I giorni della merla

I giorni della merla. I giorni più freddi, secondo la saggezza popolare: non so se sia vero, ma godo del fatto di poter stare chiuso in casa a lavorare al computer e lasciar fuori la neve - che pur continua a scendere anche oggi, a quote più elevate rispetto a quelle dove abito. 

Perché "i giorni della merla"? Molte sono i racconti che narrano di una merla dal candido piumaggio che, per proteggersi dal freddo di gennaio, si è rifugiata all'interno di un camino per uscirne di colore grigio scuro (la merla femmina ha il piumaggio e il becco di colore diverso da quello del merlo maschio: è un classico esempio di dimorfismo sessuale). Ecco la narrazione di uno di essi, realizzata dalla maestra Erika: altri racconti analoghi li trovate facilmente sul web, sia come testo sia come video.

E il merlo bianco... esiste! Raro a vedersi, il colore candido del piumaggio si spiega con l'albinismo (totalmente bianco) o con il leucismo (parzialmente bianco). Trovate qualche scatto QUI. Nella seconda foto sotto, cercate di vedere il merlo tra i rami del carpino. 

L'opposto... è l'indifferenza.

L’opposto dell’amore non è l’odio, è l’indifferenza.

L’opposto dell’educazione non è l’ignoranza, ma l’indifferenza.

L’opposto dell’arte non è la bruttezza, ma l’indifferenza.

L’opposto della giustizia non è l’ingiustizia, ma l’indifferenza.

L’opposto della pace non è la guerra, ma l’indifferenza alla guerra.

L’opposto della vita non è la morte, ma l’indifferenza alla vita o alla morte.

Fare memoria combatte l’indifferenza.

(Elie Wiesel, Discorso alla Casa Bianca, 12 Aprile 1999)

Nuove frontiere sulla fissazione dell'azoto

La produzione di ammoniaca dall'azoto atmosferico gassoso è da oltre un secolo uno dei processi industriali più importanti, grazie all'utilizzo dell'ammoniaca come materia prima per la preparazione di fertilizzanti azotati. 

Attualmente, il metodo principale di produzione dell'ammoniaca è il processo Haber-Bosch, che opera a temperature e pressioni molto elevate e richiede quindi molta energia. 

La riduzione dell'azoto atmosferico catalizzata da un elemento di transizione è un metodo alternativo per la formazione di ammoniaca. In questi sistemi di reazione, i metalloceni o la grafite di potassio sono tipicamente utilizzati come reagenti riducenti e gli acidi coniugati di piridine o composti correlati sono utilizzati come fonte di protoni. 

Per sviluppare un sistema di fissazione dell'azoto di nuova generazione, questi reagenti dovrebbero essere a basso costo, prontamente disponibili e rispettosi dell'ambiente.

Operiamo brevemente un confronto agli approcci della produzione di ammoniaca. 

Sopra: Nella sintesi industriale Haber-Bosch dell'ammoniaca (NH3), l'azoto gassoso (N2) reagisce con le molecole di idrogeno (H2), tipicamente in presenza di un catalizzatore di ferro. Il processo richiede temperature e pressioni elevate, ma è termodinamicamente ideale perché poca energia viene sprecata nei processi secondari. 

Al centro: gli enzimi della nitrogenasi catalizzano la reazione dell'azoto con sei elettroni (e–) e sei protoni (H+) per formare ammoniaca in condizioni di laboratorio. Tuttavia, due elettroni e protoni aggiuntivi costituiscono una molecola di H2 e la conversione di ATP (il combustibile cellulare) in ADP guida la reazione. Il processo ha quindi un alto potenziale chimico. Consuma molta più energia di quella necessaria per l'effettiva reazione di formazione dell'ammoniaca: per ogni mole di ATP convertita in ADP si liberano infatti 7.3 kcal (circa 30 kJ).

In basso: nella nuova reazione, proposta QUI da Ashida e colleghi, una miscela di acqua e diioduro di samario (SmI2) è convertita in ammoniaca per reazione con azoto in condizioni ambientali in presenza di un catalizzatore di molibdeno. SmI2 indebolisce i legami O-H dell'acqua (o anche dell'ossidrile alcolico) e genera in situ gli atomi di idrogeno che poi reagiscono con il diazoto.

FONTI:

- de.frontys-energy.com (clikkare per aprire il collegamento).

- Molybdenum-catalysed ammonia production with samarium diiodide and alcohols or water (idem)

Del tantalio in poche parole...

Stamattina ho proposto la visione del video che vedete sotto, un reportage di David Chierchini e Matteo Keffer girato in Congo e trasmesso su Rai 2 da "Nemo - Nessuno escluso": è dedicato alle miniere dove si estrae il coltan, la principale fonte di tantalio. Cosa sia il tantalio lo ha dottamente spiegato il prof. Cervellati sul blog della SCI, in due articoli che potete trovare QUI e QUI.

Il tantalio è un elemento chimico con simbolo Ta e Z=73, pesante, resistente e duttile, chimicamente molto simile al niobio (elemento al quale è associato in alcuni minerali). Come quest'ultimo, forma facilmente uno strato di ossido protettivo (si parla tecnicamente di "passivazione"), che lo rende molto resistente alla corrosione. Il colore del tantalio puro è grigio, con iridescenze tra l'azzurro e il viola. 

