diumenge, 28 de juny de 2020

La transmissió d’una innovació alimentària en el dofí mular indopacífic

Etologia: En la població de dofí mular indopacífic que viu a Shark Bay, a l’Austràlia Occidental, hi ha alguns individus que s’alimenten de preses atrapades dins de grans closques buides de gasteròpodes marins. En un article a Current Biology encapçalat per Sonja Wild analitzen com aquesta pràctica (que anomenen “shelling”) es difon entre els dofins. Wild et al. mostren, de fet, que les innovacions alimentàries en els dofins poden difondre’s socialment més enllà del vincle materno-filial, és a dir d’una manera no-vertical. Es tracta de la primera quantificació d’una tàctica de depredació apresa no-verticalment en un odontocet. La transmissió de comportaments culturals a través de l’aprenentatge social ha estat descrita en diversos animals no-humans. En la majoria de casos és una transmissió vertical, en la que els pares l’ensenyen a la progènie. La transmissió no-vertical pot fer-se entre individus de la mateixa generació (transmissió horitzontal) o, preferentment, des d’individus de més edat a més joves no directament relacionats (transmissió obliqua). Entre els dofins mulars indopacífics (Tursiops aduncus) de Shark Bay domina clarament la transmissió vertical de la mare a la cria pel que fa als comportaments depredadors. El mèrit de Wild et al. és haver aplicat una anàlisi de difusió basada en xarxa per tal d’identificar que el “shelling” es difon primàriament a través d’una transmissió no-vertical.


Fotografia de Brian W. Schallet que mostra un dofí mular indopacífic al Shark Bay Marine Park

Els dofins de la Badia dels Taurons

Aquest estudi fou concebut per Michael Krützen (del Departament d’Antropologia de la Universitat de Zürich), Simon J. Allen (de la School of Biological Sciences de la University of Bristol) i Sonja Wild (investigadora predoctoral de la Faculty of Biological Sciences de la University of Leeds). Les anàlisis estatístiques foren realitzades per Wild i William J. E. Hoppitt (de la University of Leeds). Wild recollí dades i redactà el primer esborrany.

La recerca fou finançada a través dels projectes que Krützen té amb la Fundació Nacional Suïssa per la Ciència, la SWRRFI d’Austràlia, la National Geographic Society, A.H. Schultz Stiftung, Claraz-Schenkung, Julius-Klaus Stiftung, i W.V. Scott Charitable Trust.

Els autors tenen paraules d’agraïment per a la Shark Bay Salt Pty. Ltd., i pels estudiants i voluntaris que contribuïren a la recollida de dades per a la Dolphin Innovation Project i la Shark Bay Dolphin Research.

Els subjectes d’aquest estudi són els dofins mulars indopacífics (Tursiops aduncus) que viuen de manera salvatge en el golf occidental de la Shark Bay, a Western Australia. Les dades genètiques s’obtingueren a través d’un sistema remot de presa de biòpsies, dins del marc del permisos concedits pel Department of Biodiversity, Conservation and Attractions i el Department of Agriculture and Food. Els protocols foren aprovats pels comitès d’ètica animal de la University of Western Australia, la Murdoch University i la Universitat de Zuric.

Les dades utilitzades foren recollides entre el 2007 i el 2018, dins de les observacions fetes des de vaixell, amb la base en la població de Useless Loop. Cada vegada que el vaixell s’acostava a un grup de dofins, els observadors prenien les dades de localització (per GPS) i determinaven la composició del grup a través de la identificació fotogràfica d’individus. Els individus que es trobaven a menys de 10 metres d’un altre dofí durant els primers cinc minuts de cada encontre eren considerats part del mateix grup. Tots els casos de comportament de “shelling” (la captura d’una closca de gasteròpode marí per consumir els peixos que hi haguessin amagats a dins) eren anotats, indicant la identitat del dofí que ho feia. Aquests individus rebien la designació de “shellers”.

Les biòpsies es prenien de forma oportunista després de cinc minuts d’observacions comportamentuals. S’adreçaven a individus dels que no s’hagués tingut mostra prèvia. Per prendre-la utilitzaven un rifle modificat del calibre 0,22, amb el que disparaven dards de policarbonat amb puntes d’acer inoxidable. Els teixits recollits d’aquesta manera eren guardats en una solució de dimetil-sulfòxid (20%) saturada amb clorur de sodi, a una temperatura de 4°C. En arribar al laboratori, aquestes mostres eren dutes al congelador de -80°C.

