 de novembre, a les 17UTC), les lleònides (17 de novembre, a les 23UTC), les gemínides (14 de desembre, a les 12UTC) i les úrsides (22 de desembre, a les 21h).

Pel que fa a la cosmonàutica, esmentarem:
– el març la NASA té previst el llançament del TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Aquesta telescopi orbital monitoritzarà 200.000 estels a la recerca de trànsits planetaris.
– el 5 de maig, la NASA aprofitarà la finestra de llançament esmentada cap a Mart per a la missió InSight (Interior Exploration Using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport). La missió implantarà una estació geològica i meteorològica.
– el mes d’agost, la NASA té previst el llançament de la Parker Solar Probe. Aquesta missió cercarà una òrbita excèntrica, que li permeti acostar-se al Sol a 0,04 UA.
– el mes d’octubre l’ESA i la JAXA tenen previst el llançament de BepiColombo. Aquesta doble missió arribarà a Mercuri a final del 2025, moment en el que quedaran en òrbita el MPO i el MMO.
– al final del 2018 SpaceX té prevista una missió tripulada a la Lluna. Si la fa, serà la primera missió tripulada que va més enllà de la baixa òrbita terrestre en els darrers 45 anys. Per la seva banda, la JAXA té programada una altra missió lunar, la SELENE-2, aquesta sense tripulació, però que inclourà un satèl·lit, una estació de superfície i un ròver.

El nostre 2018 i els altres

Els fets escaiguts a Catalunya el darrer trimestre del 2017 no podran valorar-se plenament fins ben entrat en el 2018, quan la pràctica quotidiana de la majoria social decideixi realment, més enllà dels resultats electorals del 21 de desembre, el curs que cal prendre. Sens dubte, aquesta decisió, més que de consensos, partirà de la correlació de forces contraposades.

Esportivament, el nostre 2018 girarà al voltant del 21a Copa del Món de la FIFA, que es jugarà a Rússia. Hi competiran 32 equips, 14 de la UEFA, 5 de la CONMEBOL, 5 de la CAF, 5 de l’AFC i 3 de la CONCACAF. El primer partit enfrontarà al Luzhniki Stadium, Rússia i Aràbia Saudita, el 14 de juny, com si volgués ésser una imatge de les confrontacions geopolítiques dels nostres dies. La final serà el 15 de juliol.

Pel que fa al moviment olímpic, entre el 9 i el 25 de febrer tindrà lloc a Pyeongchag l’Olimpiada d’Hivern

Si fem una ullada al calendari electoral tenim:
– gener: eleccions presidencials a la República Txeca, a Xipre i Finlàndia.
– febrer: eleccions presidencials a Costa Rica i a Armènia. Eleccions legislatives a Barbados, Djibouti i Mònaco.
– març: eleccions generals a Sierra Leone. Eleccions presidencials a Rússia. Eleccions legislatives a Líbia. Eleccions al Senat de Pakistan. Eleccions municipals als Països Baixos. Referèndum a Guatemala sobre si confiar la qüestió de Belize al Tribunal Internacional de Justícia.
– abril: eleccions presidencials a Montenegro. Eleccions generals a Paraguai. Eleccions legislatives a Bhutan, a Fiji i a Gabon.
– maig: eleccions presidencials a Colòmbia i a Egipte. Eleccions legislatives al Líban, a Hongria i a Itàlia.
– juliol: eleccions generals a Mèxic. Eleccions legislatives a Afganistan i a Cambodja.
– setembre: eleccions legislatives a Suècia, a Camerun i a Pakistan.
– octubre: eleccions presidencials al Brasil, a l’Azerbaijan, a Camerun, a Geòrgia i a Veneçuela. Eleccions generals a Bòsnia-i-Hercegovina, a Luxemburg i a Malàisia.
– novembre: les mid-term elections dels Estats Units tindran lloc el 6 de novembre, i se les considera un plebiscit sobre els dos primers anys de la presidència de Trump. També hi haurà eleccions legislatives a Moldova i a Tailàndia, i presidencials a les Maldives. I referèndum d’independència Nova Caledònia.
– desembre: eleccions generals a Congo-Kinshasha. Eleccions legislatives a Togo.

