Més salinitat i menys glaç: el nou estat de l’Oceà Austral

Oceanografia: Alessandro Silvano, investigador a la University of Southampton, estudia l’Oceà Austral i com interactua amb el sistema climàtic. El seu concepte d’Oceà Austral va més enllà de l’Oceà Glacial Antàrtic per abraçar les zones dels oceans Pacífic, Atlàntic i Índic amb una latitud superior a 50°S. Silvano és el primer autor d’un breu report aparegut ahir a Proceedings of the National Academy of Sciences en el que proven de condensar la informació que ens donen els satèl·lits sobre els canvis en l’estat de l’Oceà Austral: un augment de la salinitat superficial i una disminució del glaç marí. Això ens pot semblar paradoxal, però el cert és que el refrescament de l’Oceà Austral (és a dir, que sigui menys salí) és una de les respostes esperades al canvi climàtic antropogènic. Aquest refrescament afecta la superfície, la qual cosa comporta un afuament de l’estratificació de la capa superior de la columna d’aigua. Aquesta estratificació implica una reducció del transport ascendent de la calor subsuperficial i, per tant, pot arribar a promoure l’expansió del glaç marí. Aquesta expansió de glaç marí es pot estudiar bé a través de les polínies, és a dir el forats (полынья) en la coberta marina de glaç, en el sentit que el ‘refrescament’ de l’Oceà Austral limita la formació de polínies d’oceà obert. Tota aquesta cadena d’esdeveniments sembla confirmada per les observacions de satèl·lit, que indiquen que en els darrers deu anys l’Oceà Austral circumpolar ha patit un augment marcat de la salinitat superficial. Ara bé, aquesta salinització té un efecte contrari sobre l’estratificació de l’oceà superior, ja que l’afebleix. I és aquest afebliment el que explicaria el retrocés dramàtic de la coberta de glaç marí de l’Antàrtic dels darrers anys. Un altre efecte seria la reaparició de la polínia de Maud Rise, a la Mar de Weddell, per bé que hem de recordar que aquest fenomen fou observat per darrera vegada fa uns cinquanta anys. Silvano et al. consideren que les imatges per satèl·lit ens permeten una monitorització en temps real d’aquests canvis. Però les dades que ens ofereixen són preocupants pel fet que posar de manifest una transició potencial cap a una situació persistent de reducció de la coberta glacial marina.

Silvano et al. han estudiat imatges per satèl·lit del glaç marí antàrtic

Tendències i contratendències en les Oceà Austral

A partir dels anys 1980 es constatà una tendència al refredament en la superfície de l’Oceà Austral, la qual cosa coincidia amb una expansió del glaç marí antàrtic. Aquesta tendència s’interrompé abruptament en el 2015, per anar en un sentit contrari. Així, a final del 2016, es va viure un rècord negatiu en l’extensió del glaç marí austral. Des de llavors els nivells de glaç marí han anat a la baixa, i s’han registrat múltiples rècords mínims tant a l’estiu com també a l’hivern. Les polínies testimonien aquesta evolució. Per exemple, la polínia de Maud Rise queda tancada a mitjan dels anys 1970, però va reaparèixer de nou en el 2016 i en el 2017.

Per tal d’explicar aquest retrocés en el glaç marí antàrtic, hom ha recorregut a canvis en l’advecció de calor atmosfèric o en el patró de vents, o a l’escalfament de la capa superior de l’oceà. Silvano et al. pensen que els processos atmosfèrics no poden explicar per ells mateixos la retirada abrupta de glaç marí viscuda en el 2015-2016, ni tampoc els deu anys següents de declivi. Cal cercar doncs la resposta en processos oceànics i en la retroalimentació entre glaç i oceà. Els canvis en el glaç marí semblen ben relacionats amb l’estratificació de l’oceà superior. Per a latituds superiors a 50º, l’estratificació és controlada principalment pels gradients en salinitat. A la regió polar de l’Oceà Austral les aigües més fredes i menys salines (‘més fresques’) es troben per damunt d’unes aigües més càlides i salines. Durant l’hivern el refredament superficial i la formació de glaç marí redueixen l’estratificació, de manera que hi ha més barreja vertical, i un major transport de calor d’avall cap amunt, que contribueix a fondre el glaç marí o, si més no, a limitar-ne el creixement.

En un context de refrescament de la superfície hi ha un enfortiment des l’estratificació. Aquesta era la situació predominant en el període 1980-2015, en el que la calor subsuperficial quedava atrapada en profunditat i la coberta de glaç marí s’expandia. També hi havia una reducció de la convecció profunda associada a les polínies d’oceà obert situades al mig de la coberta de glaç marí.

En el període iniciat en el 2015 hi ha una reversió d’aquesta situació. La salinitat superficial de l’Oceà Austral ha augmentat. L’estratificació de l’oceà superior s’ha afeblit. Tot plegat ha conduït a un declivi del glaç marí i un avenç de les polínies d’oceà obert.

La salinitat superficial de la mar

Silvano et al. combinen dades derivades de satèl·lits sobre salinitat superficial marina (SSS), i extensió de glaç marí, així com perfils hidrogràfics realitzats per les flotes Argo.

Abans de mitjan 2015, l’oceà superior s’havia fet més fresc. Això s’interromp llavors, i entrem en un període de salinització. Les ‘anomalies’ de salinitat més fortes s’observen en la part superior de la columna d’aigua, a profunditats situades entre 100 i 200 metres. Això comporta que la picnoclina, que separa les aigües fredes i fresques de la superfície amb les aigües més càlides i més salines de la profunditat, es desplaci cap avall.

La correlació entre SSS i extensió de glaç marí és forta i negativa (R = −0,62, 95% significància). El patró de salinitat té un abast circumpolar, però en algunes localitats les anomalies superen els 0,2 pss.

L’augment de la SSS s’associa amb una reducció de l’estratificació. L’estratificació davalla en el 2015-2016, i des de llavors s’ha mantingut en valors baixos. Val a dir, però, que es registraren augmentats en l’estratificació durant l’estiu austral del 2016-2017 i en el del 2019-2020. En aquells dos estiu, les anomalies de vent promogueren un escalfament superficial abrupte.

Silvano et al. consideren que la salinitat superficial de l’Oceà Austral polar és un indicador de l’estratificació de l’oceà superior. Abans del 2014 la salinitat superficial era baixa i l’estratificació forta, la qual cosa afavoria l’expansió de glaç marí i la reducció o absència de polínies grans. Des del 2015 tindríem una situació inversa, la qual cosa redueix la coberta de glaç marí i fomenta la formació de polínies d’oceà obert.

Les observacions per satèl·lit permetrien monitoritzar aquest procés. Fins ara hom havia pensat que el canvi climàtic antropogènic conduïa a un refrescament superficial dels dos oceans polars, és a dir a una reducció de la salinitat i a una major estratificació. Les modelitzacions indiquen que hi hauria una intensificació del transport cap a l’equador d’aigües polars fresques, un augment de la precipitació i una tendència cap a al fusió de la coberta de glaç antàrtic.

Semblaria, però, que la situació és més complexa. Silvano et al. han analitzat una sèrie temporal que va del 2011 al 2023, amb una resolució espacial de 25 km. Les dades del satèl·lit Soil Moisture and Ocean Salinity abasten tot l’Oceà situat a una latitud superior a 30°S. Les dades in situ procedeixen del programa Argo. Aquesta recerca ha rebut finançament de l’Agència Espacial Europea a través del projecte SO-FRESH.

Lligams:

- Rising surface salinity and declining sea ice: A new Southern Ocean state revealed by satellites. Alessandro Silvano, Aditya Narayanan, Rafael Catany, Estrella Olmedo, Verónica González‐Gambau, Antonio Turiel, Roberto Sabia, Matthew R. Mazloff, Theo Spira, F. Alexander Haumann, Alberto C. Naveira Garabato. PNAS 122: e2500440122 (2025).

El report SAGO sobre l’origen del SARS-CoV-2

Virologia: Des de fa cinc anys el coronavirus SARS-CoV-2 ocupa repetidament els rànquings de virus respiratori més prevalent en les infeccions agudes. Tot i amb tot, la manera com fou descrit fa que difícilment se’l pugui equiparar als altres quatre coronavirus endèmics, i manté l’estatus de virus pandèmic segons l’Organització Mundial de la Salut (OMS). És en aquest context que avui el Grup Científic Assessor Sobre els Orígens de Patògens Nous (SAGO) de l’OMS publica un report sobre els orígens de SARS-CoV-2.

Els autors

Marietjie Ventir, professora de la University of Witwatersrand, de Johannesburg, és la presidenta del SAGO. Jean-Claude Manuguerra, professor de la Unitat d’Ambient i Riscos Infecciosos de l’Institut Pasteur, n’és el vicepresident. Els altres membres del SAGO són Phillip Alviola, Abdullah Assiri, Stuart D. Blacksell, Inger K. Damon, Christian Drosten, Elmoubasher Farag, Thea Kølsen Fischer, Raman Gangakhedkar, Nada Ghosn, Maria Guzman, Christian Happi, Gladys Kalema-Zikusoka, Normand Labbe, Khin Myint, Hung Nguyen-Viet, Chinwe Lucia Ochu, Masayuki Saijo, Rosemary Sang, Kathrina Summermatter, Supaporn Wacharapluesadee, John Watson.

Aquesta llista ja ens ofereix una idea de la càrrega de la tasca. Carlos Morel dimití del SAGO el 13 de juny i demanà no ésser comptat entre els autors del report. També ho han demanat altres tres membres del SAGO: Yungui Yang, Vladimir Dedkov i Sowath Ly.

