16.12.2005
Le staminali delle piume
Lo studio potrebbe fornire indizi sulla rigenerazione degli organi umani 

Per la prima volta alcuni ricercatori hanno visualizzato e analizzato le cellule staminali che producono le piume degli uccelli. Lo studio, pubblicato sul numero del 15 dicembre della rivista "Nature", potrebbe essere il primo passo di un percorso scientifico in grado di fare luce sulla rigenerazione degli organi umani.
"Abbiamo scoperto che le cellule staminali delle piume sono distribuite in una configurazione ad anello attorno alla parete interna del follicolo", spiega il patologo Cheng-Ming Chuong della Keck School of Medicine dell'University of Southern California, principale autore dello studio. "Si tratta di una disposizione differente rispetto alle cellule staminali dei capelli, che si trovano in un bulbo all'esterno del follicolo".
Le cellule staminali delle piume interessano agli scienziati a causa delle loro profonde capacità rigenerative. Ogni uccello, infatti, cambia piumaggio due volte l'anno. Poiché in media un uccello possiede oltre 20.000 piume, devono essere all'opera numerosi eventi rigenerativi attivi e continui.
Chuong e colleghi hanno identificato le cellule staminali epiteliali in un follicolo di piuma di una gallina somministrando all'animale acqua contenente un marcatore non radioattivo che è stato successivamente incorporato soltanto nelle presunte cellule staminali. Hanno poi dimostrato che le cellule erano pluripotenti (ovvero con la capacità di differenziarsi in molti tipi diversi di cellula) estraendole dai follicoli di una quaglia e trapiantandole in una gallina.
I ricercatori hanno scoperto che queste staminali sono ben protette nella base di ciascun singolo follicolo di piuma. Quando proliferano e si differenziano, la loro progenie si sposta verso l'alto per creare una piuma. Quando l'uccello effettua la muta, la penna si stacca dal follicolo, lasciandosi dietro un anello di cellule staminali pronte per la creazione della successiva generazione di piume.

Zhicao Yue, Ting-Xin Jiang, Randall Bruce Widelitz, Cheng-Ming Chuong, "Mapping stem cell activities in the feather follicle". Nature, pp. 1026-1029 (15 dicembre 2005).



27.12.2004
Paternità e muta delle penne
Occuparsi dei piccoli ostacola la crescita di piume colorate e attraenti 

Per i codirossi americani (Setophaga ruticilla), avere figli verso la fine della stagione degli accoppiamenti può essere poco conveniente e addirittura rendere i maschi meno attraenti per le femmine l'anno seguente, a causa delle penne della coda più opache. Lo sostiene uno studio pubblicato sul numero del 24 dicembre 2004 della rivista "Science".
I ricercatori della Queen’s University in Canada e dello Smithsonian Institution hanno studiato le complesse relazioni fra l'accoppiamento, la migrazione e la sostituzione delle piume nei codirossi. Oltre a descrivere la biologia e le strategie di conservazione degli uccelli, Ryan Norris e colleghi suggeriscono che le soste di riposo lungo i tragitti migratori forniscano agli uccelli un habitat fondamentale per una settimana o poco più, dove nuove piume prendono il posto di quelle vecchie. Gli autori dello studio hanno individuato i siti della muta analizzando gli isotopi chimici nelle piume cresciute a latitudini differenti.
Nutrire e curare i piccoli in tarda estate - il periodo in cui i maschi che si erano accoppiati per primi e quelli che non lo avevano fatto stanno già facendosi crescere le penne per l'anno seguente - costringe i padri "ritardatari" a sostituire il piumaggio della coda (le cui penne hanno il ruolo di segnalatori sessuali) durante la migrazione. Ma la muta durante il volo è più stressante e sembra produrre penne meno colorate, forse per una minor concentrazione di carotenoidi.

D. Ryan Norris, Peter P. Marra, Robert Montgomerie, T. Kurt Kyser, Laurene M. Ratcliffe, "Reproductive Effort, Molting Latitude, and Feather Color in a Migratory Songbird". Science, Vol. 306, No. 5705 (24 dicembre 2004): 2249-2250.