Per miserable que sembli el nostre 2018, crec que és millor que no pas el 2018 de Rollerball (1975). La concentració monopolística de riquesa és més estètica entre nosaltres, més dissimulada. En conseqüència també ho és l’entreteniment. Els espectadors de rollerball gaudeixen d’aquest esport de contacte violent, i idolatren a les grans estrelles, tota vegada que també senten una Schadenfreude quan les veuen caure. El rollerball, entre nosaltres, pren formes més sofisticades de pànic moral, d’hipocresia cínica i d’escepticisme davant de l’esforç propi i aliè.

El pòster de “Rollerball” deia que “en un futur no tan distant, no hi haurà guerres, però hi haurà rollerball”.

D’altra banda, la nostra exploració oceanogràfica va amb bolquers en comparació amb la primera temporada de SeaQuest DSV (1993), que era ambientada justament en el 2018. També hem de dir que no som tan desesperats de recursos naturals… De moment.

Publicat dins de General | Envia un comentari

Una revisió sistemàtica de l’impacte de l’ús de bales de goma i similars en el “control de multituds”

La premsa s’està fent ressò en les darreres hores d’una revisió sistemàtica de Rohini J. Haar, Vincent Iacopino, Nikhil Ranadive, Madhavi Dandu i Sheri D. Weiser sobre les morts, lesions i incapacitacions derivades de l’ús de projectils d’impacte cinètic en situacions policials de “control de multitud”. L’estudi, que apareix a la revista British Medical Journal, fa un repàs sistemàtic d’allò que s’ha publicat sobre mortalitat, lesivitat i discapacitat permanent per diversos projectils (bales de goma i plàstiques, projectils en saquets, perdigons i altres projectils) emprats en detencions, protestes i contextos similars des de l’1 de gener del 1990 a l’1 de juny del 2017. Aquesta revisió recull 1984 casos de lesions, 53 d’ells mortals i 300 amb resultat de discapacitat permanent. Aquests projectils, que reben el nom comú de projectils d’impacte cinètic, segons els autors, no són “armes apropiades per a l’ús en situacions de control de multituds”.

Projectils de saquet

Una revisió de PubMed, Scopus, JSTOR i literatura grisa

Vicent Iacopino i Rojini J. Haar conceberen aquesta recerca. Iacopino és membre de Physicians for Human Rights. Haar és membre de la School of Public Health de la Division of Epidemiology de la University of California, Berkeley. En el desenvolupament de l’estudi, Haar comptà amb el suport de Nikhil Ranadive (de la Emory University School of Medicine, Atlanta), Madhavi Dandu (del Department of Medicine de la University of California, San Francisco) i Sheri D. Weiser (de la Division of HIV, ID and Global Medicine de la UC San Francisco).

Haar i Ranadive emprengueren la tasca de fer la cerca de la literatura i l’anàlisi. Haar escrigué un manuscrit inicial, que fou després completat i revisat pels altres autors. La publicació fou possible en part pel suport de la Berkeley Research Impact Initiative (BRII).

Si bé la revisió incorporal tota la informació publicada i rellevant sobre aquestes menes de projectils, i ofereix una comprensió de les lesions i discapacitats que produeixen, cal tindre present que l’heterogeneïtat dels estudis analitzats no permet fer una meta-anàlisi de les dades.

La raó que impulsà Iacopino i Haar a fer aquest estudi és evident. En els darrers anys, hi ha hagut una major atenció a les protestes populars contra governs i centres de poder, a les que s’ha respost sovint amb mesures policials que limiten el dret de reunió pacífica i que suposen un ús innecessari i desproporcionat de força. Les unitats d’antidisturbis s’escuden en el fet que ells utilitzen armes no-letals de control de multituds, entre les quals hi compten els projectils d’impacte cinètic.

Projectils d’impacte cinètic

Els projectils d’impacte cinètic cerquen la incapacitació temporal d’individus a través de producció de dolor o de lesions no-letals. Les anomenades “pilotes de goma” en són el cas més conegut, i consisteixen en un sol projectil adreçat a un sol individu. Però també hi ha projectils d’escampament que s’adrecen a grups sencers. En tots dos casos, funcionen a través de la transferència d’energia cinètica del projectil al cos de l’individu.

Els principals productors d’aquests projectils i de les llençadores corresponents són Brasil, Xina, Israel, Sud-Àfrica, Corea del Sud i els Estats Units. N’hi ha més d’una setantena de models, i els compradors són forces militars i policials, així com companyies de seguretat privada de tot el món.