En total s’extragué ADN de 295 mostres. El genotipat es feia per tres PCR múltiplex d’un total de 27 loci microsatèl·lits, acoblada amb una seqüenciació ulterior.

Del 293 mostres s’obtingué un genotip per a 24-27 loci, i fou a partir d’elles que es calculà el grau de relació biparental diàdica. Així es podia identificar si dos individus eren mig germans (relació de 0,25), pare i fill (relació de 0,5), germans complets (relació de 0,5), cosins germans (relació de 0,125) o si no tenien cap parentiu (relació de 0). Com que els hàbits de depredació en els dofins mulars indopacífics s’aprenen bàsicament de la mare, de les mostres d’ADN es realitzà una amplificació del fragment D-Loop de l’ADN mitocondrial (d’herència materna) per tal d’assignar cada individu a un llinatge matern. En les mostres analitzades s’identificaren els haplotips A, B, D, E, H, F, I i K. A nivell d’anàlisi, aquests haplotips es condensaren en tres haplogrups: E, D i “altres”.

Al mateix temps, de cada mostra individual es feien PCR dels loci ZFX i SRY per tal de determinar el sexe de l’individu.

En l’anàlisi de difusió basat en xarxa (NBDA) cal combinar una bona mida mostral amb la qualitat de dades. D’aquesta manera, convé excloure individus dels quals tan sols s’han fet unes poques observacions, per tal que la qualitat de les dades augmenti encara que sigui en detriment de la mida mostral. Així, Wild et al. tan sols tingueren en compte les de 538 individus, dels quals s’havien fet un mínim de cinc avistaments.


Localitzacions de les observacions utilitzades en aquest estudi

L’hàbit de pescar amb closques buides

Entre el 2007 i el 2018, en el marc de 5278 encontres amb grups de dofins, s’identificaren un total de 1.035 individus diferents. En aquests observacions es detectaren 42 casos de consum de closca (“shelling event”), realitzats per 19 individus de tres llinatges mitocondrials diferents. Certament, el “shelling” és un hàbit rar, però Wild et al. alerten que és un comportament que se sol despatxar en pocs segons i que, per tant, és fàcil que passi desapercebut als observadors. Per això tingueren en compte una submostra de 310 individus pels quals hi havia hagut un mínim d’11 observacions. D’aquests 310 individus, 15 eren “shellers” (6 femelles i 9 mascles).

Per investigar la via de transmissió d’aquest comportament, Wild et al. realitzaren una anàlisi de difusió d’ordre d’adquisició. En aquesta tècnica es combinen les dades de xarxa social (el fet que dos individus pertanyin al mateix grup), d’entorn (el fet que dos individus es trobin en ambients semblants) i de genètica (el fet que dos individus tinguin una relació de parentiu). D’acord amb aquests models, els resultats indicarien que la transmissió d’aquest comportament seria eminentment social. Que el comportament sigui “descobert” de manera individual, o que sigui “heretat”, no encaixa amb les dades. Tampoc no seria un aprenentatge vertical, transmès per la mare a la progènie. Quedaria, doncs, una transmissió social no-vertical, incloses la transmissió horitzontal (entre individus de la mateixa generació) o l’obliqua (entre un individu d’una generació anterior i un de més jove).

La transmissió social del “shelling” semblaria més efectiva en grups petits que no pas en grups més grans. Aquesta transmissió social sembla independent de factors com el sexe, l’haplotip mitocondrial o la fondària marina. Existeixen, però, diferències en la velocitat d’aprenentatge relacionada amb l’haplotip, de manera que els dofins amb haplotip D i E ho fan molt més ràpidament que els altres haplotips.

Wild et al. ofereixen la primera prova quantitativa d’un comportament alimentari de transmissió no-vertical en un odontocet. Caldrà ampliar la base de dades d’observacions per poder distingir si és una transmissió obliqua o horitzontal. Pel que se sap, aquesta transmissió dependria de la durada i freqüència de proximitat entre el “demostrador” i l’“aprenent”, i seria més efectiva en grups més petits, on les relacions interindividuals serien més focalitzades. En els dofins de Shark Bay, aquestes relacions més estretes són típiques entre mascles de grups socials més cohesius, però les femelles també mostren alts nivells de tolerància social.

Wild et al. contrasten la pràctica del “shelling” amb la de l’“sponging”. L’“sponging” s’aprèn de manera vertical, sobretot apresa per les filles a partir de la mare, en el marc de l’adopció de les mateixes àrees de pesca (els dofins mulars de Shark Bay són en aquest sentit matrilocals). El “shelling”, però, seria una estratègia més oportunista, que no requereix l’especialització de l’“sponging”.