 
09.03.2001
L'origine delle penne
Un nuovo fossile getta luce su questo mistero

L'origine evolutiva delle penne rappresenta da sempre un rompicapo per i paleontologi, soprattutto perché il più antico uccello noto, l'Archaeopteryx, presenta penne in tutto e per tutto moderne. Un gruppo di scienziati ha però descritto un nuovo dinosauro dotato di strutture ramificate che ricordano proprio le penne.
Le penne degli uccelli attuali hanno un asse centrale da cui si dipartono strutture con molteplici ramificazioni. Nelle penne remiganti e timoniere, le singole ramificazioni sono «agganciate» tra di loro a formare una struttura stabile e aerodinamica. Alcuni ricercatori hanno proposto che le penne si siano evolute da squame come quelle di alcuni rettili volanti. Quattro fossili ritrovati in Cina mostrano però filamenti che alcuni ritengono essere i precursori delle penne, anche se altri scienziati pensano che siano in realtà fibre derivanti dalla decomposizione di pelle e muscoli.
Ora Xu Xing e Zhonghe Zhou, dell'Università di Pechino, e Rick Prum, di quella del Kansas, hanno analizzato di nuovo e attentamente uno di questi fossili, il Sinornithosaurus, vecchio di 250 milioni di anni. Dopo aver ripulito il campione, i ricercatori hanno trovato fibre lunghe fino a 4 centimetri che sono chiaramente strutture esterne alla pelle. Molte delle fibre sono anche raggruppate insieme e, in alcuni casi, si riuniscono alla base, per formare qualcosa che assomiglia all'asta centrale delle penne moderne. Anche se le prove sembrano molto convincenti, gli stessi ricercatori invitano alla prudenza, ricordando che queste strutture potrebbero anche essere artefatti dovuti alla conservazione del fossile.



20.07.2004
Niente sonno durante la migrazione
In primavera e in autunno alcuni uccelli non dormono quasi mai
 

Ogni anno, milioni di uccelli migrano per migliaia di chilometri. La maggior parte vola di notte eppure rimane attiva anche durante il giorno, suscitando perplessità negli scienziati che si chiedono come facciano a dormire così poco. Un nuovo studio, pubblicato online sulla rivista "PLoS Biology", rivela che questi uccelli semplicemente riescono a fare a meno di dormire senza subire i disastrosi effetti della privazione di sonno che si osservano in altri animali. Il meccanismo biologico alla base di questo fenomeno, se identificato, potrebbe rivelarsi utile per coloro che necessitano per lavoro di rimanere svegli per lunghi periodi di tempo e potrebbe fare luce sui disturbi dell'umore che danneggiano il sonno.
Ruth Benca dell'Università del Wisconsin di Madison ha studiato nel corso di un intero anno alcuni passeri dalla corona bianca in cattività. Normalmente questi uccelli migrano ogni primavera e ogni autunno per oltre 4000 chilometri, dall'Alaska alla California meridionale, volando quasi sempre di notte. Durante la stagione migratoria, all'interno delle gabbie in laboratorio gli uccelli diventavano agitati e si muovevano avanti e indietro sbattendo le ali. I ricercatori hanno analizzato i loro movimenti in gabbia e hanno collegato i loro cervelli a sensori per controllare gli schemi di sonno. Nei periodi in cui gli uccelli normalmente migravano, essi dormivano soltanto per un terzo del solito ed entravano più rapidamente nella fase REM, il tipo di sonno tipicamente associato negli esseri umani ai sogni. Quando i passeri erano attivi di notte, i sensori indicavano che erano del tutto svegli.
I risultati suggeriscono che gli uccelli diminuiscono semplicemente il loro periodo di sonno, anziché volare da addormentati durante le migrazioni. I meccanismi alla base di questa abilità rimangono sconosciuti, ma ulteriori studi potrebbero far luce sui processi del sonno in generale e sulla neurobiologia di alcuni disturbi correlati.

N. C. Rattenborg et al. Migratory sleeplessness in the white-crowned sparrow. PLoS Biol 2(7): e212, DOI: 10.1371/journal.pbio.0020212 (2004).