Il tantalio è uno degli elementi meno abbondanti nell'universo. La Terra ha depositi di minerali del tantalio in luoghi remoti, spesso difficili da raggiungere: in particolare il Coltan è un minerale che contiene sia tantalio sia niobio, diffuso nel Congo orientale (dove si stima ci siano i 4/5 delle riserve mondiali) e in Brasile. 

La maggior parte del tantalio estratto è utilizzata per costruire i piccoli condensatori ad alta capacità, come quelli dei cellulari e di altri dispositivi high-tech. 

Poiché è non tossico e ben compatibile con il corpo, il tantalio è utilizzato in medicina per protesi e strumenti da taglio ad alta precisione. 

E' uno dei materiali metallici che presentano alta resistenza al calore e alla corrosione e queste proprietà ne giustificano vari impieghi tecnologici.

Il carburo di tantalio (TaC) e il carburo di tantalio-afnio (Ta4HfC5) sono molto duri e meccanicamente resistenti. 

Il pentossido di ditantalio, conosciuto anche come ossido di tantalio (V) - secondo la notazione di Stock, è il composto inorganico con la formula Ta2O5. Si presenta come un solido bianco, insolubile in tutti i solventi, ma attaccato dalle forti basi e dall'acido fluoridrico. 

Ta2O5 è un materiale inerte con un alto indice di rifrazione e un assorbimento basso (cioè incolore), che lo rende utile per formulare coatings e per fabbricare lenti di apparecchi fotografici. Inoltre è utilizzato estesamente nella produzione dei condensatori, vista la sua alta costante dielettrica. Si usa inoltre come catalizzatore nella disidratazione di monosaccaridi a furfurale. 

A proposito di catalisi, alcuni studi evidenziano come un catalizzatore formato da clusters di Ta supportati su silice possano realizzare anche la conversione di alcani: nell'esempio, da etano si ottiene una miscela di metano e propano.

Prima che il caro amico Thomas mi bacchetti, devo ricordare che è di interesse anche la chimica organometallica del tantalio: ad esempio, il primo carbene di Schrock fu sintetizzato nel 1973 su un complesso di Ta. Anche tra i primi complessi con il vinilidene come legante furono ottenuti lavorando su composti di Ta.

Infine, altro legame tra Ta e C è stato realizzato con leganti NHC (per la gioia del buon Thomas, che li ha studiati in lungo e in largo combinati col Pd) dal professor Robert Bergman a Berkeley.

Viaggi da leggere...

Il lockdown ha innegabilmente i suoi vantaggi. Mi bastano dei buoni libri, un atlante geografico e - perché no? - qualche buon sito internet per compiere dei viaggi bellissimi - anche se virtuali - in luoghi che difficilmente potrei visitare dal vivo e nei quali, tuttavia, non solo mi recherei come turista, ma anche per vivere.

Non ha prezzo - se non quello di un libro - l'attraversare l'Orinoco oppure la Steppa con Humboldt; o ammirare il Gran Rift africano con Gregory, scendere nella Dancalia con Franchetti, scoprire le cascate Vittoria con Livingstone e le sorgenti del Nilo con Speke, contemplare la natura delle Galapagos con Darwin (proprio oggi ho ritirato in libreria - anzi: il libraio-collega Alberto mi ha consegnato direttamente a scuola - la sua Autobiografia e il Diario di un naturalista, mentre da anni l'Origine della specie è sullo scaffale tra i classici della Scienza che di certo non prendono polvere).

Chiaro: respirare un'aria nuova è tutt'altro, incontrare persone, indossare abiti diversi, assaggiare cibi inusuali, toccare, vedere, sentire, annusare, emozionarsi - alzare gli occhi e contemplare che il cielo ha anche altri colori rispetto a quelli del luogo dove abitualmente viviamo. Viaggiare è molto più di tutto questo.

Ora non è possibile uscire dal proprio comune, per noi che siamo nell'Italia arancione: figuriamoci pensare di poter viaggiare. Possiamo però leggere, stando in salotto, arrotondando i nostri bordi (e il contorno dell'addome, per quanto mi riguarda: ma credo di essere in buona compagnia su questo) e sfogliando una pagina dopo l'altra. 

Quel che Eco diceva per la dimensione del tempo, a mio modesto e insignificante avviso vale anche per lo spazio: chi legge sarà in Patagonia con Chatwin, a Cuba con Hemingway, nel leggendario Catai con Marco Polo o in giro per l'Italia con Goethe. 

Infine, viaggiare stando in salotto ha i suoi vantaggi: ad esempio, non s'incorre nel pericolo di incontrare qualche grande e temibile predatore - che non manca nelle zone in cui vorrei recarmi nelle prossime trasferte. 

Per quanto mi riguarda, tuttavia, mi imbatto ogni giorno solo nella versione in miniatura di uno di essi - versione non troppo innocua, specie quando si interpone con insistenza tra i piedi nei momenti meno opportuni. 