La recopilació de dades esclarirà aspectes com ara el percentatge de dofins que adquireixen el “shelling” de manera asocial, és a dir de forma individual (Wild et al. ho estimen en un 43%). El “shelling”, com el “sponging”, són exemples d’ús d’eines de pesca per part dels dofins. En el “shelling” el dofí utilitza la closca buida d’un gasteròpode marí per atrapar preses. Després de mantindre-la submergida, el dofí treu la closca de l’aigua, i la sacseja per fer caure el peix o peixos que hi hagin entrat.



Lligams:
- Integrating Genetic, Environmental, and Social Networks to Reveal Transmission Pathways of a Dolphin Foraging Innovation. Sonja Wild, William J.E. Hoppitt, Simon J. Allen, Michael Krützen. Current Biology (2020).
- Shark Bay Dolphin Research.

divendres, 26 de juny de 2020

Els mukupírnids en l’evolució dels vombatiformes

Paleontologia: Robin Beck és el primer autor d’un report que descriu a partir d’un espècimen de marsupial diprotodontià de la Formació Namba d’Austràlia del Sud, de 25-26 milions d’anys d’antiguitat, una “nova família”, la dels mukupírnids, a partir d’aquesta “nova espècie” designada com a Mukupirna nambensis. L’espècimen preserva característiques cranials i post-cranials de l’esquelet d’un animal que visqué en l’Oligocè Tardà. Hi ha pocs espècimens tan complets de marsupials fòssils d’aquesta antiguitat a Austràlia. Beck et al. consideren Mukupirna nambensis entre els vombatiformes, entre les formes modernes dels quals tenim els uombats (família dels vombàtids) i els coales (família dels fascolàrctids). Dels vombatiformes ja s’havien descrit diverses famílies fòssils, però la dels mukupírnids presenta alguns trets morfològics divergents. Beck et al. assenyalen diversos aspectes del crani i de les dents que situen els mukupírnids a mig camí entre els uombats actuals i els wynyàrdids fòssils. M. nambensis devia ésser una espècie de capacitats excavadores, però amb una massa corporal considerable (143-171 kg, cinc vegades la d’un uombat modern) no seria un perforador de túnels. Beck et al. també defineixen la superfamília Vombatoidea, integrada per vombàtids i mukupírnids. M. nambensis evidenciaria com algunes adaptacions excavadores serien més antigues en els vombatoids a l’aparició de molars de creixement continu (hipselodonts), que s’hauria generalitzat entre els vombàtids a partir del Miocè. Els molars dels ancestres dels vombatiforms eren selenodonts, amb una morfologia que veiem entre els coales (fascolàrctids) i en els ilàriids fòssils. De la selenodòntia hom passà a la selenofodòntia present en el wynyardiids i vombatoids, i d’allà a la bunolofodòntia dels vombatiforms, i encara després a la lofodòntia plena dels diprotodontoids. La mida corporal de M. nambensis no seria del tot excepcional entre els vombatiformes, i hi hauria altres cinc llinatges del grup que haurien assolit de manera independent aquestes dimensions, alguns dels qual també ho feren en l’Oligocè tardà.


Crani AMNH FM 102646 que ha servit d’holotip a l’espècie “Mukupirna nambensis”, en visió ventral (b), visió ventromedial de la regió rostral del costat dret (b) i visió ventromedial de la regió posterior del costat dret.

Els vombatiforms

Richard H. Tedford (1925-2011) és comptat entre els autors. Des de la Division of Paleontology de la American Museum of Natural History, de New York, realitzà nombrosos contribucions sobre la fauna mastològica de l’Era Terciària australiana.

Robin M. D. Beck és investigador del Ecosystems and Environment Research Centre, de la School of Science, Engineering and Environment, de la University of Salford, a Manchester. També és membre del PANGEA Research Centre, de la School of Biological, Earth and Environmental Sciences, de la University of New South Wales, Sydney, centre al qual pertanyen també Michael Archer i Karen H. Black.

Julien Louys és membre del Australian Research Centre for Human Evolution, del Environmental Futures Research Institute, de la Griffith University, de Queensland.

Philippa Brewer és investigadora del Department of Earth Sciences, del Natural History Museum, de London.