 28.03.2003
Clima e uccelli migratori
Uno studio effettuato nella regione del Lago di Costanza rivela un calo nelle specie migratrici
 
Da tempo i biologi sono convinti che i mutamenti climatici stiano influenzando gli esseri viventi in tutto il mondo. L'ultima prova viene da uno studio che mostra come inverni meno rigidi si ripercuotano sul numero di uccelli migratori. E il calo della popolazione potrebbe influire anche sul numero delle specie.
La ricerca è stata effettuata da Nicole Lemoine e Katrin Boehning-Gaese dell'Università Johannes Gutenberg di Mainz, in Germania, e sarà pubblicata sul numero di aprile della rivista "Conservation Biology".
L'ipotesi dei ricercatori è che inverni più caldi possano aumentare il tasso di sopravvivenza degli uccelli che non svernano, fornendo maggiore competizione agli uccelli migratori, quando fanno ritorno a primavera, per risorse come il cibo e i siti dove nidificare. Questo potrebbe avere come conseguenza un calo nel numero totale di uccelli migratori, così come nel numero delle specie.
Per verificare questa teoria, Lemoine e Boehning-Gaese hanno analizzato gli attuali censimenti ornitologici e i dati sul clima nella regione del Lago di Costanza, nell'Europa Centrale, al confine fra Svizzera, Austria e Germania. Hanno determinato il numero di specie di uccelli e l'abbondanza di ciascuna specie in due recenti periodi (1980-81 e 1990-92), dividendoli in tre categorie: i residenti, quelli che migrano su corte distanze (in media fra 1000 e 2000 chilometri) e quelli che migrano su lunghe distanze (più di 3500 chilometri).
Mentre i cambiamenti del clima non hanno influito sulla popolazione dei primi due gruppi, i ricercatori hanno osservato un drastico calo delle specie del terzo tipo. In particolare, di fronte a un aumento della temperatura media invernale di circa due gradi nel mese più freddo fra i due periodi, l'abbondanza degli uccelli migratori è diminuita di un quinto.
 



11.01.2001
Le origini degli uccelli
Il nuovo fossile potrebbe indicare l'esistenza di un antenato comune a tutti gli uccelli esistenti

È stato battezzato con il nome scientifico di Apsaravis ukhaana il fossile di circa 80 milioni di anni ritrovato nella località di Ukhaa Tolgod, nel Deserto del Gobi, nella Mongolia meridionale, da una spedizione finanziata dall’American Museum of Natural History di New York e dall'Accademia delle scienze mongola.
Il reperto, costituito dai resti molto ben conservati di un uccello delle dimensioni di un piccione, è descritto diffusamente un articolo apparso sull’ultimo numero della rivista «Nature». Analizzato da Julia Clarke, paleontologa della Yale University, e da Mark Norell, direttore della Divisione di paleontologia dell’American Museum of Natural History, il fossile ha permesso di formulare interessanti ipotesi sugli antenati degli attuali uccelli.
«Tutti gli uccelli esistenti – ha spiegato la Clarke – hanno un antenato comune. Questo fossile è appena al di fuori dal gruppo che include praticamente tutti i discendenti di questo antenato. Inoltre, è il reperto meglio conservato degli ultimi cento anni.»
Risale infatti a un secolo fa il ritrovamento dei resti fossilizzati di un Ichthyornis, il parente più prossimo degli uccelli viventi, ora conservato presso il Peabody Museum of Natural History di Yale.
Secondo i ricercatori, l’Apsaravis ukhaana fossile permette di confutare l’opinione secondo la quale gli orniturini, i parenti più prossimi degli uccelli esistenti, popolavano solo le zone costiere, mentre le regioni più interne erano dominate dagli enantiorniti, che si estinsero alla fine del Cretaceo, 65 milioni di anni fa. I resti degli enantiorniti infatti sono relativamente abbondanti nei depositi terrestri risalenti al Mesozoico.
«La nostra scoperta – conclude Norell – suggerisce che non c’è ragione di credere che ci fosse popolazione delle sole zone costiere. Ora abbiamo una prova che un antenato degli uccelli attuali viveva in una zona continentale. Inoltre, si aprono nuove prospettive per lo studio dell’origine del volo. Il nuovo fossile presenta, in un osso della zampa, le caratteristiche che indicano la disposizione dei muscoli responsabili dei movimenti necessari per il colpo d’ala.»