Il librettista Joseph Francois Mery (1797-1866), autore - tra le tante cose - di drammi per la musica di Rossini e di Verdi, ebbe a dire che Dio avrebbe creato il gatto per dare all'uomo il piacere di accarezzare la tigre. Io infatti mi godo la compagnia del buon Rodio (in foto) e l'invadenza di suo fratello Lotus (nella foto in chiusura al post): le mie piccole tigri domestiche.

A questo punto, comincio a temere la fine del lockdown in quanto dovrei smettere di viaggiare anche in questo modo, sebbene la voglia di tornare a far scuola con il gesso - e non con il mouse - sia tanta.

Buona serata!

C'era una volta il Gigi mille...

Quanti abbiano una buona memoria e seguano le vicissitudini alle quali accenno sui miei social, ricorderanno tutta la mia eccitazione quando è arrivato questo G-Shock Casio, frutto del mio primo (e ultimo, per ora) acquisto trans-nazionale. 

Studiandone le specifiche e provandone le funzioni, ho potuto appurare che il Mudmaster GG-1000 è estremamente accurato - e lo è a tal punto che lo adotto come esempio per far fare qualche calcolo sugli errori strumentali, quando in classe mi dilungo a spiegare le misure fisiche e gli strumenti di misura. 

Il costruttore, nelle note del manuale, chiarisce sempre che l'accuratezza sarà entro + o - 15 secondi al mese. Volendo appurare la cosa, ho potuto verificare (assumendo come dato "vero" quello dell'ora segnata dall'orologio atomico di Francoforte, facilmente consultabile on-line, al quale fanno riferimento gli orologi radiocontrollati) che dopo due mesi e due giorni il Mudmaster aveva "perso" solo due secondi! 

Ricordiamo che un cristallo di quarzo "oscilla" alla frequenza di 32768 Hz: compie cioè circa 32768 oscillazioni al secondo. Il valore corrisponde a 2 elevato alla 15esima potenza.

Quando un cristallo di quarzo entra in produzione per un orologio, esso è rapidamente testato per misurarne l'accuratezza. Il tecnico che compie l'operazione ha di fronte a sé sei bidoni, in cui distribuire i pezzi una volta valutati. Un G-Shock con un'accuratezza di 1 secondo al mese può dirsi essere decisamente un orologio molto fortunato. 

Lodata l'accuratezza, rileviamo che forse una piccola pecca risiede nella precisione, che porta alcuni utenti ad orientarsi su modelli dotati di Bluetooth (e Tough Solar: l'alimentazione solare consente di risparmiare sulla necessità di cambiare la "pila" ogni due anni, vera pecca del GG 1000 e di altri modelli simili).

Il Bluetooth consente di interfacciare l'orologio con lo Smarthpone: l'orologio riceve le informazioni sull'ora dal telefono e le aggiorna automaticamente di conseguenza. Questa funzione è utilissima per coloro che viaggiano per lavoro o per puro piacere (beati loro...) in tutto il mondo poiché l'orologio visualizza sempre l'ora corretta, senza la necessità di regolazioni manuali, ogni volta che cambia il fuso orario.

Tornando al GG-1000, esso è inoltre dotato di termometro e di bussola; mancano barometro e altimetro, di cui sono dotati modelli più lussuosi e "massicci", come il GWG 1000 - che potete vedere sotto in una foto di repertorio (non lo possiedo).

Giochicchiando con il GG1000, un pensiero agli esploratori di un tempo l'ho fatto: magari avessero avuto uno strumento così versatile e compatto, da stringere comodamente al polso, anziché dover fare affidamento su casse e casse di fragili attrezzature scientifiche per esperimenti in loco, il cui trasporto era affidato ad una ciurma spesso reclutata sul posto - che a metà percorso avrebbe abbandonato il campo, lasciando l'europeo solo e in balia di mille ignoti pericoli.

Per calcolare l'altitudine di un luogo, i vecchi esploratori usavano un termometro per misurare la temperatura di ebollizione dell'acqua, contenuta in un pentolino e riscaldata con una lampada a spirito. Dalla temperatura di ebollizione potevano stimare l'altitudine, tenendo conto che, dal livello del mare, essa scende di 3.3 millesimi di °C per metro d'altezza salito.

Così, ad esempio, giunti quasi sulla cima del Kilimangiaro, misurando la temperatura di ebollizione dell'acqua, si registrerà un valore di circa 83.5°C. Quindi: 100-83.5 = 16.5; procedendo con il computo, 16.5:0.0033 = 5000 m s.l.m. Oggi la stima di questo dato si può ottenere semplicemente premendo un tasto sull'orologio (poi bisogna sapere qual è quello giusto da premere, ovviamente!).

Lo stesso dicasi per la pressione atmosferica: una volta bisognava calcolare la P dipendente dall'altitudine h applicando, ad esempio, la formula empirica per cui P = 0.9877^(h/100), essendo P in atmosfere e h in metri. Oggi, previa impostazione dello strumento adatto, basta un click.

Tuttavia, lasciatemi dire che, nonostante la tecnologia, la curiosità di far bollire l'acqua in montagna per poi approssimare un calcolo me la voglio togliere, gambe (e DPCM vari) permettendo. Il GG-1000, no: quello non lo tolgo, è troppo bello. Ammiratelo anche in altre colorazioni:

L'immagine sopra è un mio collage di foto dal web, mentre le foto del modello in black sono mie. Peccato che questo modello sia ormai fuori produzione, completamente sostituito dal GG 100B (anche questo in varie colorazioni, di cui una dedicata al British Army).