Els que sí figuren a la llista d’autors expressen el seu agraïment al Centre Xinès de Control i Prevenció de Malalties, a l’Institut de Genòmica de Beijing, a la Universitat d’Arizona, a la Universitat de Califòrnia a San Diego, a la Universitat Tècnica de Dinamarca i a la Universitat de Sidney, entre d’altres.

La pandèmia de la covid-19

El report afirma que la pandèmia de la covid-19, causada pel SARS-CoV-2 (sigles de coronavirus 2 de la síndrome respiratòria aguda severa), ha estat una de les crisis sanitàries més severes del darrer segle. El desembre del 2019 es reportaren els primers casos de pneumònia d’etiologia desconeguda de Wuhan que després serien atribuïts a la covid-19. El maig del 2023, quan l’OMS declarava que la covid-19 ja no era una emergència de salut públic d’interès internacional, la mortalitat atribuïda a la infecció per SARS-CoV-2 pujava a més de 7 milions. No obstant, les estimacions de l’OMS assenyalen que la mortalitat per la pandèmia fou d’un mínim de 20 milions.

La pandèmia de covid-19 implica una severa disrupció social. Les pèrdues econòmiques s’estimen entre 11 i 16 bilions de US$.

Ja en el mes de maig del 2020, la 73ª Assemblea Mundial de la Salut adoptà una resolució (73.1) que cridava a una aproximació d’Una Sola Salut per identificar l’origen de la introducció dels SARS-CoV-2 en la població humana. Des de llavors s’han fet tres missions científiques a la Xina, una de les quals, la de febrer del 2021, s’adreçà específicament als orígens de la covid-19. El novembre del 2021, s’establí el SAGO, integrat per 27 experts científics independents, amb la tasca de dissenyar un marc per investigar els orígens de patògens emergents.

La finalitat d’esclarir els orígens del SARS-CoV-2 és previndre futures pandèmies. El 9 de juny del 2022 el SAGO publicà un report inicial. El report d’ara és el resultat de les reunions celebrades pel SAGO, la darrera de les quals celebrada aquest mateix mes.

Ni en el 2022 ni ara ha pogut el SAGO accedir a les dades primàries, malgrat els requeriments realitzats per l’OMS. Així doncs, la base del report són essencialment publicacions científiques i reports privats o governamentals.

Les hipòtesis formulades

Les hipòtesis contemplades pel SAGO són les següents:
- 1. introducció a partir d’una font zoonòtica natural, amb un o més esdeveniments de salt, bé directe d’animals salvatges a humans, o a través d’un hoste intermediari domèstic o peridomèstic.
- 2. introducció arran d’un accident de laboratori, que s’hauria produït en el curs d’un treball de recerca de camp o d’una fallida dels procediments de bioseguretat del laboratori.
- 3. Introducció de SARS-CoV-2 en mercats animals a través de processos de cadena de fred i infecció subsegüent humana per contacte amb productes venuts als mercats.
- 4. manipulació deliberada del virus en un laboratori, seguida d’una fallida de bioseguretat de laboratori

La hipòtesi 3 fou avaluada en el report del 2022, i des de llavors no hi ha hagut noves dades a favor. Aquesta hipòtesi assum que productes congelats del Mercat de Marisc de Huanan o d’algun altre mercat de Wuhan serien l’origen de la transmissió dels SARS-CoV-2 a humans.

L’avaluació de la hipòtesi 4 demana una anàlisi de l’estructura genòmica del virus. El SAGO no ha trobat suport científic a aquesta hipòtesis, atenent que les mutacions i recombinacions indicades per la genòmica del SARS-CoV-2 han estat observades també en altres coronavirus.

El SAGO es mou, doncs, entre les hipòtesis 1 i 2. Constata que la majoria de publicacions científiques s’orienten a favor de la primera, pensant en ratpenats o en un altre hoste intermediari. Ara bé, encara no s’ha pogut concloure exactament quan, on i com el SARS-CoV-2 entrà per primera vegada en la població humana. Les soques precursores conegudes més properes genèticament han estat identificades en mostres de ratpenats de la Xina del 2013 i de Laos del 2020. Ara bé, aquestes soques són massa diferents dels SARS-CoV-2 com per què en siguin l’origen.

Les dades indiquen que el Mercat de Huanan jugà un paper en la transmissió inicial i amplificació de la covid-19, però no es pot concloure que fos l’indret de introducció originari. Els indicis metagenòmics sobre fauna salvatge venuda al Mercat de Huanan són insuficients per a proposar un hoste intermediari.

Pel que fa a la hipòtesi 2, el Govern de la Xina no ha fornit la documentació primària sobre bioseguretat dels laboratoris de Wuhan, com ara l’Institut de Virologia de Wuhan o els Centres Xinesos de Control de Malalties de la mateixa ciutat.

A cinc anys i mig dels primers casos de covid-19

Han passat més de cinc anys i mig del desembre del 2019 quan es reportaren a Wuhan els primers casos del que resultà una infecció per un nou coronavirus que rebria el nom de SARS-CoV-2. Era l’inici de la pandèmia més important del segle XXI. El SARS-CoV-2 des de llavors ha infectat milers de milions de persones, sense deixar-ne fora cap país, comunitat o família. La mortalitat reportada en els dos primers anys fou de 7 milions, però l’estimada es trobaria en una forquilla entre 14,9 i 18 milions.

Fou el 31 de desembre del 2019 quan l’Oficina Xinesa de l’OMS fou informada de casos de pneumònia d’etiologia desconeguda detectats a Wuhan (Hubei). Les anàlisis de seqüenciació genètica i filogenètics de les mostres d’aquests primers casos indicaven que el responsable era un coronavirus, concretament del gènere Sarbecovirus i del llinatge dels Betacoronavirus 2B. D’entrada, el virus fou denominat ‘coronavirus nou 2019’ (2019-nCoV) per evitar l’estigma de batejar-lo com a ‘coronavirus de Wuhan’ o ‘coronavirus de Huanan’. Les analogies amb els SARS-CoV responsable de la SARS del 2004 empenyeren el Comitè Internacional de Taxonomia de Virus a donar-li la denominació de SARS-CoV-2.

La primera publicació genòmica completa del nou virus es produí l’11 de gener del 2020 a càrrec del Centre Nacional Xinès de Bioinformació. La comparació amb les bases de dades de l’època indicava el valor més elevat de similitud genòmica, un 96,1%, amb el coronavirus de ratpenats RaTG13, procedent d’una mostra xinesa del 2013. Encara és elevada, del 96,8%, era l’homologia amb Banal-52, un coronavirus de ratpenat procedent d’una mostra laosiana del 2018.

Un equip de l’OMS es desplaçà a Wuhan el 20-21 de gener del 2020. La primera missió internacional conjunta es va fer entre el 16 i el 24 de febrer. En aquell moment el nombre de casos reportats a Xina ja pujava a 75.000.

La segona missió internacional a la Xina es va fer el febrer del 2021, amb un èmfasi sobre els orígens del virus. El novembre del 2021 es va crear el SAGO amb la finalitat de desenvolupar un marc global per a la identificació de l’origen de patògens emergents i re-emergents.

Aquest marc global fou publicat el 2024.

La metodologia del SAGO

El SAGO s’ha reunit fins ara un total de 52 vegades, amb 27 sessions plenàries i 25 sessions de grups de treball. Una tasca essencial és l’obtenció d’estudis publicats i no-publicats. Val a dir que en les discussions han primat les publicacions científiques en revistes sotmeses a peer-review. Però també s’han considerat esborranys d’articles, recerques privades i reports governamentals.

En el 2022 i el 2023 es van fer dues revisions sistemàtiques de literatura científiques, que han estat actualitzades en el 2024 i el 2025.

Primeres investigacions i casos humans

La data dels primers símptomes associats a la covid-19 ha estat determinada entre l’1 i el 8 de desembre del 2019. Dels 47 casos amb inici anterior a l’1 de gener del 2020, el 55% tenien vincles amb el mercat de Huanan. Ara bé, ja entrats en el mes de gener, la transmissió era ja independent del mercat de Huanan.

Anàlisis realitzades sobre 43.850 mostres de sang de 32.484 donants de Wuhan recollides abans del 2020 no trobaren ni un sol positiu per anticossos anti-SARS-CoV-2.

Recerques filogenòmiques sobre els primers casos identificaren dos llinatges, l’A i el B, resultants de dues introduccions independents. El llinatge B hauria estat introduït entre el 23 d’octubre i el 8 de desembre. El llinatge A hauria estat introduït dies o setmanes després.

La investigació al voltant del Mercat de Marisc de Huanan

El SAGO es plany de no haver rebut una informació precisa sobre els animals venuts al Mercat de Huanan. Cal recordar que la legislació xinesa prohibeix la comercialització de fauna salvatge en mercats com aquest.

El 30 de desembre del 2019 les autoritats xinesos entraren en el Mercat de Huanan i prengueren mostres ambientals. L’endemà fou el torn dels equips epidemiològics del CDC xinès. A la mitjanit del dia de Cap d’Any el mercat fou tancat per fer-hi una desinfecció. Es prengueren mostres de 457 animals, incloent-hi rates vives, ratolins, fures, gats, gossos, i carcasses d’ovelles, senglars, conills, etc. També es prengueren 923 mostres ambientals.

Cap de les mostres d’animals fou positiva per a la prova d’RT-PCR de SARS-CoV-2. En canvi, de les 923 mostres ambientals, hi hagué 73 positius per a SARS-CoV-2.

La detecció de SARS-CoV-2 en animals salvatges

L’anàlisi de 2328 mostres d’animals salvatges de la Xina de desembre del 2019 resultà negativa per a SARS-CoV-2. Igualment infructuosa fou la recerca de SARS-CoV-2 en altres col·leccions de fauna salvatge.