23.04.2001
Sacrifici ornitologici

Gli uccelli prendono in considerazione due fattori, per portare il cibo al nido in presenza di un predatore: il numero dei piccoli e la probabilità di sopravvivere all'incontro
 
Gli uccelli, a differenza della maggior parte dei mammiferi, a volte sono disposti a sacrificare la propria prole per salvarsi, magari per riprodursi ancora. Ora un gruppo di ricercatori dell'Università della California, a Riverside, e del Geological Survey di Missoula, in Montana, ha riferito in un articolo sul numero del 20 aprile di «Science» che gli uccelli prendono in considerazione due fattori, quando decidono se portare o meno il cibo al nido in presenza di un predatore: il numero dei loro piccoli e la probabilità di sopravvivere all'incontro.
I ricercatori hanno notato che gli uccelli dell'emisfero settentrionale tendono a deporre più uova, rispetto a specie simili dell'emisfero meridionale. Essi hanno poi esaminato se il numero di uova influenza il comportamento degli animali e, in particolare, la loro voglia di tornare al nido per nutrire i loro piccoli in presenza di un predatore. Gli scienziati hanno confrontato le reazioni di cinque specie di uccelli argentini e dei loro più vicini parenti in Arizona. Per ciascuna specie, essi hanno verificato le reazioni degli uccelli a registrazioni dei richiami di diversi predatori. Si è visto così che gli uccelli in Argentina tendono a preoccuparsi più della loro stessa salute, rispetto a quelli dell'Arizona. Molto probabilmente, questo avviene perché gli uccelli dell'emisfero settentrionale hanno meno probabilità di sopravvivere all'inverso e quindi fanno tutto il possibile per salvare la loro prole. Gli uccelli argentini invece depongono meno uova, ma si riproducono più spesso, per cui valutano più preziosa la propria sopravvivenza.



04.04.2001
Prestazioni di volo
Il nuovo studio è parte di un programma ancora in corso per studiare la fisiologia e l'ecologia di questi uccelli
 
Un nuovo studio sulle prestazioni di volo degli albatros rivela differenze sostanziali fra maschi e femmine, e mostra come queste differenze possano influenzare le scelte degli animali riguardo a dove vanno a cercare il cibo.
Pochi studi sulle prestazioni di volo negli uccelli hanno cercato differenze fra maschi e femmine. Il dimorfismo sessuale negli uccelli viene di solito studiato in relazione ai comportamenti riproduttivi, ma negli albatros sembra influenzare gli schemi di volo, secondo uno studio compiuto da Scott Shaffer, dell'Università della California, e pubblicato su «Biology».
Gli albatros vaganti sono stati spesso ammirati come maestri del volo a vela. Essi spendono la maggior parte della loro vita in mare aperto, usando i venti per compiere lunghissimi viaggi in cerca di cibo. Il nuovo studio è parte di un programma ancora in corso per studiare la fisiologia e l'ecologia di questi uccelli.
Da un luogo dove gli albatros si riproducono, sull'isola di Crozet, Shaffer ha compiuto accurate misurazioni delle dimensioni corporee, dell'apertura alare e della superficie alare di 56 uccelli, fra cui giovani e adulti di entrambi i sessi, trovando differenze morfologiche significative. In media i maschi sono più pesanti delle femmine e hanno ali più lunghe, con una superficie maggiore. Analizzando i dati in termini di prestazioni di volo, si è trovato che il carico alare è notevolmente superiore nei maschi che nelle femmine. Queste differenze trovano riscontro nelle differenti condizioni del vento di dove gli animali di diversa età e sesso vanno a cercare il loro cibo. Il maggiore carico alare dei maschi fa sì che essi abbiano bisogno di venti più forti per continuare a stare in aria senza sbattere le ali. È proprio questo il problema degli albatros, che sono perfettamente adattati per il volo a vela, ma spendono enormi quantità di energia per sbattere le ali. Così, mentre i maschi tendono a dirigersi verso le zone antartiche e subantartiche, le femmine puntano invece verso nord, nelle fasce subtropicali, più calde e tranquille.