Grazie per la lettura! Buona settimana a tutti.

De Duve, cellula e vita

E' opinione molto diffusa che la vita, e soprattutto la vita intelligente, sia il prodotto di una quantità di circostanze casuali tali che, considerate globalmente, la rendono quasi impossibile. 

Anzitutto, l'origine della vita dipenderebbe da una quantità di fattori cosmologici, fra cui la quantità di materia presente nell'universo e tutta una serie di costanti cosmiche, come la massa del protone e dell'elettrone, nonché il ritmo dell'evoluzione stellare. "Noi siamo figli delle stelle", cantava Alan Sorrenti nel lontano 1977...

Per le conoscenze attuali, la vita sarebbe possibile solo in un universo costruito (quasi) esattamente come il nostro, tanto che alcuni (non volendo evocare l'idea di un Dio che ha costruito l'universo proprio per noi) hanno ipotizzato che esistano molti universi, sterili e inconoscibili, e che, se noi siamo qui a riflettere sul nostro universo e sui problemi riguardanti l'origine e l'evoluzione della vita, è perché fra i molti universi ce n'è almeno uno che presenta condizioni favorevoli alla vita, e noi ci troviamo proprio in esso. 

Ma anche nel nostro universo, e sulla nostra terra, l'evoluzione ha dovuto fare i conti con molti eventi e circostanze così improbabili che, se dovessimo riavvolgere il film della vita per farlo ripartire da capo, non arriveremmo più all'Homo Sapiens e avremmo un'evoluzione del tutto diversa (è questa, per esempio, l'opinione di Stephen Jay Gould e di Ernst Mayr). 

Christian de Duve (1917-2013), citologo e biochimico belga, ha coltivato per tutta la vita il sogno di occuparsi del problema dell'origine della vita sulla Terra. Ha potuto affrontarlo solo in tarda età quando, relativamente libero da obblighi accademici, colmo di energie, di interessi e ricco di un'esperienza scientifica e culturale straordinaria, disponeva di quel tempo libero che gli era sempre mancato. La sua riflessione è stata raccolta in opere come "Polvere vitale" (1998, anno della prima edizione italiana) e "Alle origini della vita" (2005).

De Duve ha avuto una vita lunghissima (è morto a 95 anni, scegliendo l'eutanasia) ricca di importanti traguardi scientifici nel campo della citologia, per i quali ha ricevuto numerose onorificenze e riconoscimenti. 

Nel 1974 ottenne il Premio Nobel per la medicina e la fisiologia insieme ad Albert Claude e George Emil Palade. La motivazione fu la seguente: "per le loro scoperte sull'organizzazione strutturale e funzionale della cellula".

A De Duve è dovuta la scoperta del glucagone, dei lisosomi e dei perossisomi.

Il glucagone è un ormone di natura proteica prodotto dalle cellule alfa delle isole pancreatiche: contribuisce ad aumentare la glicemia, svolgendo un'azione antagonista a quella dell'insulina.

Il lisosoma (dal greco lysis, dissoluzione, e soma, corpo) è un organello presente nella cellula animale. Fu scoperto da De Duve nel 1949 tramite una tecnica chiamata centrifugazione differenziale, che permette di separare in modo selettivo i componenti cellulari. 

I lisosomi contengono enzimi digestivi, che la cellula utilizza per demolire macromolecole oppure per distruggere altri organelli (es. mitocondri) e riciclare i materiali di cui sono fatti. 

Si distinguono tre tipi di lisosomi: 

• L. primari - che gemmano dall'apparato di Golgi;
• L. secondari - che si formano quando i lisosomi primari si fondono con vescicole contenenti materiali da digerire;
• L. terziari - che contengono i prodotti della digestione: alcuni sono eliminati dalla cellula per esocitosi mentre altri vengono depositati all'interno della stessa, immagazzinati in granuli di lipofuscina.

"Esocitosi": è un termine introdotto da De Duve nel 1963 per indicare l'emissione del contenuto delle vescicole all'esterno della cellula. 

Il termine contrario è "endocitosi", che indica l'assunzione di materiali esterni da parte della cellula attraverso la formazione di vescicole che introducono tali materiali nel citoplasma. 

Se i materiali sono liquidi, si parla di "pinocitosi"; se si tratta di organismi unicellulari, si parla di "fagocitosi" (descritta molti decenni prima da Bizzozero, Osler e compiutamente da Mecnikov, che la denominò in tal modo). Ecco un'ameba che fagocita un paramecio...

Un anno dopo, nel 1964, Christian de Duve conia il termine "autofagia" per descrivere un meccanismo cellulare attraverso il quale si attua la rimozione selettiva di organuli cellulari danneggiati mediante l'azione digestiva dei lisosomi (chiamati "autofagosomi").

Proseguendo le ricerche in quest'ambito, nel 1967 de Duve dimostra che il glucagone induce l'autofagia e nel 1977 Pfeifer studia il processo inverso: l'inibizione dell'autofagia da parte dell'insulina. Si capisce dunque come l'affamamento cellulare favorisca e intensifichi tale processo.