Recerca bibliogràfica

Haar i Ranadive ha recercat les bases de dades de JSTOR, PubMed i Scopus sense restriccions de llengua, bo i emprat com a termes “rubber bullets”, “plastic bullets”, “bean bag rounds”, “baton rounds”, etc.

Les cerques incloïen estudis que documentaven lesions, morts o altres conseqüències de salut de projectils d’impacte cinètic publicats entre l’1 de gener del 1990 i l’1 de juny del 2017. No incloïen únicament a manifestants, sinó també a aficionats esportius, presos i agents policials.
I, alhora que compten manifestacions pacífiques, també hi compten avalots, esdeveniments esportius, aixecaments en presons, detencions, exposicions accidentals i entrenaments militars o policials. S’inclogueren estudis de cohort i sèries de casos (sempre que fossin superiors a quatre casos) així com estudis experimentals sobre els projectils.

Construïren una base de dades que incloïa per a cada cas dades demogràfiques, tipus d’arma, context d’ús, país i característiques de l’estudi.
Es filtraren les dades per evitar duplicacions. Es classificaren com a lesions menors les que eren presents en un exam físic, però que no requerien una assistència mèdica professional, és a dir contusions, abrasions i esquinços menors. Eren considerades lesions severes les que requerien una actuació mèdica professional: laceracions i ferides penetrants. Es classificava com a ceguesa la visió inferior a 6/60.

Vint-i-sis articles inclosos en la revisió

En total, revisaren 3228 citacions, llegiren 265 articles sencers i identificaren 26 articles que complien els criteris per a la inclusió en la revisió sistemàtica.

D’aquests 26 articles, 19 eren estudis retrospectius de cohort, 4 eren estudis prospectius de cohort i 3 eren sèries de casos. El nombre de subjectes estudiats anava de 5 a 612 persones, amb un total de 1487. La majoria de les quals eren joves adults (edat mitjana de 23,4 anys) de sexe masculí (93,8%). Dels 26 articles, 11 se centraven en protestes, 2 en detencions criminals i 1 en un avalot, mentre que els 14 restants cobrien contextos diversos.

Dels 26 articles, 11 eren sobre Israel/Palestina, bàsicament de la primera (1987-1993) i segona (2000-2005) intifada. Cinc eren de l’Àsia del Sud, uns de Caixmira i els altres del Nepal. Cinc eren del Regne Unit de Gran Bretanya i Irlanda del Nord. Tres dels Estats Units. Un de Suïssa. Un de Turquia. En termes de qualitat, dels 26 articles, 10 eren de qualitat alta, 11 de moderada i 3 de pobra. El 41% dels projectils estudiats eren de composició o nucli metàlic (emprats a Terra Santa i a Turquia), 22% eren pilotes de goma, el 26% pilotes plàstiques o de PVC i 11% de perdigonades i similars.

L’anàlisi sobre 1984 casos

Dels 26 articles deriven 1984 persones afectades directament pels projectils d’impacte cinètic. D’aquestes persones, 53 moriren (3%) i 300 quedaren permanentment incapacitades (15%).

Dels 53 casos mortals, el 56% responen a ferides de penetració i el 23% a lesions contusives. La meitat de les morts es degueren a traumatisme en el cap o en el coll, i un 27% a traumes toràcics i abdominals. Un cas mortal es degué a una ferida greu en un genoll, que resultà en un embolisme pulmonar amb fallida respiratòria.

Dels 300 casos de discapacitat permanent l’àmplia majoria consistia en pèrdua de visió i danys abdominals que conduïren a esplenectomies o colostomies. En dos casos, fou necessària l’amputació d’una extremitat.

De les 1931 supervivents, es registren 2135 lesions, el 71% de les quals foren severes. S’hi registraren 310 lesions oculars, de les quals 261 conduïren a ceguesa permanent. De les 738 lesions en extremitats, 7 conduïren a discapacitat permanent.

La majoria de les lesions (1219) i de discapacitats permanents (237) foren produïdes per bales amb nucli metàl·lic o amb altres components metàl·lics.

Dels 26 articles, 7 posaven de manifest que el retard en l’assistència mèdica contribuí a la morbiditat, degut als controls policials, a la por d’ésser detingut o represaliat, a la manca d’assistència quirúrgica o especialitzada o a limitacions socio-econòmiques d’accés a transport i centres sanitaris.