La zoonosi reversa de SARS-CoV-2

Durant la pandèmia de covid-19 ha estat reportada una situació de zoonosi reversa, és a dir d’animals infectats per SARS-CoV-2 adquirida d’humans. Ha estat el cas d’animals salvatges, de zoos, i d’animals domèstics. L’octubre del 2023 hi havien hagut 775 brots d’aquest estil, afectant 29 espècies i 36 països. També s’han reportat transmissions terciàries, com ara hàmsters contagiant el seu amo.

El caràcter multiespecífic de SARS-CoV-2 implica que reservoris salvatges com ara cérvols Odocoileus virginianus poden participar en la dinàmica de variants de SARS-CoV-2.

Investigacions genòmiques

SARS-CoV-2 seria un membre de l’espècie vírica Betacoronavirus pandemicum, el qual fa part del subgènere Sarbecovirus. SARS-CoV-2 difereix de SARS-CoV-1 i d’altres virus propers a SARS-CoV en el fet que la seva proteïna S té modificacions en domini RBD que optimitzen la seva unió al receptor humà ACE2. També és d’interès una inserció de 12 nucleòtids en aquest mateix gen que resulten en lloc FCS RRAR que facilitaria l’evasió immune.

L’evolució dels sarbecovirus contempla casos de recombinació que fan que els seus genomes puguin adquirir funcionalitats en mosaic.

Investigacions en matèria de bioseguretat

SAGO es plany de no disposar d’informació de primera mà sobre la bioseguretat de laboratoris virològics que operaven a Wuhan en el 2019. De tota manera recomanen extremar les precaucions quan es treballen amb coronavirus animals amb potencial zoonòtic.

Què ens caldria conèixer?

SAGO fa una crida per a que Centre Nacional de Bioinformació de la Xina publica les més de 500 seqüències virogenètiques d’individus afectats pel brot de Wuhan de desembre del 2019 i gener del 2020. També demanen una informació més detallada sobre les anàlisis realitzades al mercat de Huanan i altres mercats de Wuhan. Finalment, demanen informació sobre les activitat de recerca de camp i de laboratori a l’Institut de Virologia de Wuhan i al laboratori CDC de Wuhan.

Tot i amb tot, SAGO s’inclina per un vessament zoonòtic de SARS-CoV-2 com a introducció de la població humana. Això es podria haver fet directament de ratpenats o d’una espècie intermèdia. La manca de detalls sobre aquest esdeveniment zoonòtic fa que romanguem desprotegits sobre altres llinatges vírics que podrien fer el mateix pas en qualsevol moment.

Lligams:

- Independent assessment of the origins of SARS‑CoV‑2. Scientific Advisory Group for the Origins of Novel Pathogens (SAGO).

- WHO Scientific advisory group issues report on origins of COVID-19, comunicat de premsa de l’OMS.

Una reordenació de Lossen biocompatible en ‘Escherichia coli’ per convertir tereftalat de polietilè en àcid para-aminobenzoic

Química orgànica: Stephen Wallace és professor de biotecnologia química de The University of Edinburgh. El seu grup de recerca de química orgànica sintètica treballa en el desenvolupament de reaccions desconegudes en la natura i en integrar aquestes reaccions abiòtiques en sistemes biològics amb vistes a aplicacions industrials i de gestió de residus. El seu col·lega Nick Johnson treballa en la biodegradabilitat de polímers, i en un article a Nature Chemistry, del qual és primer autor, proposa l’ús d’una reacció biocompatible de Lossen feta possible en Escherichia coli. Aquest reordenament de Lossen és catalitzat per fosfat en el bacteri Escherichia coli possibilitant la transformació d’acil-hidroxamats activats en metabòlits primaris que contenen amines. Johnson et al. mostren que aquesta reacció es pot utilitzar e el control del creixement microbià a través de la síntesi d’àcid para-aminobenzoic. Aquest substrat també es pot sintetitzar a partir de tereftalat de polietilè. Això podria ser la base de reaccions biocatalítiques de sistemes de cèl·lules bacterianes per a la generació de petites molècules d’interès industrial, com és el paracetamol, fent servir com a substrat residus plàstics.

La recerca de Johnson et al. posa la base d’una estratègia general per a la bioremediació i reciclatge de residus plàstics en sistemes biològics nadius o modificats per enginyeria genètica

Les reaccions biocompatibles en l’expansió del repertori sintètic dels sistemes biològics

En la tasca d’expansió del repertori biosintètic pot jugar un paper rellevant el desenvolupament de reaccions biocompatibles, és a dir de transformacions químiques no-enzimàtiques situades en la interfície del metabolisme cel·lular.

La química orgànica moderna permet estratègies sintètiques basades en aquestes reaccions biocompatibles amb aplicacions en el control de la funció cel·lular, en la diversificació del rang de metabòlits possibles i en l’accés biològic a materials recalcitrants. Certament això també es pot aconseguir amb altres mètodes de catàlisi abiòtica en sistemes cel·lulars, com ara l’evolució dirigida, la creació de nous centres actius a través de cofactors artificials o aminoàcids alternatius, el disseny computacional d’enzims, etc. D’una manera o altra, però, el repte consisteix en la integració metabòlica d’aquests processos nous en cèl·lules vives.

L’ampliació de la química metabòlica per a la síntesi microbiana obre noves possibilitats a la bioproducció de petites molècules d’aplicació industrial a partir de substrats més diversos. Aquesta aplicació de l’enginyeria biològica pot conduir a una disminució de la dependència de rutes de síntesi petroquímiques. Hom ha desenvolupat així metal·loenzims artificials que permeten a cèl·lules microbianes la generació de nous substrats i apoenzims. És el cas de l’Escherichia coli modificada per enginyeria genètica per sintetitzar el metal·loenzim intracel·lular Ir-CYP119, capaç de la ciclopropanació de limonè sota suplementació amb etil-dioazoacetat. En aquest cas la importació del cofactor Ir-porfirina és possible per la co-expressió de l’operó hug del sistema de transport del grup hem de Plesiomonas shigelloides, que s’acompanya d’una via biosintètica de limonè heteròloga.

Un altre exemple de ciclopropanació biocompatible és fa en E. coli a través d’un catalitzador no-enzimàtic de Fe-ftalocianina. En Streptomyces albus J1074 s’ha construït una sistema de ciclopropanació basada en la transferència de carbè. En Lactococcus lactis s’ha construït un metabolisme de descarboxilació oxidativa catalitzat per grup heme.

Johnson et al. ens proposen fer un pas més enllà en incorporar als sistemes biològics una reacció no-enzimàtica de reordenació de substrats carboxílics activats. Concretament es refereixen a una reacció descoberta per Wilhelm Lossen en el 1872, que es caracteritza per l’expulsió d’un carboxilat d’un substrat d’hidroxilamina bis-acetilat. Aquesta reordenació de Lossen és catalitzada per calor i/o metall. Tipícament implica un èster de fenil-hidrozamat que, sota condicions bàsiques i a través d’una migració 1,2-aril, forma un isocianat que ràpidament reacciona en condicions aquoses per formar un àcid carbàmic que, després es descarboxila cap al producte d’amina primària.

L’aplicació sintètica de la reordenació de Lossen es fa a partir d’àcids carboxílics, bo i evitant l’ús de reactius d’azida. El producte són amines primàries generades a partir de substrats carboxílics, reacció acompanyada de la contracció d’un carboni. En això darrer difereix de les reaccions catalitzades per amoni-liases i aminotransferases.

No és del tot cert que la reordenació de Lossen sigui completament desconeguda en el món biològic. Hom l’ha observat en sistemes in vitro sota presència de quimiotripsina. També s’ha detectat en la via de l’àcid hidroxàmic de Salmonella typhimurium TA98. Però aquests exemples no tenen a veure amb reaccions de síntesi.

Johnson et al. utilitzen la reordenació biocompatible de Lossen d’acil-hidroxamats en cèl·lules vives d’E. coli. Aquesta reacció es pot dur a terme en condicions ambientals sense un efecte tòxic per a aquest bacteri. La catàlisi no és enzimàtica, sinó que es duu a terme pel fosfat inorgànic del propi bacteri. Johnson et al. ho han aplicat emprant com a substrat PET (tereftalat de polietilè) i, a través d’experiments de rescat auxotròfic, mostren com poden fer que el creixement i metabolisme del bacteri depengui d’una petita molècula derivada del PET d’ampolles de plàstic. Aquesta reacció és conduïda cap a la síntesi de para-hidroxiacetanilid, que és el principi actiu del paracetamol, fàrmac amb propietats analgèsiques i antipirètiques.

El rescat auxotròfic

Johnson et al. dissenyaren un experiment de rescat auxotròfic, on una reordenació de Lossen de para-carboxil O-pivalohidroxamat generaria el metabòlit essencial PABA. El PABA és un metabòlit essencial perquè participa en la síntesi d’àcid fòlic. Un microorganisme que no pugui sintetitzar PABA no pot créixer perquè, sense àcid fòlic, pateix defectes en el metabolisme de nucleòtids i acumula danys en el metabolisme d’ADN. Diem llavors que és un microorganisme auxotròfic, perquè només podria créixer si troba PABA en el medi.

Johnson et al., utilitzen una soca d’E. coli auxotròfica per a PABA. Aquesta soca auxotròfica només pot créixer (cosa que es pot monitoritzar a través de la densitat òptica a 600 nm d’un cultiu líquid) si d’alguna manera es pot procurar PABA. Ara bé, la forma de procurar-se aquest PABA no ha de comportar l’ús de catalitzadors tòxics, els quals inhibirien el seu creixement. És a dir que el rescat auxotròfic ha de realitzar-se per un procés biocompatible.

La síntesi d’O-Piv benzhidroxamat 1 es va fer en dues passes a partir d’àcid 4-formilbenzoic a través de la formació d’un enllaç amida amb O-Piv hidroxilamina seguit de l’oxidació d’aldehid per àcid periòdic i clorocromat de piridini.