Redox e vita

Siamo tutti portati a pensare che l'ossigeno sia essenziale per la vita. Per la nostra, sicuramente si. L'ossigeno è una molecola biatomica su cui facciamo affidamento e senza la quale non potremmo esistere. Tuttavia, gli scienziati ritengono che ci fosse poco ossigeno molecolare nella prima atmosfera della Terra. La vita si è evoluta per la prima volta in sua assenza. 

Con l'evoluzione della fotosintesi nelle alghe blu-verdi, l'ossigeno è stato prodotto in grandi quantità come sottoprodotto del metabolismo fotosintetico delle alghe. Così l'ossigeno ha cominciato a entrare nell'atmosfera e nei nostri mari.   

Per molto tempo, la maggior parte dell'ossigeno prodotto sulla Terra è stato in gran parte catturato attraverso l'ossidazione del ferro elementare a ossidi di ferro. Le prove di quel processo possono essere trovate nelle bellissime formazioni di strati rocciosi contenenti ferro, descritti meglio QUI. 

Alla fine, l'ossigeno iniziò a entrare nell'atmosfera. Allo stesso modo, alcune forme di vita si sono evolute per fare buon uso dell'ossigeno molecolare altamente reattivo attraverso il processo della respirazione. Il livello di ossigeno nella nostra atmosfera attuale è adatto per la vita degli organismi respiratori che fanno affidamento sull'ossigeno come elemento essenziale del metabolismo.

L'ossigeno nell'atmosfera è anche un ingrediente essenziale per l'evoluzione darwiniana. La reazione che porta all'arrugginirsi della limatura di ferro è il fondamento chimico che ha portato ai nostri grandi depositi di ossidi di ferro nella Terra e alle formazioni di ferro fasciate. 

In quel processo, il ferro elementare incontra l'ossigeno molecolare. Il ferro dona elettroni e viene ossidato. L'ossigeno accetta gli elettroni e si riduce. Parte dell'ossigeno ridotto si combina con il ferro per produrre ossidi di ferro, che riconosciamo dal caratteristico colore ruggine. 

La natura essenziale dei processi di ossidazione e di riduzione consiste nel fatto che gli elettroni vengono trasferiti da una specie all'altra. Se possono essere trasferiti dal ferro elementare all'ossigeno, possono anche essere ritrasferiti dall'ossigeno ridotto al ferro ossidato. Quindi il processo di formazione della ruggine è reversibile. Possiamo arrugginire il ferro, ma possiamo anche estrarlo e ricavarne ferro elementare: è quello che si fa negli altiforni, alternando il minerale di ferro a strati di coke e di fondenti. 

Lo studio generale dell'ossidazione e della riduzione è noto come elettrochimica. È un campo di studio che è al centro di molti processi industriali, come la siderurgia e le varie metallurgie, e anche al centro del nostro studio della vita su Terra. 

Perché non sono solo gli esseri umani che hanno scoperto l'utilità dell'ossidazione e della riduzione: la vita come la conosciamo, sia essa batterica o umana, non sarebbe possibile senza il processo ciclico di ossidazione e riduzione reversibile.

Nelle cellule, a ossidarsi e a ridursi in modo reversibile sono particolari molecole, alcune delle quali contengono ferro, come i citocromi o come l'emoglobina.

Redox reversibili le sfruttiamo anche nella vita di tutti i giorni: l'accumulatore del nostro smartphone usa una reazione redox spontanea per convertire energia chimica in energia elettrica; viceversa, quando noi mettiamo in carica lo smartphone, forniamo energia elettrica che è convertita in energia chimica. La prima reazione è esoergonica, la seconda è endoergonica.

Intanto che scrivo queste poche idee, buone per noi - comuni mortali e disimpegnati fruitori del web - qualcuno è sicuramente impegnato a fare esercizi per imparare a bilanciare le reazioni di ossido-riduzione. Arriverà pure il 27 di questo mese... 

...e allora verificheremo se questo (più di) qualcuno ha imparato. Buono studio, ragazzi!

Alexander Von Humboldt: un video e un libro (intanto)

Descritto dai suoi contemporanei come "l'uomo più famoso al mondo dopo Napoleone" (manca però un riferimento, come fa notare il Professor Barbero in un documentario che possiamo vedere anche su youtube), Alexander von Humboldt (1769-1859) fu uno dei personaggi più affascinanti e stimolanti del suo tempo.

Nato in una ricca famiglia aristocratica prussiana, rinunciò a una vita agiata e privilegiata per scoprire come "funzionava" il mondo. 

Dopo qualche viaggio giovanile in Inghilterra e in Italia, decise di salpare per il Sudamerica. Risalì il corso dell'Orinoco, scoprendo che il Rio Negro collega quel fiume al Rio delle Amazzoni. 

Fu a Quito - in Ecuador - e scalò alcuni vulcani, tentando (invano) di raggiungere la cima del Chimborazo, a circa 6400 metri di altitudine sul livello del mare (si fermò a 5600 m, sopraffatto dalla difficoltà a respirare). 