Unes armes “menys letals”

Haar et al. recorden que aquestes armes no són pròpiament “no-letals”. Poden produir i produeixen lesions severes i mort. Les velocitats d’impacte, al capdavall, són similars a les de munició convencional. És quan impacten a òrgans vitals (cap, coll, tòrax, abdomen) que resulten en lesions greus. Per això els protocols oficials en preveuen l’ús a “distància segura” i apuntant a la musculatura de les extremitats inferiors.

Segons Haar et al. aquestes armes tan sols s’haurien d’utilitzar en dos contextos de control de multitud:
1) detenció d’individus dedicats a comportament il·legal, sempre que hom tingui present la consideració de distància.
2) dispersió de multituds en situacions d’avalot que amenacen la seguretat pública.

Haar et al. són escèptics sobre que gasos lacrimògens, canons d’aigua, armes acústiques o dispositius elèctrics, siguin una alternativa a les bales de goma, ja que també poden produir lesions importants. Consideren, no obstant, que cal més recerca per entendre les diferències regionals en l’ús, control i responsabilitat d’aquestes armes.

Lligams:

Death, injury and disability from kinetic impact projectiles in crowd-control settings: a systematic review. Rohini J. Haar, Vincent Iacopino, Nikhil Ranadive, Madhavi Dandu, Sheri D. Weiser. British Medical Journal 7 (12) e018154 (2017).

Physicians for Human Rights.

Stop Bales de Goma.

Ojo con tu ojo.

Publicat dins de 6. La Civilització | Envia un comentari

“Kumimanu biceae”: un pinguí gegant de 100 kg i 1,77 m de fa 57 milions d’anys

Dougal Dixon a “After Man” (1981) fabulava sobre possibles organismes del futur llunyà, d’ací a 50 milions d’anys, i entre les criatures que imaginava hi havia un pinguí gegant que feia les “funcions ecològiques” de les actuals balenes. Dixon extreia aquesta inspiració del fet que fa 50 milions d’anys hi havia espècies de pingüins, és a dir d’aus de l’ordre de les esfenisciformes, que eren més grosses que les actuals. Gerald Mayr,
R. Paul Scofield, Vanesa L. De Pietri i Alan J. D. Tennyson descriuen a Nature Communications la que podria haver estat una de les espècies de pingüí més gegantina, amb una alçada de 1,77 m i una massa corporal de 100 kg. Ho fan a través d’un fòssil trobat a Hampden Beach (Otago, Nova Zelanda) que, pel seu nivell estratigràfic, tindria una antiguitat de 55,5-59,5 milions d’anys.

Alguns ossos de NMNZ S.45877, holotip de “Kumimanu biceae”, com ara la porció cranial de l’escàpula esquerra (a), vèrtebres toràciques (d i e), fèmur (f), esternó (g), tibiotars (h). La barra fa mig metre

Els pingüins gegants del primer Cenozoic

En l’evolució de l’ordre dels esfenisciformes crida l’atenció el gegantisme relatiu assolit per algunes espècies a començament de l’Era Terciària. Kaikuru grebnefi, de l’oligocè, tindria una llargada corporal de 1,5 m. Alguns individus de Palaeudyptes klekowski, de l’eocè, podrien haver fet 2 m. Entrat el miocè, però, aquests pingüins gegants desapareixen, probablement perquè ja no podien competir amb la diversificació de mamífers marins.

Un esquelet parcial trobat a la formació Moeraki, en Hampden Beach (Otago)

Nova Zelanda és la terra que concentra més restes dels esfenisciformes gegants. Mayr et al. reporten un esquelet parcial d’un pingüí gegant fossilitzat en la formació Moeraki, del paleocè, en la localitat de Hampden Beach (Otago). No tan sols seria un dels pingüins gegants més antics,
sinó també un dels més grans.

Per Mayr et al., som davant d’una nova espècie i un nou gènere d’esfenisciforme. L’holotip, NMNZ S.45877, és un esquelet parcial d’un sol individu que inclou l’extrem cranial de l’escàpula esquerra, la part dreta del coracoide, part de l’esternó, part de l’húmer esquerra, la part proximal de l’ulna esquerra, el fèmur dret, bona part del tibiotars dret, part del sinsacre, tres vèrtebres i alguns altres fragments ossis.