El uombat comú (“Vombatus ursinus”) és una de les tres espècies vives de uombats

Actualment, del clade dels vombatiformes tan sols resten tres espècies de la família dels vombàtids (Vombatus ursinus, Lasiorhinus latifrons i Lasiorhinus krefftii) i una de la família dels fascolàrctids (Phascolarctos cinereus), és a dir tres espècies de uombat i una espècia de coala.


El coala (“Phascolarctos cinereus”) és la quarta espècie vivent de vombatiform

Els vombatiforms són de vegades considerats un subordre dins de l’ordre dels diprotodontis (Diprotodontia). Dins d’aquest mateix ordre tindríem els falangèrids (Phalangerida), dins dels quals trobem els opòssums, els cangurs, els wallabis i les rates-cangur. En l’actualitat els falangèrids són força més diversos que els vombatiforms, però si comptem les formes fòssils de vombatiforms veiem un tàxons altament divers. Hi hagué entre els palorquèstids herbívors grans, de la mida d’un tapir. Hi hagué entre els tilacoleònids els “lleons marsupials”. De fet, el clades dels vombatiforms encara presentava una diversitat considerable a l’entrada del Pleistocè, durant el qual s’extingiren els darrers representants dels palorquèstids, dels tilacoleònids i dels diprotodòntids. Durant el Pleistocè també s’extingiren diverses espècies de vombàtids i fascolàrtids, fins arribar a la situació actual, on aquestes famílies són integrades, respectives, per tres i una espècies.

La imatge dels uombats i coales actuals contrasta amb la dels vombatiformes fòssils més coneguts del Pleistocè: Diprotodon optatum feia més de 2 tones, Palorchestes azael fou la versió marsupial del tapir, i Thylacoleo carnifex era el senyor de la cadena tròfica de l’ecosistema on va viure. Però tan les espècies pleistocèniques com les holocèniques dels vombatiforms són organismes altament derivats, amb una notable especialització.

Per tal de reconèixer les relacions internes entre els vombatiforms, Beck et al. defensen l’estudi de fòssils de l’Oligocè i del Miocè. És a partir d’un crani i d’un esquelet postcranial parcial procedent de la Fauna Local Pinpa de la Formació Namba de la Conca del Llac Eyre (al cantó nord-oriental de l’estat d’Austràlia del Sud) que fan la descripció de l’espècie Mukupirna nambensis. Amb una antiguitat de 25-26 milions d’anys (Oligocè Tardà), és un dels marsupials fòssils més antics dels que s’han preservat elements de l’esquelet postcranial.

Mukupirna nambensis

Beck et al. consideren que Mukupirna nambensis mereix ésser inclosa en un gènere propi (Mukupirna) i en una família pròpia, Mukupirnidae. S’inclouria dins de la superfamília Vombatoidea (descrita per Kirsch en el 1968), dins de la infraordre Vombatomorphia (descrit per Aplin i Archer en el 1987), dins del subordre Vombatiformes (descrit per Woodburne el 1984) i dins de l’ordre Diprotodontia (descrit per Owen el 1866).

Beck et al. justifiquen no incloure Mukupirna nambensis en la família Wynyardiidae pel fet de posseir un premolar P3 que manca de cúspide posterolingual, una selenodòntia menys ben desenvolupada, un procés massetèric menys ben desenvolupats, vacuïtats palatals completament encerclades pels palatins, una cresta deltopectoral proporcionalment més llarga, un final distal més ample de l’húmer i un olècranon més llarg de l’ulna. A més, Mukupirina nambensis es caracteritza per una mida corporal considerable, que Beck et al. estimen en 143-171 kg.

D’altra banda, Mukupirna nambesis difereix de la família Vombatidae pel fet mancar de molars bilobats, retindre tres incisius superiors i el caní superior. Els vombàtids moderns són hipselodonts, és a dir que els creixen els premolars i molars durant tota la vida, reposant així el desgast: en canvi, en M. nambensis les arrels de premolars i molars són tancades.

L’holotip de M. nambensis és el fòssil catalogat com a QMAM 168 o com a AMNH FM 102646. Com indica aquesta designació es troba en la col·lecció de la Division of Paleontology del American Museum of Natural History. Fou estudiat originàriament per Dick Tedford. Els altres autors agraeixen a Ruth O’Leary la informació sobre la peça, així com el treball que hi va fer Carol Munson. La part cranial de la peça fa 197 mm de llarg, i es troba esclafada de tal manera que no s’ha preservat la superfície dorsal. La part postcranial inclou vèrtebres, costelles, les dues escàpules, el braç esquerre, el fèmur esquerre i dret, i alguns altres ossos. En la part cranial s’observa una dentició adulta però poc gastada. Cal pensar que es tractava d’un subadult o d’un jove adult.