Prima di tornare in Europa, con quattromila pagine di appunti e alcune casse piene di campioni (rocce, minerali, animali imbalsamati, piante), fu a Cuba, in Messico (di cui disegnò un'accurata mappa) e negli Stati Uniti. Dopo cinque anni (1799-1804) rimise piede sul suolo europeo. 

Non contento, ultrasessantenne, compì un viaggio nella Steppa, dagli Urali ai confini con la Cina - sorvegliato dalla polizia dello Zar, a causa delle sue idee politiche progressiste e anti-schiaviste.

I suoi viaggi e le sue esplorazioni in ogni angolo del globo ne plasmarono il pensiero e ne fecero un personaggio leggendario, ammirato e citato come diretta influenza non solo da studiosi e filosofi come Charles Darwin, Henry David Thoreau, Ralph Waldo Emerson e John Muir, ma anche da letterati come Goethe, Coleridge e Wordsworth; Thomas Jefferson scrisse che Humboldt era "tra i principali artefici della bellezza" della sua epoca. 

Tuttavia, questa straordinaria personalità, a cui dobbiamo il nostro stesso concetto di natura e l'idea moderna di ambientalismo, sembra oggi pressoché dimenticata, e mentre il suo nome resiste ovunque - piante, animali, fiumi e città prendono il suo nome -, le sue opere prendono polvere sugli scaffali delle librerie. 

Andrea Wulf, acclamata storica e autrice di numerosi bestseller internazionali, si è immersa nelle opere, nei diari e nei documenti personali di Humboldt, ne ha seguito le tracce in tutto il mondo, visitando gli stessi luoghi e scalando le stesse montagne, per restituire a Humboldt il posto che egli merita nel pantheon della natura e delle scienze. "L'invenzione della natura" - questo il titolo italiano dell'opera della Wulf, tradotta da Lapo Berti e pubblicata da Luiss University Press (2017) - è anche un tentativo di capire come è nato e come si è formato il modo stesso in cui pensiamo il mondo.

Il lago Quilotoa

Quilotoa è il nome di un lago di origine vulcanica dell'Ecuador, situato nella provincia del Cotopaxi, nella parte occidentale delle Ande. 

La caldera ha un diametro di circa tre chilometri. Si è formata in seguito al collasso del vulcano di dacite, al quale seguì una eruzione. L'evento, accaduto circa 800 anni fa, produsse una colata piroclastica e lahar che raggiunsero l'Oceano Pacifico, depositando ceneri vulcaniche in tutta l'area.

Un enorme bacino riempie oggi la caldera del Quilotoa: i suoi colori cangianti oscillano tra sfumature di blu e verde, a seconda della copertura nuvolosa e dell'ora del giorno. Le tinte sono accentuate dai minerali sciolti nell'acqua. 

Una leggenda locale sostiene che il lago vulcanico sia senza fondo, ma alcuni scienziati calcolano una comunque impressionante profondità di 250 metri. Definire "panoramico" il paesaggio è dire poco: questa perla si incastona nella Cordigliera delle Ande, nota per l'aspra bellezza della sua natura selvaggia, oltre che per le sue dinamiche geologiche - con terremoti potentissimi ed eruzioni vulcaniche esplosive.

Il lago "dei porcellini d'India" (che non ci sono)

Cuicocha: il nome di questo lago ecuadoriano deriva da "Kuykucha", una parola che significa "lago dei porcellini d'India", nella lingua indigena Kichwa. 

Tuttavia, i piccoli mammiferi non vivono e non nuotano nelle acque del lago. Si dice che l'ispirazione per il nome provenga dalla forma dell'isola più grande del lago, visibile al centro dell'immagine. 

La caldera di Cuicocha si è formata circa 3.000 anni fa durante una massiccia eruzione vulcanica; il suo tranquillo lago blu è oggi alimentato sia da fonti di acqua geotermica sia dalla pioggia. 

Mentre i livelli di alcalinità nel lago sono troppo elevati per sostenere la crescita di molte forme di vita, il resto del paesaggio della caldera è ricco di flora e fauna. Lo svasso argenteo (Podiceps occipitalis) è la star dello spettacolo, specialmente sulle isole della caldera.

(particolare da Google Earth)

La musica di Emilie Mayer

Emilie Luise Friderica Mayer (1812-1883) è stata una compositrice tedesca che scoprì la sua vocazione musicale relativamente tardi; tuttavia fu una compositrice molto prolifica, producendo 8 sinfonie e almeno 15 ouverture da concerto, oltre a numerose opere da camera (come il quartetto in Sol minore, che sentite nel video in apertura) e lieder.

Ella era figlia maggiore di un farmacista benestante, Johann August Friedrich Mayer, secondo marito della madre, Henrietta Carolina (che aveva già due figli dal precedente matrimonio). 

Ricevette un'educazione musicale in tenera età; il suo primo insegnante fu un organista, Carl Heinrich Ernst Driver. Poi la vita fu funestata da disturbi alimentari, dalla morte della madre e dal suicidio del padre (28 agosto 1940).

Nel 1841 si trasferì a Stettino e cercò di studiare composizione con Carl Loewe, una figura centrale della vita musicale della città. Egli riconobbe lo straordinario talento di Emilie e la accolse come allieva.