El nom genèric, de Kumimanu, es forma a partir dels mots maorís, “kumi” (un gegant mitològic) i “manu”, que vol dir ocell. L’adjectiu específic, biceae, és un homenatge a Bice Tennyson, la mare d’Alan J. D. Tennyson, ja que fou ella la que animà l’interès del fill en la història natural.

El fòssil fou trobat a Hampden Beach, en el marc de la formació Moeraki. Data del Paleocè tardà, concretament de final del Teurià, en el nivell estratigràfic local NZP5, que tindria una edat absoluta de 55,5-59,5 milions d’anys. En una mostra de la matriu de la peça s’identificà la presència del dinoflagelat Paleocystodinium australinum, que corroborà l’adscripció a l’estatge Teurià.

L’húmer tindria una llargada estimada entre 185 i 228 mm. El fèmur, complet, fa uns 161 mm. Mayr et al. estimen que l’holotip de K. biceae feia 1,77 m i pesava 101 kg. Aquestsa valors tan sols serien superats per P. klekowskii.

L’anàlisi filogenètica indica un origen múltiple dels pingüins gegants

Per escatir la posició filogenètica de Kumimanu biceae, Mayr et al. comparen les seves característiques amb la d’un ample ventall d’espècies fòssils i vivents de l’ordre dels esfenisciformes. Consideren com a pingüí gegant, tot aquell que superi en dimensions el pingüí emperador (Aptenodytes forsteri), el qual pot fer 122 cm de llargada i 45 kg de massa corporal.

K. biceae ocupa una posició relativament basal en l’ordre dels esfenisciformes, tan sols superada per espècies del gènere Waimanu. Queda fora, doncs, del llinatge que sobreviuria al Paleocè. K. biceae demostraria doncs que els pingüins gegants han aparegut, si més no, dues vegades en la història evolutiva dels esfenisciformes.

El gigantisme de K. biceae hauria sorgit en un estadi primerenc de la història dels esfenisciformes, quan ja havien abandonat el vol i havien esdevingut nedadors. Sense limitacions aerodinàmiques, la hidrodinàmia no era pas tan incompatible amb unes bones dimensions que, alhora, servien per escalar posicions en les sempre combatudes xarxes tròfiques marines. Els esfenisciformes substituïen els grans rèptils marins, desaparegut en l’extinció massiva del Cretàcic-Cenozoic. El gigantisme devia ésser afavorit per unes condicions climàtiques generals més càlides.
Al capdavall, llavors el món era en l’estadi d’hivernacle i no pas en l’estadi d’iglú dels nostres dies.

La tendència al gigantisme és afavorida pels avantatges de supervivència i aparellament associats a una mida elevada. Els pingüins més grossos ho tenen més fàcil per reeixir en la competència intra- interspecífica per aconseguir un territori de cria.

Mayr et al. consideren que allò que cal explicar no és el gigantisme en el Paleogè, sinó més aviat la manca de gigantisme en el Neogè. Hom ha suposat que els pingüins gegants desaparegueren víctimes de la competència amb mamífers marins, tant odontocets com pinnípedes. Els conflictes actualment existents entre pingüins i pinnípedes per les zones de cria reforcen aquesta visió.

Lligams:

A Paleocene penguin from New Zealand substantiates multiple origins of gigantism in fossil Sphenisciformes. Gerald Mayr, R. Paul Scofield, Vanesa L. De Pietri, Alan J. D. Tennyson. Nature Communications 8, 1927 (2017).

Publicat dins de 4. L'Animal | Envia un comentari

“Halszkaraptor escuilliei”, un teròpod predador aquàtic de fa 72 milions d’anys

A través d’una microtomografia de raigs X amb contrast de fase, obtinguda en les instal·lacions d’un sincrotró, un grup de paleontòlegs liderat per Andrea Cau, del Museu Geològic i Paleontològic Giovanni Capellini de Bolonya, ha pogut estudiar un especimen de maniraptor ben preservat sense haver-lo d’extraure de la roca matriu, portada des de Mongòlia i data d’uns 70-75 milions d’anys. Cau et al. descriuen a partir d’aquest especimen un nou gènere, Halszkaraptor i una nova espècie, Halszkaraptor escuilliei, i ho fan en un article que sotmeteren a la revista Nature el 21 d’agost. L’article fou acceptat l’1 de novembre i es publica avui, 6 de desembre. H. escuilliei era un predador aquàtic, de coll llarg, amb les extremitats anteriors adaptades a la natació.