Beck et al. consultaren a Peter Austin i al difunt Luise Hercus sobre la llengua dieri per tal de fer-la servir en la nomenclatura científica. Mukupirna és un compost llatí fet a partir dels mots dieri (diyari) “muku” (ossos) i “pirna” (gros). La llengua dieri és la pròpia de la zona que envolta el Llac Eyre.
L’adjectiu “nambensis” fa referència a la Formació Namba. L’holotip fou trobat, efectivament, en el Lloc C del Llac Pinpa, corresponent a la Formació Namba, dins de l’àrea del Llac Frome. La Formació Namba s’ha correlacionat, d’acord amb dades isotòpiques, foraminiferals, magnetostratigràfiques i radiomètriques, amb la Formació Etadunna, la qual s’estima d’una antiguitat de 24-26 milions d’anys, és a dir corresponent a l’Oligocè tardà.

El lloc de Mukupirna nambensis entre els vombatiforms

La morfologia craniodental de Mukupirna nambensis el situa a mig camí entre els wynyardiids (Namilamadeta, Muramura) i els vombàtids. Entre els vombatiforms, els molars superiors poden ésser lofodonts (com passa entre els diprotodòntids i els palorquèstids), completament selenodonts (com passa en els ilariids i els fascolàrctids) o bunodont-bunolofodonts (com és el cas dels tilacoleònids). En el cas de M. nambensis hom troba característiques selenolofodòntiques, intermèdies entre la lofodòntia i la selendòntia.

Algunes característiques dels ossos de l’extremitat anterior, indicarien que M. nambensis tenia capacitat excavadora similar a la dels uombats moderns (Lasiorhinus latifrons i Vombatus ursinus). Ara bé, el fet que hi manqui una cresta deltopectoral hipertrofiada indicaria que no seria un veritable excavador de llodrigueres.

Una anàlisi filogenètica

A través de 79 caràcters craniodentals i 20 caràcter postcranials, Beck et al. han realitzat una anàlisi filogenètica incloent-hi els vombatiformes prèviament coneguts. Mukupirna quedaria com el tàxon germà dels Vombatidae. Per això Beck et al. proposen definir els Vombatoidea com la suma dels Vombatidae i dels Mukupirnidae.

La mida corporal de Mukupirna nambensis

No és cosa fàcil estimar les dimensions d’un organisme a partir d’una col·lecció incompleta de dades esquelètiques fossilitzades. Aplicant-hi equacions de regressió a la circumferència femoral, obtenen un valor de 143 kg. Si consideren una combinació de les circumferències humeral i femoral, estimen una massa corporal de 171 kg. En qualsevol cas, es tractaria de cinc vegades més la massa corporal dels vombatiforms moderns.

L’ancestre comú darrer de tots els vombatiforms devia ésser un animal petit, de 5,5 kg, és a dir una mica inferior a la del coala modern. Dins dels vombatiforms haurien aparegut formes de més de 100 kg en sis llinatges independents (o set si hom assum que T. carnifex també superava els 100 kg).


La massa corporal en la filogènia dels vombatiforms

Mukupirna nambensis indicaria que algunes adaptacions a les excavació dels Vombatoidea aparegueren en un ancestre que encara presentava una dentició molar selenolofodonta. Dit d’una altra manera, que en la història evolutiva dels uombats, la capacitat excavadora aparegué abans que la hipselodòntia. Ara bé, M. nambensis no tenia la musculatura típica que permet als uombats ésser uns veritables excavadors de galeries.

Lligams:
- A new family of diprotodontian marsupials from the latest Oligocene of Australia and the evolution of wombats, koalas, and their relatives (Vombatiformes). Robin M. D. Beck, Julien Louys, Philippa Brewer, Michael Archer, Karen H. Black, Richard H. Tedford. Scientific Reports 10: 9741 (2020)

dissabte, 20 de juny de 2020

Un període fonamental de temps no pas superior a 1E-33 segons

Ahir la revista Physical Review Letters publicava un article de Garrett Wendel, Luis Martínez i Martin Bojowald, del Department of Physics de The Pennsylvania State University, sobre les implicacions físiques d’un període fonamental de temps. Wendel et al. exploren les conseqüències de descriure el temps, no pas com una coordenada contínua, sinó com un procés fonamental discontinu. El temps interactuaria, doncs, amb qualsevol sistema físic que mostrés una evolució temporal. És clar que la dinàmica resultant exigiria que aquest període fonamental de temps fos prou petit. Wendel et al. calculen un límit superior fort TC que seria de 10-33 s. Les tècniques actuals no poden mesurar períodes de temps fins i tot diversos ordres de magnitud superiors a aquest valor.

