divendres, 31 de desembre de 2021

Bon any 2022! Bon any dels dos aneguets!

Ja som a l’any 22, l’any dels dos aneguets. O podríem dir que és un any de tres aneguets, si comptem el del mil·lenni. Tres aneguets i un tortell, encara que ben mirat el primer dels aneguets ja ens acompanya des de fa 22 (dos aneguets de nou) anys, i el nombre de zeros és il·limitat si comptem tots els que hi pot haver a l’esquerra: Bon any 02022 que diuen a Long Now Foundation o Bon any 002022, o Bon any 0002022, etc. A aquestes alçades de segle ja no cal anar amb romanços i podem dir ja, senzillament, “Bon any 22!”. Hem de desitjar-nos una bona reactivació, i en aquest sentit podem aprofitar per llegir els documents de “Catalunya 2022”.

Enguany ha estat declarat l’Any Internacional de la Pesca i l’Aqüicultura Artesanals, sota el lideratge de l’Organització de Nacions Unides per a l’Alimentació i l’Agricultura (FAO)

2022: Any Internacional de la Pesca i Aqüicultura Artesanals

L’Assemblea General de les Nacions Unides proclamava (A/RES/72/72) l’any que arrenca l’1 de gener del 2022 com l’Any Internacional de les Pesqueries i Aqüicultura Internacionals, arran de la resolució 6/2017 de la 40ª Conferència de la FAO (la Organització de Nacions Unides per a l’Alimentació i l’Agricultura) celebrada a Roma el juliol del 2017. Aquesta decisió de Nacions Unides s’emmarca en la Convenció de Nacions Unides sobre Dret Marítim del 10 de desembre del 1982, i en els instruments de “conservació i gestió de reserves pesqueres” transfrontereres.

L’Any Internacional de la Pesca i Aqüicultura Artesanals defensa un món en el que els pescadors i aqüicultors artesanals de petita escala, juntament amb els tots els treballadors de la pesca i de la piscicultura siguin plenament reconeguts i capacitats per continuar amb la contribució que fan al benestar humà, a sistemes d’alimentació saludables i a l’erradicació de la pobresa. Aquesta pesca i aqüicultura artesanals juga un paper central en aconseguir un ús responsable i sostenible dels recursos pesquers i aqüícoles.

2022: Any Internacional del Vidre

Cúpula de vidre - Castell d'en Bardou (Maternitat Suïssa) - Elna

Cúpula de vidre del Castell d’en Bardou d’Elna

L’Assemblea General de Nacions Unides ha declarat l’any 2022 també com a “Any Internacional del Vidre” (A/RES/75/279). Aquesta decisió s’emmarca en l’Agenda 2030 de Desenvolupament Sostenible.

El vidre natural ja era utilitzat per societats paleolítiques, i en el context del neolític hom començà a fabricar-ne. El vidre ha estat, doncs, durant segles un dels materials més rellevants, versàtils i transformadors de la història. Avui el trobem en la indústria automobilística i aeroespacial, en l’arquitectura, en les arts, en la tecnologia de la informació i de la comunicació, en el sector energètic, en l’assistència sanitària, en el treball de laboratori, en l’òptica, en envasaments i en emmagatzematges.

No obstant, pot haver-hi la sensació que el vidre té més passat que futur, especialment si atenem a la substitució que ha patit en pro dels plàstics en el darrer segle. Justament, l’Any Internacional del Vidre vol remarcar les oportunitats que ofereix aquest material, especialment en el marc de la innovació tecnològica. Entre les aplicacions emergents del vidre hi ha els panells informatius, els sensors ultrafins, els cables de fibra òptica, nou equipament de laboratori, instrumental òptic i de microscòpia, equipament mèdic i farmacèutic, equipament fotovoltaic, etc.

L’Any Internacional del Vidre vol posar en valor aquest material com a alternativa als plàstics en el marc d’uns patrons de producció i consum més sostenibles. Això passa també per innovar en els processos de fabricació de vidre, per tal de reduir-hi el consum energètic i altres impactes ambientals.

L’any 2022 gregorià i els altres

L’Any del Senyor del 2022 és un any comú (de 365 dies), amb lletra dominical B (en el sentit que comença en dissabte). Arrenca en la data juliana de 2.459.580,5 i en el segon Unix de 1.640.995.200. En el compte llarg maia l’any 2022 arrenca en 13.0.9.2.18. En termes de l’ISO 8601 la primera setmana del 2022 comença el 3 de gener, de forma que enguany tindrà 52 setmanes (la darrera de les quals conclourà l’1 de gener del 2023. La Lluna comença l’any 2022 amb una edat de 28 dies (el nombre auri de l’any és 9). El Diumenge de Pasqua del 2022 serà el 17 d’abril. Per discrepàncies en el càlcul de l’epacta, la Pasqua Juliana no serà fins el diumenge següent, el 24 d’abril. La Pasqua Jueva (15 de Nisan) començarà al capvespre del 15 d’abril.