Una reconstrucció de “Halszkaraptor escuilliei”

La radiació dels maniraptors durant el Cretàcic

Si diem que les aus són dinosaures no diem cap bestiesa. Dins dels dinosaures, podem adscriure-les als saurisquis, i dins dels saurisquis entre els teròpodes. Dels teròpodes, entrarien dins dels celurosaures. Els primers celurosaures sorgiren a final del Triàssic. Devien ésser omnívors, amb la capacitat de combinar la predació amb la capacitat de digerir materials vegetals. Els celurosaures compartien un sacre relativament llarg, una cua amb extrem rígid, una ulna arquejada i una tíbia més llarga que el fèmur.

En el Cretàcic, un dels llinatges de celurosaures, els maniraptors, experimentaren una notable radiació. Sorgiren grups amb característiques morfològiques associades a l’ocupació de nous nítxols ecològics. Alguns esdevingueren voladors i altres corredors. Alguns llinatges de maniraptors adquiriren grans dimensions. I si n’hi hagué de grans depredadors, també n’hi hagué de maniraptors herbívors. A final del Cretàcic, tota aquesta diversitat s’extingiria. Tota? No, tota no. Un llinatge de maniraptors, les aus, havia de sobreviure durant el Cenozoic i fins els nostres dies.

Un especimen de maniraptor ben conservat

L’especimen estudiat per Cau et al. procedeix de Mongòlia, d’una formació datada de fa 70-75 milions d’anys. Es tracta d’un fòssil ben preservat, i que no ha estat completament extret de la roca. La microtomografia permet un estudi estructural sense haver de fer manipulacions addicionals que posin en perill aquesta integritat.

Els trets esquelètics que han pogut observar mostren particularitats fins ara no descrites amb maniraptor no-avià del Cretàcic, però que sí són compartides per aus i altres rèptils de vida aquàtica o semi-aquàtica. Es tracta d’un llinatge fins ara desconegut, vinculat a la família dels dromeosàurids, i així Cau et al. el classifiquen com a espècie nova, Halszkaraptor escuilliei.

Halszkaraptor escuilliei era un maniraptor amfibi, quelcom que fins ara no s’havia descrit entre els maniraptors no-avians. H. escuilliei era un predador de coll llarg, amb unes extremitats anteriors amb funció natatòria. En general, recorda morfològicament a les aus aquàtiques.

Lligams:

Synchroton scanning reveals amphibious ecomorphology in a new clade of bird-like dinosaurs. Andrea Cau, Vincent Beyrand, Dennis F. A. E. Voeten, Vincent Fernandez, Paul Tafforeau, Koen Stein, Rinchen Barsbold, Khishigjav Tsogtbaatar, Philip J. Currie, Pascal Godefroit. Nature doi:10.1038/nature24679.

A dinosaur with an unusual skill set (Nature News).

Publicat dins de 4. L'Animal | Envia un comentari

Els cromosomes de la sargantana “Acanthodactylus lineomaculatus” (Cariologia mediterrània, 48/2017)

[Des de fa 7 anys he anat fent col·laboracions setmanals al blog col·lectiu “Des de la Mediterrània“. Un canvi en la configuració de WordPress, impedeix continuar publicant-hi. Deixo, doncs, aquí el darrer article que havia preparat]

El passat mes d’abril comentàvem una recerca de Chumová et al. sobre les gramínies del gènere Anthoxanthum, i el mes de juliol ho fèiem sobre un estudi de Siljak-Yakovlev et al. quant a les asteràcies del gènere Reichardia. En tots dos casos tenia un rol central la citogenètica, orientada a l’obtenció del cariotip, és a dir el nombre i aparença dels cromosomes dels nuclis cel·lulars d’aquestes plantes. Aquesta informació els ajudava en la reconstrucció de la història evolutiva d’aquests gèneres botànics. En zoologia, el cariotipatge ha estat també, des de final del segle XIX, una tècnica auxiliar en la reconstrucció de les relacions filogenètiques. En comparació amb les plantes, l’evolució citogenètica dels animals és més conservadora. En els lacèrtids, la família que inclou les sargantanes o llangardaixos més típics, això és encara més cert i la majoria d’espècies tenen el mateix cariotip: 2n = 38. No obstant això, la informació citogenètica pot ésser d’utilitat en sistemàtica. En les planes de la revista Cytogenetic and Genome Research s’avança aquesta setmana un article d’investigadors d’Ancona i de Marràqueix exposa la caracterització citogenètica d’una població de sargantanes del litoral atlàntic del sud-est del Marroc pertanyents a l’espècie Acanthodactylus lineomaculatus. Aquesta espècie ha estat reclassificada recentment com un ecotip de A. erythrurus. Comptat i debatut, fins ara, d’A. erythrurus (= A. lineomaculatus) tan sols es tenien dades citogenètiques de dues localitats, una del centre d’Espanya i una altra de Melilla. Les dades de Giovanotti et al. mostren una sèrie de característiques diferenciadores d’aquesta població sud-marroquí.