El temps de Planck

Max Planck proposà en el seu moment la definició d’unitats naturals a partir de les constants universals. Existeixen diferents variacions del “temps de Planck”, però la més habitual combina la velocitat de la llum en el buit (c), la constant de gravitació universal de Newton (G) i la constant modificada de Planck (ħ) en l’expressió ((ħG/c5)1/2), que equival a 5,39·10-44 segons. Alguns han suggerit que aquest “temps de Planck” no tan sols seria una “unitat natural” de temps sinó fins i tot el període fonamental de temps, la unitat indivisible de temps. Com que períodes temporals d’aquest ordre de magnitud queden fora de qualsevol tècnica cronomètrica disponible podem tractar de tota manera el temps com una coordenada contínua.

Garrett Wendel, Luis Martínez i Martin Bojowald, però, proposen una aproximació indirecta per aconseguir informació sobre el període fonamental de temps. Posem com a analogia la del moviment brownià que, a través de l’estudi per microscòpia òptica de grans de pol·len, conduí a la confirmació de la natura atòmica de la matèria, per bé que un gra de pol·len és set ordres de magnitud superior a un àtom. Val a dir que Wendel et al. han de fer un salt més ample, per la qual cosa requereixen un model físic detallat que magnifiqui la sensibilitat d’una mesura directa.

La mecànica quàntica d’un model físic del temps

Wendel et al. descriuen la mecànica quàntica d’un model físic del temps com a variable dinàmica i oscil·lant d’un rellotge físic. Això contrasta amb la visió del temps com a paràmetre extern monotònic. És des d’aquest model que troben un límit superior per a un període fonamental del temps de deu ordres de magnitud superior al temps de Planck. Ara bé, un temps de l’ordre de 10-33 s segueix ben lluny de les nostres capacitats tecnològiques de cronometria.

El primer problema d’aquest model sorgeix del requeriment d’unitaritat de l’operador d’evolució entre dos estats, ψ(0) i ψ(t), és a dir de Û(t)=exp(-i^Ĥt/ħ), on Ĥ és el halmitonià del sistema en evolució. Mantindre aquest requeriment per a tot valor de t faria impossible una variable temporal dinàmica i oscil·lant que tornés de nou al seu valor inicial després de cada cicle de rellotge. Aquesta variable temporal, a més, hauria d’ésser sotmesa a fluctuacions quàntiques sense una direcció preferida. Aquest problema és un dels obstacles a la quantiquització de sistemes relativístics generals on no hi ha temps absolut, és a dir al desenvolupament teòric de la gravetat quàntica o de la cosmologia quàntica en general.

En el 1950, Paul Dirac analitzà propietats generals de sistemes restringits quànticament rellevants per a sistemes relativístics. Dirac suggeria una construcció desparametritzadora que mostraria que el temps físic requereix una dinàmica restringida. Tant el temps com el sistema serien quantitzats en un model estès que inclouria tots els graus rellevants de llibertat, de manera que les energies de la variable temporal i del sistema haurien d’ésser exactament equilibrades.

Wendel et al. parteixen de l’equació de Friedmann per arribar a:
C = -Hmatèria(V) + 6πG·c-2·V·pV2 = 0

On V és el volum espacial (el cub del factor escalar a) i pV és el seu moment.

De forma relacionada, l’expansió de l’univers es pot descriure a través d’una funció V(φ) que determina el volum en referència al valor de l’escalar. Així el temps és inclòs en el subsistema físic, i no introduït com a coordenada externa.

Wendel et al. opten per fer ús d’una variable oscil·lant que entra un hamiltonia bàsic amb una energia cinètica estándar i un terme de potencial d’autointeracció sense límits més damunt. D’aquesta manera la variable de temps monotònic (τ) emergiria d’una variable fonamental oscil·lant (φ). El període de rellotge TC es deduiria a partir de l’equació de Schrödinger com a igual a 4H/λ. Aquest període TC seria molt inferior al període del sistema, la qual cosa explica que la dinàmica sigui indistingible del que sabem de la mecànica quàntica estàndard.