Els microorganismes auxotròfics utilitzats són una col·lecció de soques d’Escherichia coli K-12 derivades de Keio per knock-out. Entre elles hi ha E. coli BW25113∆pabB, que és knock-out per a la subunitat catalítica de l’aminodesoxicorismat-sintasa, enzim responsable del penúltim pas de la biosíntesi de PABA.

El triatge de catalitzadors fou poblat amb complexos metàl·lics que promouen reordenacions de Lossen o de Curtius, com ara FeCl₂, hemina, ferro-ftalocianina, ferroïna, ZnTPP, Zn(PPIX) o Zn(acac)₂. El substrat de Lossen esmentat era afegit a tubs de creixement que contenien un medi M9-glicerol i un dels catalitzadors esmentats, i seguidament s’hi inoculava E. coli BW25113∆pabB. En aquests tubs no hi havia prou PABA, de manera que els bacteris auxotròfics no podien créixer en un període de 72h a 37 °C en agitació. L’excepció, però, era en els tubs que havien rebut el substrat de Lossen sense catalitzador.

Johnson et al. investigaren la base d’aquest rescat auxotròfic. Observaren que sense presència de cèl·lules, el reactiu de Lossen podia generar PABA. Dels components del medi M9 el que era realment essencial per al rescat auxotròfic era el fosfat.

L’anàlisi espectrofotomètrica mostrava que la major densitat òptica a 600 nm s’assolia en cultius on hi havia substrat de Lossen i FeCl₂, ferroïna o Fe(acac)₃. El rol de catalitzador de ferro, no rauria tant en la reacció de Lossen com en l’aportació de ferro.

En les condicions citades també hi ha rescat auxotròfic de E. coli BW25113∆pabA i d’E. coli BW25113∆aroC, però d’una forma menys potent que en E. coli BW25113∆pabB. En aquesta darrera soca la reordenació de Lossen fomenta el consum de substrats.

La bioremediació de PET

Johnson et al. observaren que el substrat de la reordenació de Lossen pot produir-se a partir de la despolimerització de PET, concretament a partir d’àcid tereftàlic. L’interès per aquesta via és evident. La producció industrial de PET puja actualment a 56 milions de tones anuals. El 80% del PET entra en la fabricació d’article d’un sol ús, la qual cosa suposa la generació anual de 24 milions de tones de PET residual. Aquest residu de PET o bé és incinerat, o bé és conduït a abocadors.

Johnson et al. dissenyaren un sistema alimentat a partir d’ampolles de plàstic residuals de PET. La hidròlisi d’escates de PET genera àcid tereftàlic que, a través de l’acoblament d’amida amb triflat d’O-Piv hidroxilamoni i anhídrid de propilfosfònic (T3P) genera PET-1. Aquest substrat és capaç de garantir el rescat auxotròfic de E. coli BW25113∆pabB.

La interfície metabòlica

La reordenació de Lossen és biocompatible i aplicable a la generació de substrats derivats de PET. Johnson et al. estudiaren diferents substrats que afegiren als cultius d’E. coli BW25113∆pabB. El reordenament de Lossen troba una interfície amb el creixement cel·lular i amb reaccions biosintètiques.

Com que el rescat auxotròfic es fa a través de la generació de PABA, Johnson et al. investigaren si podien acoblar-la a la síntesi d’algun producte d’interès industrial. Pensaren primerament en el paracetamol, ja que és el tractament de primera línia que recomana l’OMS per al dolor i la febre. Actualment el paracetamol es fabrica a través de fenol derivat de combustibles fòssils (procés de cumè), mitjançant nitració, reducció i N-acetilació.

Hi ha dos enzims que poden convertir PABA en paracetamol:
- ABH60, enzim de Agaricus bisporus.
- PANAT, enzim de Pseudomonas aeruginosa.

De fet, hom ja havia aconseguit E. coli capaç de fer la biosíntesi de paracetamol a partir de D-glucosa.

Johnson et al. optaren per la resíntesi i clonació dels gens ABH60 i PANAT en un vector JUMP generador del plàsmid pSWL112. Mitjançant una flipasa codificada en pCP20, eliminaren la cassette de resistència a la kanamicina d’E. coli Keio BW25113∆pabB, i transformaren la soca resultant amb pSWL112.

Els cultius de BW25113∆pabB_pSWL112 eren capaços, segons mostrava l’anàlisi d’HPLC, de sintetitzar àcid 4-acetamidobenzoic. Això no era el que esperaven aconseguir Johnson et al., de manera que dissenyaren uns altres plàsmids JUMP amb gens abh60 i panat situats sota el control de promotors constitutius o induïbles. Les soques resultants sí eren capaces de generar paracetamol.

Johnson et al. treballaren amb les soques E. coli BW25113ΔpabB_p354 i E. coli BW25113ΔpabB_p350. Alimentades amb residus de PET, aquestes soques eren capaces de fer un rendiment del 83% en producció de paracetamol. Aquest rendiment era augmentat a través d’una reducció de la concentració d’arabinosa durant l’expressió proteica.

Encara hi ha marge de millora. Una optimització d’aquesta nova via metabòlica pot passar per l’aprofitament d’altres cascades quimio-enzimàtiques i per una major integració en els microorganismes.

Lligams:

- A biocompatible Lossen rearrangement in Escherichia coli. Nick W. Johnson, Marcos Valenzuela-Ortega, Thomas W. Thorpe, Yuta Era, Annemette Kjeldsen, Keith Mulholland & Stephen Wallace. Nature Chemistry (2025).

Nanopartícules amb extracte d’arame per prevenir la formació de biofilms de bacteris làctics en productes carnis

Tecnologia dels aliments: Alguns bacteris de l’àcid làctic produeixen biofilms en productes carnis que hi promouen el deteriorament, la pèrdua de qualitat i l’acceleració de la caducitat. La presència de bacteris d’àcid làctic (LAB) en productes carnis és habitualment benigna, però algunes soques tenen la capacitat de constituir-se en una mena de llim alhora que acidifiquen el producte en excés. El Laboratori de Young-Mog Kim, del Departament de Ciència i Tecnologia dels Aliments de la Universitat Nacional de Pukyong, investigar formes d’evitar aquest creixement microbià. Do Kyung Oh és el primer autor d’un article a la secció d’Estratègies Antibiofilm de la revista Antibiotics on proposen l’ús de nanopartícules carregades amb extracte de l’alga arame (Eisenia bicyclis). Oh et al. han fet una identificació i caracterització de soques LAB de salsitxes capaces de formar-hi biofilms, i hi han avaluat els efectes inhibitoris de l’extracte metanòlic d’E. bicyclis, de la fracció d’acetat d’etil i del floroglucinol. La finalitat era sintetitzat nanopartícules d’or (AuNPs) basades en aquests compostos que poguessin controlar la formació de biofilm. La caracterització taxonòmic dels LAB formadors de llim o biofilm en salsitxes es va fer per seqüenciació del gen rRNA 16 S. Oh et al. triaren Lactobacillus sakei S10 com a soca representativa, ja que pot tolerar altes concentracions de sal i temperatures fredes. Els diferents isolats obtinguts foren caracteritzats també pel que fa a l’activitat hemolítica, la tolerància a la sal i a la temperatura, i els patrons de consum de carbohidrats. L’activitat antibiofilm fou assajada in situ en superfícies de salsitxes, emprant-hi compostos derivats de l’alga marina Eisenia bicyclis com ara el floroglucinol o extractes més complexos. A banda d’assajar aquests preparats contra L. sakei S10, ho feren també contra Pseudomonas aeruginosa i Staphylococcus aureus. Les nanopartícules amb floroglucinol (PG-AuNP) tenien una mida mitjana de 98,74 nm, i un potencial zeta de -29,82 mV. El floroglucinol sol i les PG-AuNP eren les que tenien una major activitat antibiofilm. Val a dir, però, que part de l’activitat antibiofilm que tenen en condicions in vitro la perden en condicions in situ.

Alguns bacteris de l’àcid làctic poden formar biofilms en productes carnis mantinguts en refrigeració

Els biofilms de bacteris de l’àcid làctic en productes carnis

Els bacteris de l’àcid làctic (LAB) tenen bona fama alimentària. Participen en processos de fermentació essencials en la indústria alimentària, i són considerats probiòtics en termes de salut digestiva i funció immune. Així són considerats un component essencial en molts productes làctics, en verdures fermentades i, fins i tot, en carns processades. En el cas dels productes carnis hom valorar el fet que hi contribueixen a unes bones qualitats organolèptiques i que bloquen el creixement de microorganismes nocius. Això darrer s’explicaria en part per la síntesi d’agents antimicrobians com àcids orgànics o bacteriocines. Vet ací per què hi ha interès en la recerca sobre Lactobacillus sakei en la producció d’aliments fermentats.

Ara bé, alguns LAB tenen un efecte indesitjat per la formació de biofilms especialment en productes carnis refrigerats i/o envasats al buit. Així doncs, hom ha assenyalat Weissella viridescens, Latilactobacillus sakei o Leuconostoc com a responsables de fer malbé aliments per la formació de llim, la producció de gas, la generació de mala olor, la reducció excessiva del pH o alteracions indesitjables en textura i color. A banda del mal que puguin fer sobre el producte envasat abans de la compra, hi ha els perjudicis que puguin causar-hi després quan el producte ja és mans del consumidor. Per acabar-ho d’adobar, en la indústria alimentària, aquests biofilms poden contaminar maquinària de forma persistent.

També són formadors de biofilms en la carn processada bacteris patògens com Pseudomonas aeruginosa o Staphylococcus aureus. Formes biofilms robustos i perillosos per a la salut.