Un exemplar de Acanthodactylus erythrurus, fotografiat a la regió de Madrid per Laura Collado i Javier Peraleda

Caracterització citogenètica d’individus d’Acanthodactylus lineomaculatus

Ettore Olmo és el responsable de Chromorep, una base de dades que inclou més de 2000 registres cariològics de rèptils. Olmo fa part del grup de citogenètica integrat en el Departament de Ciències de la Vida i de l’Ambient de la Università Politecnica delle Marche, amb seu a Ancona. En aquesta recerca concreta han participat, d’aquest grup, Massimo Giovannotti, Paola Nisi Cerione, Andrea Splendiani, A. Paoletti, el citat Olmo i Vincenzo Caputo Barucchi. Caputo Barucchi, el cap del grup, també és membre de l’Istituto de Scienze Marine Sezione Pesca Marittima, amb seu a Ancona.

Els altres coautors de l’estudi són els herpetòlegs Tahar Slimani i Adnane Fawzi, del Laboratori de Biodiversitat i Dinàmica d’Ecosistemes, de la Facultat Semlalia de Ciència de la Universitat Cadi Ayyad, de ⵎⵕⵕⴰⴽⵛ.

La sargantana cua-roja (Acanthodactylus erythrurus) es troba àmpliament distribuïda entre la Península Ibèrica i el nord-est d’Àfrica. Es troba preferentment en terrenys tous o sorrencs, en zones relativament eixutes i de poca vegetació. Fou descrita originàriament en el 1833 per Heinz Rudolf Schinz (1777-1861) com a Lacerta erythrura. En el 1834, Arend Friedrich August Wiegmann (1802-1841) separà del gènere Lacerta un grup d’espècies, inclosa L. erythrura, que designà com a gènere Acanthodactylus. Dins d’aquest gènere, en el 1839, André Marie Constant Duméril (1774-1860) i Gabriel Bibron (1805-1848), descrigueren dues espècies de sargantanes nord-africanes: A. vulgaris i A. lineomaculatus. En el 1845, John Edward Gray (1800-1875) descrigué una altra espècie nord-africana, A. belli. En el 1918, George Albert Boulenger (1858-1937) distingia dins de A. erythrurus dues subespècies, la peninsular i la marroquina (a la que denominà A. erythrurus atlanticus). A. belli seria després redefinida com una tercera subespècie, amb el nom d’A. erythrurus belli. Pel que fa a les diferències respecte d’A. lineomaculatus s’han reinterpretat recentment com una variant adaptativa (ecotip) de A. erythrurus.

Àrea de distribució de la sargantana cua-roja

D’acord amb aquesta interpretació al Marroc trobaríem, doncs, tres subespècies de sargantana cua-roja. A. erythrurus lineomaculatus es distribueix al llarg del litoral atlàntic, des de Tànger fins a Essaouira. A. erythrurus belli es troba distribuïda pel litoral mediterrani, però també en zones de l’interior. A. erythrurus atlanticus es troba en regions del pre-Atlas.

Sargantana cua-roja, fotografiada per Benny Trapp

En les bases de dades, tan sols apareixen dades citogenètiques per a A. erythrurus de dues localitats, una del centre d’Espanya i una altra de Melilla.

Giovannotti et al. aporten ara dades d’una tercera localitat, situada al sud del rang de distribució d’A. lineomaculatus.