Els rellotges atòmics

La precisió relativa de mesura del temps per als rellotges atòmics recents és de 10-19, que treballen amb períodes de sistema de l’ordre de 2 femtosegons. Són rellotges que fan servir la transició 3P0 -> 1S0 de longitud d’ona de 698 nm. D’acord amb aquesta precisió, Wendel et al. obtenen una límit superior per a TC de 10-33 s. Si TC fos superior, no s’hauria pogut assolir aquest nivell de precisió. El desenvolupament de rellotges atòmics més precisos requeriria doncs que el valor de TC fos encara inferior. El més rellevant és que, tot i la diferència d’ordres de magnitud de precisió (de 10-19
s a 10-33 s), és possible deduir dels rellotges atòmics algunes característiques del període fonamental del temps.

Lligams:
- Physical Implications of a Fundamental Period of Time. Garrett Wendel, Luis Martínez, Martin Bojowald. Phys. Rev. Lett. 124: 241301 (2020).

divendres, 12 de juny de 2020

Les defuncions observades a Catalunya durant l’epidèmia de covid-19

Laura Muñoz Ortiz i Montse Mias, de l’Agència de Qualitat i Avaluació Sanitàries de Catalunya (AQuAS), i Anna Mompart Penina, de la Direcció General de Planificació en Salut del Departament de Salut de la Generalitat de Catalunya, han realitzat una anàlisi de les defuncions observades i esperades durant l’epidèmia de covid-19 a Catalunya que apareix en forma d’informe ràpid a la web de l’AQuAS.
Novel Coronavirus SARS-CoV-2
Virions de SARS-CoV-2, l’agent causal de la covid-19, en una microelectrografia de transmissió obtinguda a la NIAID Integrated Research Facility de Fort Detrick, Maryland

Metodologia emprada

En aquest report, Muñoz et al. empren dades de defuncions enregistrades per covid-19 actualitzades a data de 25 de maig. Aquestes dades deriven, de fet, de la informació que rep el Departament de Salut de les empreses de serveis funeraris, que són complementades també amb les notificacions que recull el Servei d’Urgències de Vigilància Epidemiològica de Catalunya (SUVEC). Les empreses funeràries empren com a criteri allò que el metge ha fet constar com a causa de la mort en el certificat de defunció. Els certificats de defunció indiquen la covid-19 com a causa de la mort bé per una sospita clara derivada dels símptomes o per un positiu en una prova diagnòstica.
Muñoz et al. han analitzat de forma separada per homes i dones, i per tres grups d’edat (menors de 65 anys, de 65 a 74 anys, i de 75 anys en endavant). En alguns casos també s’ha tingut en compte el lloc de defunció, bàsicament si ha estat en residències o en altres entorns (hospital, domicili, etc.).
Com a població de referència per al càlcul de les taxes brutes de defunció es fan servir les dades del Registre Central d’Assegurats (RCA) del Servei Català de Salut, actualitzat a 31 de desembre del 2019.

Muñoz et al. han fet l’estimació de defuncions esperades a partir de dades diàries del Registre de mortalitat de Catalunya que abasten el període de l’1 de generl del 2015 al 31 de desembre del 2019. D’aquestes dades han obtingut una sèrie temporal, bo i aplicant-hi una regressió de Poisson per eliminar-hi tendències i mitjanes mòbils per eliminar-hi l’estacionalitat.

Com a dades observades es fan servir les del Registre Central d’Assegurats (RCA), abastant-hi totes les defuncions des de l’1 de desembre del 2019 al 24 d’abril del 2020.

De la comparació entre les “dades esperades” i les “dades observades” en pot resultar un “excés de defuncions”, és a dir que hi hagi més defuncions observades que esperades. Muñoz et al. defineixen el període d’excés de defuncions com els dies en què les morts esperades superen les morts observades de manera ininterrompuda. El percentatge d’excés de defuncions es calcula com el quocient entre l’excés de defuncions i les morts estimades.

Aquest percentatge d’excés de defuncions s’ha calculat de manera separa per dones i homes, pels tres grups esmentats d’edat i per regions sanitàries.

Les 12.146 defuncions causades per la covid-19 a Catalunya entre el 7 de març i el 25 de maig

Entre el 7 de març i el 25 de maig s’han registrat a Catalunya 12.146 defuncions causades per la covid-19 (el nombre seria 12.439 si tenim en compte les dades fins a l’11 de juny). Aquestes 12.146 defuncions suposen una taxa bruta de 158,7 morts per cada 100.000 habitants. De les 12.146 defuncions, 6.251 foren de dones (51,5%) i 5.895 foren d’homes (48,5%), la qual cosa es correspon a una taxa bruta de 160,4 defuncions per cada 100.000 dones i 157,0 defuncions per cada 100.000 homes.