El Codi Alimentari de Corea permet l’ús d’àcid sòrbic fins a 2 g/kg per al control de creixement microbià en carns processades. Hom vol, però, desenvolupar alternatives més efectives i saludables, com ara materials bioactius derivats de plantes i algues. Eisenia bicyclis, una macroalga bruna, és rica en florotanins, la qual cosa explica el seu potencial antimicrobià i antibiofilm.

El problema d’utilitzar extractes d’E. bicyclis rau en la poca solubilitat, escassa estabilitat i difícil biodisponibilitat. Això es pot resoldre amb l’ús de sistemes basats en nanotecnologia. Per exemple, les nanopartícules (NP) poden millorar l’estabilitat d’aquests extractes i fer que arribin al lloc on se’ls necessita. Les nanopartícules d’or (AuNP) són interessants per la seva biocompatibilitat, baixa citotoxicitat i multifuncionalitat (antibacteriana, antioxidant, antibiofilm). Ara bé, la toxicitat de les AuNP augmenta en proporció inversa a la mida de la nanopartícula. Les AuNP catiòniques són més tòxiques que les AuNP aniòniques.

Identificació de soques de LAB formadores de biofilms en salsitxes

Entre les deu soques (S1-S10) identificades per Oh et al. hi ha 1 de Lacticaseibacillus paracasei, 1 de Leuconostoc citreum, 4 de Leuconostoc mesenteroides, 1 de Levilactobacillus brevis, 1 de Lactiplantibacillus plantarum, 1 de L. sakei i 1 de Weissella viridescens.

Les deu soques poden créixer en les temperatures examinades (de 4 °C a 30 °C). Poden també créixer en condicions de salinitat del 6%.

El test d’hemòlisi en agar MRS suplementat amb sang ovina indiquen que cap de les 10 soques genera hemolisines.

Les tires de test API 50 CH indiquen el perfil de fermentació de carbohidrats. Les soques S3 i S8 són les mostren un rang de substrats més extens. El rang més restringit és el que exhibeixen les soques S2 i S4. S10 fermenta de forma robusta glucosa, fructosa i sacarosa.

Síntesi i caracterització de PG-AuNPs

Oh et al. segueixen un procediment de síntesi verda per generar PG-AuNPs. El floroglucinol (PG) prové de l’alga bruna E. bicyclis, i es fa servir com l’agent reductor per convertir l’or iònic (Au³⁺) en nanopartícules d’or zerovalent (Au⁰). Fan servir extractes de E. bicyclis per aconseguir la síntesi de EA-AuNPs i EB-AuNPs.

Les PG-AuNPs tenen una forta absorbància de la llum de 500-600 nm, la qual cosa es manifesta en una transició de color groc al color vermell fosc, i un pic d’absorció a 550 nm. La mida de partícula és de 98,74 ± 0,01 nm. El potencial zeta és de −29,82 ± 7,77 mV, indicatiu d’una estabilitat col·loidal moderada. L’anàlisi de FITR indica la formació de grups -OH fenòlics.

La microscòpia FE-TEM confirma la morfologia esfèrica de PG-AuNPs. Això és atribuïble al pH de 9,0 en el que s’hi fa la síntesi.

El control de biofilms in situ

Oh et al. han seleccionat S10 com la soca típica. En l’estudi també inclouen els bacteris patògens S. aureus i P. aeruginosa.

En inocular P. aeruginosa en la superfície de talls de salsitxes, hi ha formació significativa de biofilm. El creixement microbià arribar a un log CFU/g de 9,15. Aquesta xifra és reduïda en presència dels extractes EB i EA d’E. bicyclis. Les EB-AuNPs i PG-AuNPs també la inhibeixen. De fet, una concentració de 1024 μg/mL d’EA-AuNPs redueix la log CFU/g a 0,44.

En inocular S. aureus hi ha formació de biofilms densos, que faciliten una log CFU/g de 9,46. PG, EB-AuNPs i PG-AuNPs hi tenen un efecte inhibitori.

La inoculació de S10 també genera biofilms. Això es pot inhibir amb EA, PG i PG-AuNPs.

Els experiments mostren, en tot cas, la dificultat d’inhibir la formació de biofilms in situ. Això es deu a la complexitat i impredictibilitat de la matriu alimentària, en aquest cas la salsitxa. PG i PG-AuNPs, no obstant, tenen un efecte inhibidor sobre els biofilms de P. aeruginosa i L. sakei S10. Una part de l’efecte és atribuïble a la pròpia AuNP, però el PG també tindria un efecte disruptor sobre l’adhesió microbiana.

L’aplicació de PG-AuNPs en la indústria de la carn processada, però, ha de considerar aspectes de seguretat a llarg termini, d’afectació organolèptica i d’efectivitat en un context més realista.

Lligams:

- Biofilm-Forming Lactic Acid Bacteria in Sausages: Isolation, Characterization, and Inhibition Using Eisenia bicyclis-Based Nanoparticles. Do Kyung Oh, Du-Min Jo, Minji Kim, Jeong-Bin Jo, Ji-Hwan Choi, Jeong Mi Choi, Geum-Jae Jeong, Se Yun Jeong, Fazlurrahman Khan, Young-Mog Kim. Antibiotics 14: 637 (2025).

La presència de microplàstics en begudes embotellades

Alimentació: El número d’agost del Journal of Food Composition and Analysis inclou una anàlisi feta per investigadors de l’ANSES Laboratoire de Sécurite des Aliments, de Boulogne Sur Mer (Iseline Chaïb, Périne Doyen, Pauline Merveillie, Alexandre Dehaut, Guillaume Duflos) en el que analitzen la presència de microplàstics com a contaminants en aigües embotellades comercialitzades a França. Han analitzat aigües, begudes no-alcohòliques, cervesa i vi. Entre els envasos analitzats n’hi ha de plàstic, de vidre, de bric, de llauna, de cubitainer, etc. Els nivells de contaminació en l’aigua embotellada són de 2,9 ± 0,7 microplàstics/L . En coles la xifra puja a 31,4 ± 16 ; en tes a 28,5 ± 13,1; en llimonades a 45,2 ± 21,4; en cerveses a 82,9 ± 13,9. En vins el valor baixa a 8,2 ± 3,3. Per envasos els que presentaven una major contaminació per microplàstics eren les begudes embotellades en vidre. Chaïb et al sospiten que la principal font de contaminació per microplàstics es trobaria en els taps, ja que la majoria de partícules detectades en begudes tenen el mateix color que els taps corresponents, i tenen la mateixa composició que la pintura exterior.

Chaïb et al. han analitzat els nivells de microplàstics en diferents begudes venudes a França bo i estudiant l’impacte de diferents envasos sobre aquesta contaminació. Troben paradoxalment que les begudes embotellades en vidre tenen una major contaminació en microplàstics, cosa que s’explicaria per la pintura de fora de la càpsula. Així doncs, aquesta contaminació es podria reduir si les càpsules fossin bufades o rentades abans de l’embotellament.

L’Era dels Plàstics

Els plàstics han estat veritablement un material revolucionari. Excloent-hi les fibres, la producció mundial de plàstic ha pujat de les 1,5 milions de tones anuals en els anys 1950 a 400,3 milions en el 2022. L’alta fortalesa, el baix cost, el baix pes específic, la facilitat d’ús, en promouen el consum. Vora un 44% de la producció mundial de plàstics es destina a la fabricació d’envasos i embalatges, fonamentalment de polietilè (PE, ja sigui d’alta densitat (HDPE) o de baixa (LDPE)), polipropilè (PP), tereftalat de polietilè (PET) o poliestirè (PS).

Fabricats com a objectes d’un sol ús, els plàstics suposen un volum creixent de deixalles. Aquest volum depassa els sistemes de gestió, i els plàstics acaben per vessar a hàbitats terrestres i aquàtics. En els anys 1970 hom prengué consciència de la contaminació marina per residus plàstics.

El producte de la degradació dels residus plàstics són micro- o nanoplàstics. Els microplàstics serien partícules inferiors a 5 mm. Hom ha comprovat la presència de microplàstics en tots els ecosistemes. Entren en el cos humà per inhalació, ingestió o penetració cutània, però és per la via de la ingesta d’aliments i de begudes contaminats que es produeix la principal ruta d’entrada.

Els aliments poden adquirir microplàstics del medi, i d’ací la preocupació per bivalves, crustacis, peixos, etc., exposats als microplàstics del medi aquàtic. Però cal recordar que el propi procés d’envasament d’aliments i de begudes pot constituir una font de contaminació per microplàstics. Una acció tan senzilla com enroscar i desenroscar un tap de plàstic pot afegir microplàstics a la beguda que conté l’envàs.

Microplàstics en begudes

Chaïb et al. han conduït les seves operacions en cabines de flux laminar Thermo Scientific Herasafe 2030i, en una sala específicament dedicada a l’estudi de microplàstics. Tot el material de vidre i els filtres eren escalfats a 450°C durant 6 hores abans d’utilitzar-lo. Les solucions eren filtrades en fibres de vidre amb una mida de porus de 0,7 μm. Els analistes utilitzaven en tot moment guants de nitril i bates de laboratori.

Per cada anàlisi de beguda es feien els controls següents:
- un control d’aire, consistent en deixar un filtre en una placa de Petri en la cabina de treball.
- un control negatiu, consistent en aigua filtrada col·locada en un matràs Erlenmeyer.
- controls positius, consistents en microplàstics introduïts en càpsules de HPMC (hidroxipropil-metilcel·lulosa).

La presa de mostres es va realitzar el juny del 2023, amb envasos comprats a revenedors locals. N’hi havia mostres d’aigua, de cervesa, de vi, de coles, de tes i de llimonades. Per cada referència creuada de beguda i de tipus d’envàs es prengueren sis mostres.