Dades citogenètiques

En la base de dades de Chromorep, per a cada entrada s’informa de:
– 1) El nom científic.
– 2) El nombre cromosòmic diploide, incloent-hi el nombre de macrocromosomes i de microcromosomes, i entre els macrocromosomes els de dos braços (centròmer medial) i els de d’un de sol (centròmer distal).
– 3) El nombre total de braços cromosòmics (“el nombre fonamental”).
– 4) La localització de la regió organitzadora nucleolar (NOR). Aquesta localització pot fer-se a través de la detecció d’una constricció secundària (scNOR), pel mètode de tinció d’argent (AgNOR) o per hibridació in situ amb sondes d’ADN ribosòmic (rDNA).
– 5) Cromosomes sexuals, indicant si som davant d’un sistema XY (on la femella, XX, és el sexe homogamètic) o si som davant d’un sistema ZW (on el mascle, ZZ, és el sexe homogamètic). En els lacèrtids, el sistema de determinació sexual és ZW, de manera que el cromosoma W és el cromosoma sexual que determina el sexe femení.
– 6) Indicació de la tècnica utilitzada per visualitzar les bandes cromosòmiques: C, G, Q, R, RBG, Restrictasa, DAPI, cromomicina-G, FISH, Hoechst.
– 7) Referències bibliogràfiques.

En el cas que ens ocupa, A. lineomaculatus és considerat un ecotip de l’espècie A. erythrurus, adaptat a les condicions del litoral atlàntic nord-africà.

El nombre cromosòmic diploide és 2n = 38, que és altrament el típic de la majoria de lacèrtids.

Es detecten NORs actives en els telòmers d’un parell de cromosomes, però no pas cap NOR inactiva.

La tinció Giemsa (barreja de blau de metilè, eosina i azur B) revela un bandeig C (heterocromatina constitutiva) en el cromosoma W. El cromosoma W és intensament heterocromàtic, amb zones riques en AT (centròmer i regió telomèrica del braç llarg, Wq) i zones riques en GC (la major part del braç llarg, Wq). En el cromosoma W detecten una bona extensió de seqüències telomèriques intersticials (és a dir, regions de seqüències telomèriques situades, no pas en els telòmers, sinó dins del cromosoma) situades en les zones d’heterocromatina rica en GC.

Una especiació incipient

Si hom compara el cariotip descrit per Giovannotti et al. per a aquesta població del SO del Marroc d’A. lineomaculatus amb el cariotip descrit per a les poblacions espanyoles d’A. erythrurus, les diferències es troben bàsicament en el cromosoma W i en la localització de NOR.

NOR és la regió organitzadora del nuclèol, és a dir el sector cromosòmic a partir del qual es formarà en el nucli cel·lular aquesta estructura, el nuclèol, vinculada a la síntesi de ribosomes.

Del parell de cromosomes sexuals ZW, el cromosoma W és més petit i conté menys informació genètica. És present únicament en les femelles. La presència en la dotació cromosòmica de l’òvul del cromosoma Z o del cromosoma W determinarà si el zigot donarà lloc a un embrió masculí o femení.

El cromosoma W d’A. erythrurus erythrurus és cobert en bona mesura per seqüències riques AT, com mostra la seva tinció amb DAPI. Per contra, en el cromosoma W d’A. erythrurus lineomaculatus dominen les seqüències riques en GC.

Poden semblar diferències poc rellevants, però ja s’ha dit que els lacèrtids mostren una considerable conservació del cariotip. Les diferències en les regions del cromosoma W sense homologia en el cromosoma Z no tenen gaire impacte en la recombinació meiòtica. Però diferències en la localització de NOR en els cromosomes autosòmics sí la poden començar a tindre si són prou rellevants. Per això, Giovannotti et al. creuen que les diferències en el cariotip d’A. erythrurus lineomaculatus suggereixen una especiació incipient. El relatiu aïllament genètic d’A. erythrurus lineomaculatus, propiciat per la biogeografia i les diferències d’hàbitat promouen l’acumulació de canvis cromosòmics que, eventualment, poden conduir a un aïllament efectiu a través de la impossibilitat de generar híbrids fèrtils.

Lligam:

Cytogenetic Characterization of a Population of Acanthodactylus lineomaculatus Duméril and Bibron, 1839 (Reptilia, Lacertidae), from Southwestern Morocco and Insights into Sex Chromosome Evolution. M. Giovannotti, P. Nisi Cerioni, T. Slimani, A. Splendiani, A. Paoletti, A. Fawzi, E. Olmo, V. Caputo Barucchi. Cytogenet. Genome Res. (2017) doi: 10.1159/000484533.

Chromorep: A Reptiles Chromosomes Database.

Publicat dins de 4. L'Animal | Envia un comentari