Nel 1847, dopo l'esecuzione delle sue prime due sinfonie (do minore e mi minore) da parte dell'orchestra di Stettino, si trasferì a Berlino per continuare i suoi studi di composizione. 

Una volta a Berlino, Emilie approfondì la fuga e il contrappunto con Adolph Bernhard Marx e la strumentazione con Wilhelm Wieprecht. Iniziò a pubblicare le sue opere (es. Lieder e canti, op. 5-7, nel 1848) e ad esibirsi in concerti privati. 

Il 21 aprile 1850, Wieprecht guidò la sua orchestra "Euterpe" in un concerto al Teatro Reale, presentando esclusivamente composizioni di Emilie Mayer. 

Al 1852 risale la composizione della Sinfonia in Si minore, la sua opera più celebre. Con il plauso della critica e del pubblico, ella ha continuato a comporre opere per spettacoli pubblici, anche se verso la fine della sua vita gli affari (concerti e stampe delle sue opere) cominciarono a non andare più in modo ottimale. Ha viaggiato per assistere alle esecuzioni delle sue opere, rappresentante in varie città europee, tra cui Colonia, Monaco, Lione, Bruxelles e Vienna.

Inizialmente influenzato dallo stile classico viennese, lo stile di Emilie evolse verso il romanticismo. Le scelte armoniche di Mayer sono caratterizzate da improvvisi cambi di tonalità e dal frequente uso di accordi di settima, con la settima diminuita - accordo jolly che consente di raggiungere una varietà di risoluzioni. 

Una caratteristica distintiva della musica di Mayer è la tendenza a creare un centro tonale con una settima di dominante, ma non risolvendo immediatamente l'accordo nella tonica; a volte, la risoluzione viene saltata del tutto. I suoi ritmi sono spesso molto complessi, con diversi strati che interagiscono contemporaneamente.

Alcuni anniversari...

Quest'anno ricorreranno un bel po' di anniversari: i 700 anni della morte di Dante, i 500 anni della bolla "Decet Romanum Pontificem" (con cui Leone X scomunicò Lutero), i 200 anni della morte di Napoleone (il 5 maggio: ei fu...); ma, ad esempio, giusto per venire a qualche cosa di più "scientifico", anche i 200 anni dei primi esperimenti di Faraday sull'induzione elettromagnetica.

L'8 marzo ricorrerà il centenario della scoperta dell'Insulina: in quella data Banting cominciò i suoi esperimenti sui cani e le sue osservazioni; i dati ottenuti saranno comunicati il 14 novembre dello stesso anno e su di essi sarà basata la prima sperimentazione sull'uomo, effettuata nel gennaio 1922. 

Tutta la storia è magistralmente raccontata QUI. Il 14 novembre si celebra ogni anno la giornata mondiale del diabete, come ebbi modo di ricordare nella seconda parte del post che trovate QUI e come potete verificare con una ricerca sul web.

Poi ricorderemo i 60 anni della morte di Schroedinger (QUI); e anche della scoperta del ruolo dell'RNA messaggero, avvenuta nel 1961 e pubblicata il 13 maggio di quell'anno su Nature da Sidney Brenner, Francois Jacob e Jim Watson. Qualche settimana dopo, Jacob e Jacques Monod pubblicarono un secondo articolo sul Journal of Molecular Biology, dove descrissero una visione coerente della regolazione dell'espressione genica inquadrando in modo appropriato il ruolo di mRNA.

Il 22 novembre ricorderemo invece i 40 anni dalla morte di Hans Adolf Krebs (nella foto sotto a sinistra), il biochimico premiato con il Nobel per la fisiologia nel 1953 - premio condiviso con Fritz Lipmann (a destra), co-scopritore del coenzima A.

Hans Adolf Krebs (Hildesheim, Germania, 25 agosto 1900-Oxford, Inghilterra, 22 novembre 1981) ha compiuto gli studi di medicina, biologia e chimica presso diverse università tedesche: Gottinga, Friburgo di Brisgovia, Monaco e Berlino.

Ha poi ottenuto la cattedra di medicina interna presso l'Università di Friburgo. Nel 1931 è emigrato in Inghilterra, paese del quale ha ottenuto la cittadinanza. Fu docente presso le università di Sheffield e di Cambridge, professore di biochimica a Whitley e Fellow del Trinity College a Oxford.

I suoi principali lavori di ricerca sono incentrati attorno all'analisi del metabolismo delle cellule e in particolare dei processi coinvolti nella trasformazione dei nutrienti in energia. 

Ha scoperto che tutte le reazioni conosciute all'interno delle cellule erano collegate tra loro, nominando questa successione di reazioni ciclo dell'acido citrico (1937), oggi più noto come ciclo di Krebs.

Il ciclo di Krebs (ciclo dell'acido citrico o ciclo degli acidi tricarbossilici) è un percorso metabolico, vale a dire una successione di reazioni chimiche, che fa parte della respirazione cellulare in tutte le cellule aerobiche: nelle cellule eucariote si realizza nella matrice mitocondriale; nei procarioti, il ciclo di Krebs si svolge nel citoplasma.

Negli organismi aerobici, il ciclo di Krebs fa parte della via catabolica che esegue l'ossidazione di glucidi, acidi grassi e amminoacidi fino a produrre anidride carbonica, liberando energia in modo utilizzabile.