Les aigües embotellades podien anar en plàstic, en vidre o en bric. Podien ésser aigües minerals o aigües de font. Podien ésser amb gas o sense. El volum podia anar de 0,5 L a 1,5 L. En total es mostrejaren cinc marques d’aigua mineral i dues d’aigües de font.

S’analitzaren dues marques d’aigua amb sabor de llimona: una d’aigua amb gas en una ampolla de vidre de 0,2 L, i una altra d’aigua sense gas en una ampolla de plàstic de 1,5 L.

S’analitzaren tres marques de cola, de te glaçat i de llimonada, que venien en ampolles de vidre o de plàstic, o en llauna, amb volums que anaven de 0,33 a 1,75 L.

S’analitzaren dues marques de cervesa, venudes en vidre o en llauna, amb volums de 0,25 a 0,75 L.

S’analitzaren tres tipus de vi, vi negre, vi blanc i vi rosat. Anaven embotellats en bric (0,25 L), cubitainer (3 L), vidre (0,75 L) o plàstic (1,5 L).

Els primers treballs posaren de manifest que la presència de diòxid de carboni a les begudes degradava els filtres de fibra de vidre. Per això optaren per degassificar primer coles i llimonades obrint les ampolles i deixar-les durant una setmana tapades amb film d’alumini, i després posar-hi un agitador magnètic durant una hora.

El pas següent era retirar-hi totes les etiquetes de plàstic, i netejar tots els envasos amb aire a pressió. Llavors venia el pas de filtració en fibra de vidre.

Els filtres eren examinats per detectar-hi partícules (fragments o fibres) a l’estereomicroscopi. Se n’anotava també el color, el diàmetre mitjà i la forma. En cap cas s’observaren partícules de més de 500 μm. Les partícules inferiors a 30 μm no foren identificades posteriorment per µFT-IR.

L’anàlisi µFT-IR permetia identificar si les partícules eren de polietilè, polièster, polipropilè, etc.

Per analitzar la contaminació deguda als taps, es reutilitzaren les ampolles de cola de 0,33 L, un colp rentades, per col·locar-hi aigua filtrada, tancant-les amb un nou tap groc. S’examinaren tres processos de reenvasament: a) sense pre-tractament; b) amb un pre-tractament amb bomba d’aire; c) amb pre-tractament amb rentada amb alcohol 70%.

El nivell de contaminació per microplàstics de les begudes

Els controls negatius serveixen per determinar el nivell basal de microplàstics: 0,9 ± 1.4. Els controls positius permeten determinar una taxa de recuperació del 85,5 ± 7,7 %.

Els microplàstics trobats en les begudes analitzades o bé eren fibres o bé eren fragments. Majoritàriament eren fragments (96,9% en aigües, 93 % en coles, 93,4 % en tès, 96,1 % en llimonades, 92,7 % en cerveses, i 72.9 % en vins).

Els microplàstics de polièster eren més prevalents en begudes embotellades en vidre que no pas en altres envasos. Això era especialment cert en tes, en llimonades, en coles i en cerveses.

Els microplàstics de poliolefina eren presents en tots els tipus d’envasos, encara que menys habitualment en envasos de plàstic. Arribaren a 24,7 microplàstics/L de poliolefina en cerveses embotellades en vidre.

La contaminació per microplàstics de les aigües embotellades

La contaminació mitjana en aigua embotellada era de 2,9 ± 0,7 microplàstics/L. El valor era superior en aigua embotellada en vidre (4,5 ± 1,2) que no pas en plàstic (1,6 ± 1,7). També era superior en aigües minerals (3,7 ± 1,0) respecte d’aigües de font (1,6 ± 0,6).

La contaminació per microplàstics de les llimonades

El valor trobat en llimonades era de 8,6 ± 5,3 microplàstics/L. El valor és més elevats en llimonades embotellades en vidre (15 ± 9,5) que en plàstic (2,3 ± 1,4).

La contaminació per microplàstics de les coles

En valor trobat en refrescos de cola és de 31,4 ± 16,0. Els valors eren especialment elevats en coles embotellades en vidre (103,4 ± 44,1) en comparació amb llaunes (3,4 ± 2,1) o plàstic (2,1 ± 0,7).

La contaminació per microplàstics en te fred

Els valors de contaminació eren de 28,5 ± 13,1 microplàstics/L. El valor era més elevats en llauna (16,3 ± 3,9) que en plàstic (2,2 ± 1,0).

La contaminació per microplàstics en cerveses i en vi

El valor trobat en cerveses és de 82,9 ± 13,9 microplàstics/L. El valor era especialment elevats en cerveses en ampolles de vidre petites (133,7 ± 15,9).

El valor trobat en vi és de 8,2 ± 3,3 microplàstics/L.

El rol dels taps

Les ampolles de vidre de vi no presenten una major contaminació per microplàstics. Chaïb et al. ho atribuïren al fet que es tanquen amb taps de suro. En canvi, les ampolles de begudes no-alcohòliques es tanquen amb taps metàl·lics o de plàstic. Els colors de microplàstics trobats en aquests casos coincideixen amb la pintura utilitzada en la capa exterior del tap metàl·lic.

Chaïb et al. demostren experimentalment que un procés de rentat previ a l’embotellament del tap redueix la contaminació per microplàstics, ja es faci amb aire a pressió o amb una solució alcohòlica.

Lligams:

- Microplastic contaminations in a set of beverages sold in France. Iseline Chaïb, Périne Doyen, Pauline Merveillie, Alexandre Dehaut, Guillaume Duflos. Journal of Food Composition and Analysis (2025).

Eines fetes amb ossos de balena en jaciments magdalenians del Golf de Biscaia

Paleoecologia: L’arqueòleg Jean-Marc Pétillon és especialista en tecnologia òssia del darrer paleolític del Pirineu i de la Conca Aquitana. Fa anys que s’ocupa en la reconstrucció de l’ús que els humans d’aquell temps i d’aquell país feien de productes obtinguts de grans cetacis. L’aportació de l’arqueòloga biomolecular Krista McGrath és clau en aquesta reconstrucció. En un article publicat avui a la revista Nature Communications, amb McGrath de primera autora i Pétillon d’autor corresponsal, se’ns presenten els indicis que les eines del Paleolític Tardà fetes d’os de balena ofereixen quant a l’ecologia humana i cetàcia de la Badia de Biscaia. Som davant d’un exemple primerenc d’adaptació humana a un entorn litoral. McGrath et al. han analitzat fragments ossis de balena trobats en jaciments magdalenians del Paleolític Superior de l’entorn de la Badia de Biscaia, alguns dels quals amb indicis d’elaboració humana, i d’altres sense aquests indicis, i ho han fet a través de múltiples analítiques: ZooMS, radiocarboni, isòtops estables. L’espectrometria de masses zooquímica (ZooMS) permet una identificació taxonòmica d’aquests fragments, que indica que pertanyen a un mínim de cinc espècies de grans balenes. Són els indicis més antics coneguts d’explotació d’aquests recursos animals. La datació per radiocarboni indicaria que aquest ús remunta a una antiguitat de 20.000 a 14.000 anys. La major difusió i diversitat d’eines fetes d’ossos de balena es correspon al període 17.500-16.000 AP (=abans del present). L’anàlisi d’isòtops estables (δ¹³C and δ¹⁵N) reflecteix les diferències de cada espècie de balena quant al comportament alimentari. Tot plegat indica que l’ecosistema marí de la Badia de Biscaia en aquelles èpoques era ben ric.

McGrath et al. han identificat taxonòmicament 173 espècimens d’ossos, treballats o no, trobats en contextos de jaciments magdalenians de la Badia de Biscaia.

L’ús prehistòric de recursos baleners

Les balenes són els animals vivents més grans de la Terra. Les poblacions actuals, però, no són més que una mera fracció de les que hi havia en un passat relativament recent. Ha estat l’activitat balenera intensiva la que ha delmat la majoria de poblacions. Ara bé, abans i tot de l’activitat balenera intensiva, els ésser humans aprofitaven els recursos baleners en forma de carn, oli, os o barba. Així doncs, molts grups humans costaners, tant caçadors-recol·lectors com agricultors-ramaders, tenien en les balenes un recurs crucial de subsistència. Hi accedien a través de l’aprofitament de balenes que havien quedat varades en platges, però també amb una cacera més o menys organitzada.

La reconstrucció prehistòrica dels aprofitaments baleners, com tota l’arqueologia litoral, es troba afectada per la fragilitat d’aquests jaciments. L’erosió o la transgressió marines ha esborrat o fet inaccessible molta informació arqueològica. Ara bé, hom pot seguir-la a través de materials d’origen litoral que foren exportats cap a l’interior. És el cas de tota una sèrie de jaciments del sud-oest de França i de la Ibèria Atlàntica atribuïbles a la cultura magdaleniana mitjana i superior, amb un antiguitat de 19 a 14 mil anys, i corresponent al final de l’estadi isotòpic marí-2 (MIS2). Hi trobem restes de percebes de balena, indicatives de la importació de pell, greix o carn de balena; fragments d’ossos de balena, en alguns casos processats; dents de balena processades; i més de 150 eines i caps de projectil fets d’os de balena. Tot plegat és testimoni d’una utilització regular de productes de balena per part de societats humans amb finalitats nutricionals i de matèries primeres.

Hi ha indicis més antics d’aprofitament de recursos litorals a l’Europa paleolítica, alguns dels quals remunten al Paleolític Mitjà (fa 150-40 milers d’anys). Però no és fins a la cultura magdaleniana que aquest aprofitament fa un salt endavant en termes de volum i de diversitat. En pensar sobre el període magdalenià és important recordar que, en el context del període glacial, el nivell de la mar era 120 metres per sota de l’actual. Així la línia de costa magdaleniana és avui sota l’oceà. Jaciments del Magdalenià Mitjà i Superior d’Ibèria i dels Pirineus mostren, a banda de les evidències ja citades, representacions d’animals marins, restes de foques i dofins, restes de peixos i aus marines, restes de mol·luscs marins consumits com a aliment, closques de mol·luscs utilitzades per fer ornaments, etc. Aquesta intensa presència indicaria l’inici d’una economia litoral ben establerta.