El gros de la mortalitat es concentra en la població de més de 74 anys (9.919 defuncions, el 81,7%). De fet, les defuncions en menors de 65 anys suposen únicament el 6,4% del total (774). D’aquesta manera, la taxa bruta de defuncions per covid-19 és de 12,5 per cada 100.000 menors de 65 anys, i passa a 196,7 entre els 65-74 anys, i a 1369,8 defuncions per cada 100.000 majors de 74 anys. Això vol dir que, entre els majors de 74 anys, la covid-19 ha mort un 1,4% del total.
El pic de defuncions per covid-19 a Catalunya s’assolí el 31 de març, amb 400 defuncions diàries. Aquesta taxa diària de mortalitat es disparà a partir del 9 de març, i tingué un creixement exponencial en les dues setmanes següents. Les morts diàries no baixaren de 300 fins el 12 d’abril. La caiguda de la mortalitat fou més lenta que la pujada, i a data d’11 de maig encara se superaven les 50 morts diàries.

La mortalitat, en termes absoluts, és superior en els homes en els grups d’edat més jove (menors de 74 anys). Ara bé, com que la mortalitat es concentra entre els majors de 74 anys, i en aquest grup d’edat les dones són més nombroses que els homes, el resultat final són taxes brutes de mortalitat semblants entre els dos sexes. De tota manera, la taxa bruta de mortalitat entre els homes majors de 74 anys és de 1,5428% mentre que en les dones majors de 74 anys és de 1,2574%.

La mortalitat per covid-19 a les residències

Les defuncions per covid-19 a les residències de gent gran presenten un retard respecte de la població general d’una setmana. Les residències de gent gran, doncs, no foren pas un focus inicial, sinó que el virus trigà en arribar-hi, però quan ho va fer produí una elevada mortalitat.

Excés de defuncions durant l’epidèmia de covid-19 a Catalunya

Muñoz et al. observen un període d’excés de defuncions a Catalunya que va del 13 de març al 22 d’abril. Durant aquests 41 dies, s’observaren 13.476 defuncions mentre que les defuncions esperades serien de 6.994: l’excés de defuncions durant aquestes gairebé 6 setmanes fou de 6.482.
L’excés de defuncions entre el 13 de març i el 22 d’abril és superior en les dones que ens els homes. Mentre que entre els menors de 65 anys no es registra pràcticament excés de defuncions, el gros de l’excés es produeix en la població major de 74 anys.

Les regions sanitàries amb un percentatge més elevat d’excés de defuncions són l’Àrea Metropolitana Sud (181,3%), l’Àrea Metropolitana Nord (136,4%) i la Catalunya Central (162,2%). En termes relatius, la Ciutat de Barcelona és la regió sanitària amb un excés de defuncions relatiu més baix (67,7%). Entre mig queden l’Alt Pirineu i Aran (109,8%), les Terres de Lleida (85,6%), les Comarques de Girona (75,0%) i el Camp de Tarragona (74,8%). S’aparta de tot aquest esquema la regió sanitària de les Terres de l’Ebre, on no s’observa excés de mortalitat.

Pel que fa a la cronologia, els excessos de mortalitat començaren primer a la Catalunya Central i a la Ciutat de Barcelona (11 de març), seguides per les àrees metropolitanes sud i nord (13 de març), Girona (17 de març), Lleida (20 de març), Alt Pirineu i Aran i Camp de Tarragona (23 de març). D’aquestes regions, la primera en abandonar el període d’excés de mortalitat fou la Ciutat de Barcelona (1 d’abril), seguida per les regions de Lleida (8 d’abril), Alt Pirineu i Aran (13 d’abril), Girona (18 d’abril), mentre que les altres regions van haver d’esperar al 22-24 d’abril.

Si hom descompta les defuncions per covid-19, llavors apareix de fet, des del 2 d’abril del 2020 un període de disminució de les defuncions observades respecte de les esperades. De fet, entre el 2 i el 24 d’abril s’haurien evitat a Catalunya 1415 morts no-covid-19, probablement atribuïbles a accidents de trànsit o accidents laborals que no es produïren degut a les mesures de confinament.

Lligams:

- Anàlisi de les defuncions observades i esperades durant l’epidèmia de COVID-19 a Catalunya. Laura Muñoz Ortiz, Anna Mompart Penina, Montse Mias. Agència de Qualitat i Avaluació Sanitàries de Catalunya (2020)