Il metabolismo ossidativo di glucidi, lipidi e proteine è spesso diviso in tre fasi, di cui il ciclo di Krebs è la seconda. 

Nella prima fase, queste macromolecole danno luogo ad acetil-CoA;  tale fase comprende diverse vie cataboliche: deamminazione di un amminoacido, beta-cheto-ossidazione degli acidi grassi e glicolisi. 

L'acetil-CoA è combinato con l'ossalacetato per dare citrato: da qui comincia il ciclo, che continua con la formazione di vari intermedi (isocitrato, alfa-cheto-glutarato, succinato, fumarato, malato) fino a riformare l'ossalacetato da cui parte.

La terza tappa è la fosforilazione ossidativa, in cui il potere riduttore (NADH e FADH2) generato è utilizzato per la sintesi di ATP.

Il ciclo di Krebs fornisce anche precursori per molte biomolecole, come certi amminoacidi. Per questo motivo si considera una via anfibolica, vale a dire catabolica e anabolica allo stesso tempo.

Il rendimento teorico massimo dell'ossidazione di una molecola di glucosio nella respirazione cellulare (glicolisi + ciclo dell'acido citrico + fosforilazione ossidativa) è di trentotto ATP (supponendo tre equivalenti molari di ATP per equivalente di NADH e due ATP per ogni FADH2). 

Negli eucarioti, si generano due equivalenti di NADH nella glicolisi, che si svolge nel citoplasma. Il trasporto di questi due equivalenti nei mitocondri consuma due equivalenti ATP, riducendo così la produzione netta di ATP a trentasei. 

Inoltre, le inefficienze nella fosforilazione ossidativa a causa della fuga di protoni attraverso la membrana mitocondriale e lo scorrimento dell'ATP sintasi / pompa protonica riducono normalmente la produzione di ATP a partire da NADH e FADH2 al di sotto della massima prestazione teorica.

I rendimenti osservati sono quindi più vicini a ~ 2,5 ATP per NADH e ~ 1,5 ATP per FADH2, riducendo ulteriormente la produzione totale netta a circa trenta ATP - una stima di 29,85 ATP per molecola di glucosio.

Altre ricerche condotte da Krebs includono aspetti fondamentali dell'urogenesi e la scoperta dell'importanza degli acidi tricarbossilici (acido citrico, acido isocitrico, acido aconitico ecc.) nella respirazione aerobica.

Negli organismi ureotelici, l'ammoniaca depositata nei mitocondri degli epatociti diventa urea attraverso il ciclo dell'urea. Questo percorso è stato scoperto nel 1932 dallo stesso Krebs e da Kurt Henseleit. La produzione di urea si svolge quasi esclusivamente nel fegato e rappresenta il destino della maggior parte dell'ammoniaca lì incanalata. L'urea passa al flusso sanguigno e da qui ai reni e viene escreta nelle urine.

All'insegna della Natura (mi auguro!)

Ieri, primo giorno dell'anno, di buon mattino, ero già in piedi e sono andato a fare due passi per il paese, ritornando per la strada che sale nei pressi del cimitero.

Tutto è innevato. Tra i rami degli alberi spogli saltano, qua e là, ancora i piccoli uccellini - prevalentemente passeracei, ma non solo. 

Ho avuto modo di avvistare la ghiandaia, col suo inconfondibile piumaggio azzurro: peccato che avessi con me solo lo smartphone e non la Nikon. 

La scorsa primavera questo uccello era caduto nella trappola che il mio babbo aveva sistemato vicino alla concimaia per catturare un ratto: prima di liberarlo e di restituirlo alla natura (è specie protetta), mio fratello ne ha approfittato per scattare qualche foto che mi ha passato e che pubblico ora. 

Oltre alla ghiandaia, ho avvistato anche il merlo, che allieta con il suo canto le sere estive, concertando il ronzio delle zanzare che celebrano il loro volo nuziale (giusto poco prima che le femmine fecondate sentano il bisogno di cibarsi del sangue e vengano a prelevarlo da noi, come il governo con le tasse...). Di lui, il merlo, già protagonista dell'ultimo post del 2020, vi regalo uno scatto estivo.

Chissà che questo 2021 non porti l'occasione di fare tante foto e ancora tante osservazioni naturalistiche. Me lo auguro (e lo auguro agli Amici appassionati), perché è un'attività veramente appagante e istruttiva. 

Innanzitutto si impara che certe attribuzioni proverbiali sono sciocche (e mi chiedo: perché continuare ad insegnarle?): l'asino non è stupido, il tordo non è sciocco, la volpe non è furba, il serpente non è astuto, il coniglio non è codardo, la colomba non è per nulla pacifica...

Tra la fauna avicola troviamo poi splendidi esempi di fedeltà coniugale (della serie: finché morte non li separi...) e di attenzione per la prole - da cui certi umani, con tutte le loro etiche, le loro morali e le loro leggi, dovrebbero imparare. Ah, va bene: poi mi ricordate giustamente che c'è anche Cuculus canorus (L. 1758), di cui parleremo a maggio, quando sarà ora di realizzare una registrazione originale da farvi ascoltare.