McGrath et al. presenten els resultats sobre 83 objectes ossis elaborats procedents de 26 jaciments de coves i refugis rocosos de cultura magdaleniana de la regió cantàbrica i del sud-oest de França. Visualment, tots aquests 83 objectes havien estat identificats com a fragments d’ossos de balena.

També han analitzat 90 fragments ossis no-elaborats procedents de la cova de Santa Catalina, a Biscaia. Aquests fragments foren identificats visualment com a fragments d’ossos de balena. Alguns dels fragments presenten osques de percussió.

Entre les anàlisis utilitzades per McGrath et al. hi ha ZooMS (Zooarqueologia per Espectrometria de Masses), que detectat el perfil de masses de pèptids de col·làgena.

Han aplicat sobre 37 objectes elaborats i sobre 31 objectes sense elaborar la tècnica de datació de radiocarboni (carboni-14) amb AMS ECHoMICADAS. En aquesta submostra també han analitzat la presència dels isòtops estables carboni-13 i nitrogen-15.

La datació indica l’aprofitament de carcasses d’un mínim de cinc espècies de balenes, que hauria arrencat fa 20.000-19.000 anys, i arribat a un pic fa 17.500-16.000 anys.

La identificació taxonòmica per ZooMS

Dels 173 espècimens ossis analitzat per ZooMS, 83 són d’objectes elaborats i 90 de fragments ossis no treballats. McGrath et al. han pogut fer una identificació taxonòmica en 169 dels 173 objectes.

Dels 83 objectes elaborats que visualment havien estat classificats com fets d’ossos de balena, 71 han estat confirmats com a cetacis. N’hi ha 8 que en realitat correspondrien a grans mamífers terrestres, i 4 no han donat cap identificació taxonòmica. Això implica que l’atribució visual macroscòpica és correcta en 71 dels 79 objectes. Els 8 objectes classificats visualment de manera errònia com fets d’ossos de balena es corresponen a objectes d’aspecte molt porós: aquesta porositat és pròpia dels ossos de balena, però també és present en alguns ossos de mamuts, rinoceronts, rens i èquids.

Dels 90 fragments ossis de Santa Catalina classificats visualment com de balena, 60 han estat confirmats per ZooMS. Dels altres 30, 29 es corresponen a grans mamífers terrestres i 1 a una foca.

Comptat i debatut, les anàlisis de ZooMS de 131 espècimens de cetacis indiquen a presència d’un mínim de sis taxa cetacis: rorqual comú (Balaenoptera physalus, 65 espècimens), catxalot (Physeter macrocephalus, 32 espècimens), balena grisa (Eschrichtius robustus, 11 espècimens), balena blava (Balaenoptera musculus, 2 espècimens), una marsopa (1 espècimen) i 13 espècimens atribuïbles bé a Eubalaena glacialis o a Balaena mysticetus. Hi ha 7 espècimens que no es poden atribuir a un cetaci concret.

Datació per radiocarboni

Dels 37 objectes elaborats analitzats, en 5 no fou possible una datació per radiocarboni degut a una deficient preservació de col·làgena.

Els altres 32 objectes elaborats ens ofereixen un quadre geocronològic. Les dues peces més antigues es corresponen al jaciment càntabre de Rascaño (20.200-19.600 AP) i al jaciment càntabre d’El Juyo (19.600-19.000 AP). Es tracta del Magdalenià Inferior Càntabre (Rascaño IVb i El Juyo 8).

Hi segueixen quatre objectes de tres jaciments (Duruthy, Isturitz i El Pendo) amb una antiguitat de 19.000-17.500 AP.

El pic temporal s’assoleix entre el 17.500 i el 16.000 AP, amb 26 objectes de 12 jaciments (La Paloma, Las Caldas, Ermittia, Urtiaga, Iruroin, Isturitz, Bourrouilla, Duruthy, Brassempouy, Saint-Michel, Mas d’Azil i La Vache).

Cap dels objectes analitzats és posterior al 16.000 AP.

Dels 31 fragments ossis de balena de Santa Catalina, 30 han estat dadats per radiocarboni. N’hi ha dos corresponents Eubalaena glacialis o a Balaena mysticetus, del període 16.500-16.000 AP. Els altres 28 es corresponen a balena comuna, i 27 tenen una datació de 16.000-14.500 AP.

Les anàlisis d’isòtops estables

Les ratios de carboni-13 i de nitrogen-15 foren avaluades en 55 mostres d’ossos de balena. El valor de δ¹³C va de −16,8‰ a −11,6‰. El valor de δ¹⁵N va de 9,1‰ to 17,5‰. En 8 mostres fallà l’extracció de col·làgena, en 2 l’IRMS i 7 foren descartades per presentar una ratio C:N igual o superior a 3,77 o perquè el pic de N era per sota de 700 mV.

Les ratios d’isòtops estables presents s’estructuren per taxa. No hi ha diferències per antiguitat. De fet, els valors entren dins del rang que hom troba en mostres modernes.

Ecologia de balenes i ecologia humana

Les datacions d’aquest estudi informen del moment de la mort de la balena. McGrath et al., però, creuen que entre la mort de la balena i la seva elaboració per mà humana o devien passar més d’unes poques dècades, ja que les condicions ambientals afavorien la degradació de carcasses de balenes mortes.

La fabricació d’estris fets d’ossos de balena arrencaria, doncs, en el 20.000-19.000 AP, en el litoral sud de la Golf de Biscaia. Són els indicis més antics coneguts a parer de McGrath et al., que no tenen tanta confiança amb indicis de jaciments anteriors del període gravetià. Fa 20.000 anys començava el Període Glacial Tardà. Hom deixava enrere el Darrer Màxim Glacial, i el nivell de la mar pujava gradualment.

L’aprofitament d’ossos de balenes en el context magdalenià del Golf de Biscaia va fer un pic entre el 17.500 i el 16.000 AP. Som llavors en el Magdalenià Mitjà en la regió cantàbrica i ja en el Magdalenià Mitjà-Tardà al sud-oest de França. En aquest període són actives xarxes de bescanvi i de difusió per les quals circulaven matèries primeres lítiques, peces d’art i instruments.

La majoria dels objectes fets d’os de balena es corresponen a elements d’armes per a la caça, com ara puntes de projectil i eixos. L’os de balena seria una alternativa en aquestes funcions a l’ús de banyes.

Vers el 16.000 AP hi ha una finalització abrupta d’aquest ús d’objectes elaborats a partir d’ossos de balena. Santa Catalina indica la presència de fragments d’ossos de balena en jaciments més recents, però per alguna raó ja no s’utilitzaven per fer eines. McGrath et al. pensen que l’elaboració d’instruments fets amb ossos de balena es feia en el litoral, que arribaven terra endins ja manufacturats.

Les dades que ofereixen McGrath et al. ens dibuixen un Golf de Biscaia en el període 20.000-16.000 AP ben ric en espècies de grans cetacis. Llavors com ara, el Golf de Biscaia es caracteritza per aigües altament productives i una batimetria complexa. Fa 16.000-20.000 anys el clima era considerablement més fred que l’actual, amb gel marí probablement present si més no estacionalment. La comunitat de cetacis del Golf de Biscaia de llavors seria més aviat semblant a la de les aigües àrtiques dels nostres dies.

Actualment al Golf de Biscaia hi ha balenes comunes, catxalots, balenes blaves i marsopes. Les balenes grises desaparegueren de l’Atlàntic Nord en el segle XVIII.

Les anàlisis d’isòtops pesants estables, suggereix que les balenes del Pleistocè s’alimentaven de nivells tròfics més elevats que les balenes de l’Holocè, encara que una part de la diferència es deuria a viure en aigües més fredes que les actuals.

McGrath et al. pensen que l’aprofitament de recursos baleners en el Magdalenià es feia a través de l’adquisició oportunista de balenes varades o a la deriva. Els ossos de balena eren apreciats perquè la seva gran mida permetia utilitzar-los per a fabricar eines més llargues útils per a la caça. A Santa Catalina les restes òssies de balena s’utilitzarien fonamentalment com a combustibles per a les llars i per extreure’n l’oli.

Lligams:

- Late Paleolithic whale bone tools reveal human and whale ecology in the Bay of Biscay. Krista McGrath, Laura G. van der Sluis, Alexandre Lefebvre, Anne Charpentier, Ana S. L. Rodrigues, Esteban Álvarez-Fernández, François Baleux, Eduardo Berganza, François-Xavier Chauvière, Morgane Dachary, Elsa Duarte Matías, Claire Houmard, Ana B. Marín-Arroyo, Marco de la Rasilla Vives, Jesus Tapia, François Thil, Olivier Tombret, Leire Torres-Iglesias, Camilla Speller, Antoine Zazzo & Jean-Marc Pétillon. Nature Communications 16: 4646 (2025).

La tempesta solar extrema de l’any 12350 a.C.

Ciències atmosfèriques: El proper número de juliol de la revista Earth and Planetary Science Letters inclou un article signat per Kseniia Golubenko, Ilya Usoskin, Eugene Rozanov i Edouard Bard en el que proposen que el pic atmosfèric de radiocarboni de l’any 12350 a.C. fou causat per una tempesta solar extrema. Es tractaria d’un esdeveniment extrem d’emissions de partícules solars (ESPE) de tal potència que pot afectar la producció d’isòtops cosmogènics en el sistema terrestre, com ara la producció de radiocarboni o carboni-14 (¹⁴C). Això deixa un impacte en registres naturals com ara els dendrocronològics. En els darrers 12 mil·lennis, corresponents a l’Holocè, s’han registrat vuit ESPEs, el més potent dels quals tingué lloc l’any 775 d.C. Un novè ESPE hauria tingut lloc encara en el Pleistocè, vers l’any 12350 a.C., amb una magnitud del doble que la del 775 d.C. Com que llavors la Terra es trobava en un període glacial, els registres naturals són diferents als d’un període post-glacial com és l’Holocè. Golubenko et al. han desenvolupat SOCOL:14C-Ex, un model químico-climàtic que estudia canvis ràpids en ¹⁴C. Han aplicat el model en l’ESPE del 775 d.C. i en l’ESPE del 12350 a.C. Troben que aquest darrer seria un 18±11% més fort que el del 775 d.C. Aquest ESPE s’hauria produït probablement entre els mesos de gener i abril del 12350 a.C., amb la primeria de març com a data més probable. L’ESPE del 12350 a.C. seria l’esdeveniment solar conegut més fort.

Golubenko et al. han desenvolupat un nou model de generació de radiocarboni atmosfèric, SOCOL-14C-Ex, adreçat a aclarir les condicions climàtiques i geomagnètics de pics de carboni-14. Determinen així que vers l’any 12350 a.C. tingué lloc un esdeveniment extrem de protons solars d’una magnitud enorme. També han provat aquest model amb l’esdeveniment del 775 d.C.

Els esdeveniments extrems de partícules solars (ESPEs)

L’estudi dels ESPEs ens ofereix dades crucials sobre física solar i geociència que alhora tenen aplicació en arqueologia i en metodologies de datació. Miyake et al. (2012) van descriure el primer d’aquests ESPE, manifestat com un augment del 20‰ en la ratio de carboni-14 (Δ¹⁴C) datable en l’any 775 d.C. Per això els ESPEs reben també el nom d’esdeveniments de Miyake. La causa d’un esdeveniment de Miyake és un flux extremadament fort de partícules energètiques solars (SEPs).

Hom ha identificat un total de set ESPEs en els 12 mil·lennis que portem d’Holocè, i n’hi ha altres possibles candidats. El del 775 d.C. en seria el més fort. El segueixen els ESPEs del 660 a.C. i del 7176 a.C.

L’any passat hom va reportar un pic enorme de Δ¹⁴C (40‰) corresponent a l’any 12350 a.C. Això el situa durant el darrer període glacial. Connectar aquest pic amb un ESPE no és tasca fàcil, ja que cal disposar d’un model de transport de carboni compatible amb les condicions glacials.

Els models convencionals de transport de ¹⁴C en l’atmosfera segueixen una estratègia de capsa, en la que es consideren globalment grans reservoris i els fluxos de bescanvi entre ells. Hom assumeix que dins de cada reservori hi ha una barreja completa o, si més no en el cas de l’oceà profund, una barreja difusiva. La barreja tindria lloc en una escala temporal de 1-2 anys en el cas de l’atmosfera i de segles per al cas de l’oceà.

Golubenko et al. defensen un model més realista que tingui present patrons de circulació i característiques locals (orogràfiques, etc.).

El model que presenten ara, SOCOL:14C-Ex, és un model químico-climàtica tridimensional plenament dinàmic de la producció i transport de radiocarboni, adreçat a pics ràpids en diferents condicions climàtiques i geomagnètiques.

Golubenko et al. han aplicat d’entrada el SOCOL:14C-Ex a l’ESPE del 775 d.C., i seguidament han passat al del 12350 d.C.

SOCOL:14C-Ex

Aquest model ha estat construït a partir del CCM SOCOL-AERv2 (2015), el qual ho hauria estat a partir del SOCOLv3. Les sigles de SOCOL volen dir Solar Climate Ozone Links. Les sigles AER fan referència a un mòdul d’aerosols de sulfat.

Golubenko et al. feren un test preliminar del model amb l’esdeveniment Carrington del 1860 d.C. El problema és que aquest esdeveniment no s’associa a un senyal de Δ¹⁴C relacionat amb un ESPE.

El model utilitza una graella horitzontal transformada gaussiana amb la truncació triangular T42, amb 64 latituds i 128 longituds. En la dimensió vertical considera 39 nivells, que van de la superfície terrestre a una altura de 80 km (on la pressió atmosfèrica és de 0,01 hPa). La graella reprodueix l’orografia real. S’empra MA-ECHAM5 com a mòdul de circulació general i MEZON com a mòdul de química atmosfèrica. La resolució temporal és de 2 hores. El model inclou transport advectiu i difusiu, i deposició seca i humida.

La producció de ¹⁴C fou computada per SEPs d’acord amb el model de cascada atmosfèrica de raigs còmics (CRAC). L’esdeveniment SEP del 20 de gener del 2005 permet una reconstrucció de l’espectre energètic de SEPs de l’ESPE del 775 d.C., per bé que multiplicat per 455.

La cobertura geomagnètica fou calculada d’acord amb les reconstruccions paleomagnètiques corresponents al 12350 a.C.

Primerament, el model fou aplicat a una simulació de 6 anys per establir les condicions atmosfèriques i les concentracions de carboni. Després es modelitzà una producció instantània de ¹⁴C d’acord amb un patró de producció relacionat amb SEP. La modelització continuà amb un període simulat de set anys.

Com a condicions climàtiques s’adoptaren les del període glacial tardà en termes de temperatura de superfície marina i de cobertura de glaç. La ratio de CO₂ seria de 240 ppmv. El model SOCOL fa una estimació de l’albedo vinculat a la cobertura de glaç terrestre.

El model simula directament el transport de carboni en l’atmosfera, i inclou les condicions límit de fonts i embornals. Com a font es contempla únicament la producció de ¹⁴C relacionada amb ESPE. Com a embornals es considera la biosfera, és a dir l’absorció de CO₂ per part de les plantes, i el nivell superior de l’oceà.

L’estabilitat model fou assajada amb tres simulacions en paral·lel, que donaren resultats similars.

La modelització dels embornals segueix les dades d’albedo de l’European Centre for Medium-Range Weather Forecasts. Un albedo superior a 0,7 es correspondria a una localitat sota glaç, en la qual no hi hauria cap embornal. Un albedo inferior a 0,7 es correspondria a terra lliure de glaç o a aigua. Per a les aigües no-glaçades (mar o llacs) s’assumeix una taxa d’embornal de 8,29 anys. Quan és de terra la taxa seria de 4,36 anys, segon la latitud o l’estació. En latituds mitjanes (23∘ – 66∘), el creixement vegetal es concentraria en els sis mesos estivals. En latituds equatorials l’embornal es produiria tot l’any.

El model SOCOL:14C-Ex computa la concentració d’àtoms de ¹⁴C en l’aire superficial en termes d’àtoms per metre cúbic. S’assumeix que tot el carboni atmosfèric es troba en forma de CO₂. La semivida del ¹⁴C és de 2,62·10¹¹ segons.

La modelització de l’esdeveniment del 12350 d.C.

L’estudi de Bard et al. (2023) es basava en un arbre situat a l’Europa sud-occidental. S’assumí arbitràriament que l’ESPE hauria tingut lloc el 20 de gener. El pic de radiocarboni s’hauria produït inicialment en l’estratosfera polar. Els valors atmosfèrics de radiocarboni haurien crescut durant dos anys.

La comparació amb les dades dendrocronològiques, suggereixen que l’esdeveniment del 12350 a.C. fou un 18±11% superor al 775 d.C. L’esdeveniment s’hauria produït entre l’hivern i la primavera del 12350 a.C., amb la data més probable situada en el 8 de març.

El pic de 12350 a.C. fou del 37‰ en termes de Δ¹⁴C. Les raons d’aquest major resposta es trobarien en la cobertura geomagnètica, els nivell de CO₂ i les condicions climàtiques.

La sensibilitat del Δ¹⁴C a un ESPE

Golubenko et al. contemplen quatre simulacions:
- un experiment de clima glacial amb camp geomagnètic feble (6,3·10²² A·m²).
- un experiment de clima holocènic i camp geomagnètic fort (9,5·10²² A·m²).
- un experiment de clima holocènic i camp geomagnètic feble.
- un experiment de clima holocènic i camp geomagnètic fort, assumint una concentració de CO₂ de 285 ppmv.

És l’efecte combinat d’un camp geomagnètic feble i un clima glacial el que explicaria que un ESPE lleugerament més fort que el del 775 d.C. produís un pic de radiocarboni molt més pronunciat en el 12350 a.C.

L’ESPE del 12350 a.C., no obstant, fou de grans proporcions. La fluència de SEPs amb una energia superior a 200 MeV seria de 1,4±0,15·10¹⁰ cm^-2. Un ESPE d’aquest nivell en els nostres dies tindria un impacte catastròfic sobre la nostra societat tecnològica, especialment pel que fa a les tecnologies basades en satèl·lits artificials. Golubenko et al. consideren que una estimació més precisa de l’ESPE del 12350 a.C. passa per fer avaluacions d’altres isòtops cosmogènics, com ara el clor-36 o el beril·li-10.

Els ESPEs del 12350 a.C., del 7176 a.C. i del 775 d.C. representen tempestes solars extremes. Deixen en no-res l’esdeveniment SEP més fort que hagi estat observat directament, el del 23 de febrer del 1956.

L’ESPE del 12350 a.C. pot ajudar a precisar la cronologia dels darrers temps del Pleistocè. Al mateix temps, ens comunica la potència que pot assolir un esdeveniment solar.

Lligams:

- New SOCOL:14C-Ex model reveals that the Late-Glacial radiocarbon spike in 12350 BC was caused by the record-strong extreme solar storm. Kseniia Golubenko, Ilya Usoskin, Eugene Rozanov, Edouard Bard. Earth and Planetary Science Letters 661: 119383 (2025).