L’any 2022 és l’any 2060 de l’era, l’any 2775 de la fundació de Roma i l’any 3188 de la Discòrdia. L’Any Nou Lunar s’escaurà el dimarts 1 de febrer, quan entraren en el signe del tigre d’aigua (壬寅年). L’equinocci vernal del 2022 (20 de març) marcarà l’inici de l’any 179 de l’era bahá’í. L’equinocci autumnal del 2022 (23 de setembre) serà l’inici de l’any 7531 del món segons el còmput bizantí, l’any 2015 de l’Encarnació segons el còmput etíop, l’any 1739 dels màrtirs segons el còmput alexandrí i l’any 231 de la república francesa. La lluna nova de final de juliol (dia 30) assenyalarà l’inici de l’any 1444 de l’hègira. La lluna nova de final de setembre (dia 26) indicarà l’inici de l’any 5783 segons el còmput hebreu. En termes generals, l’any 2022 es correspon a l’any 6772 de la fundació d’Assur, el 5123 de kali yuga, el 4355 de l’era coreana, el 2972 de l’era amaziga, el 2566 de l’era budista, el 2079 de la vikram samvat, el 1956 de l’era javanesa, el 1471 de l’era armeniana (ԹՎ ՌՆՀԱ), el 1429 de l’era bengalí, el 1384 de l’era birmana, el 1023 de l’era igbo, el 554 de l’era sikh, el 111 de l’era iutxe i de l’era republicana xinesa. El 6 de febrer, els britànics entrarien en l’any 71 Eliz. 2, i el mes de maig el Japó entra en l’any 4 de l’era Reiwa (令和4年).

L’any 2022 astronòmic

El periheli d’enguany, màxim apropament de la Terra al Sol, s’esdevindrà el 4 de gener a les 06:55UTC (0,9833365 UA). L’afeli, màxim allunyament, es produirà el 4 de juliol a les 07:11UTC (1,0167292 UA).

Els equinoccis seran el 20 de març a les 15:33UTC i el 23 de setembre a les 01:04UTC. Els solsticis cauran el 21 de juny a les 09:14UTC i el 21 de desembre a les 21:48UTC.

Tindrem lluna nova el 2 de gener, l’1 de febrer, el 2 de març, l’1 i el 30 d’abril, el 30 de maig, el 29 de juny, el 28 de juliol, el 27 d’agost, el 25 de setembre, el 25 d’octubre, el 23 novembre i el 23 de desembre. És a dir que el 2022 serà un any de 13 novilunis.

El 2022 serà un any de dos eclipsis solars, tots dos parcials, i el segon d’ells visible des de Barcelona:
- el dissabte 30 d’abril del 2022, amb màxim a les 20:42:36UTC (cobertura del 63,96% del disc solar). S’observarà com a eclipsi parcial al Pacífic Sud-Oriental i al sud de Sud-Amèrica. Serà l’eclipsi 66 dels 71 que integren el Saros 119.
- el dimarts 25 d’octubre del 2022, amb màxim a les 11:01:20UTC (cobertura del 86,23% del disc solar). S’observarà com a eclipsi parcial a la major part d’Europa, nord d’Àfrica i oest d’Àsia. A Barcelona, l’eclipsi començarà a les 11:32CEST, assolirà un modest màxim del 9,6% a les 12:07CEST i conclourà a les 12:43CEST. Una mossegadeta en el quart quadrant solar per a l’hora del brunch com fou l’eclipsi del 10 de juny del 2021. Aquest eclipsi d’octubre del 2022 serà el 55 dels 73 que integren el saros 124.

En el 2022 tindrem dos eclipsis lunars totals, el primer dels quals serà visible de ple des de Barcelona:
- el dilluns 16 de maig del 2022 hi haurà un eclipsi lunar total, que assolirà el màxim les 04:11:28UTC. A Barcelona començarà a les 03:32CEST, amb una fase total que arrencarà a les 05:29CEST: aquella matinada la Lluna farà l’ocàs a les 06:34UTC del tot eclipsada. Aquest serà el primer eclipsi central del saros 131.
- el 8 de novembre del 2022 hi haurà una eclipsi total lunar visible des d’Àsia, Austràlia, Amèrica del Nord, bona part de Sud-Amèrica i zones del nord i de l’est d’Europa. El màxim tindrà lloc a les 10:59:11UTC. Durant tot l’eclipsi la Lluna ja serà sota l’horitzó de Barcelona. Aquest eclipsi serà el 20è dels 72 que integren el saros 136.

Entre les principals conjuncions del 2022 podem citar, d’acord amb el calendari d’Astropixels:
- el 2 de març, a les 16UTC, Mercuri es trobarà a 0,7° al sud de Saturn.
- el 5 d’abril, a les 02UTC, Mart es trobarà a 0,3° al sud de Saturn.
- el 30 d’abril, a les 20UTC, Júpiter s’acostarà a 0,2° al nord de Venus.
- el 27 de maig, a les 02:52UTC, la Lluna ocultarà Venus.
- el 29 de maig, a les 09UTC, Mart s’acostarà a 0,6° al sud de Júpiter.
- el 22 de juny, a les 18:16UTC, la Lluna ocultarà Mart.
- el 4 d’agost, a les 04:58UTC, Mercuri s’acostarà a 0,6° al nord de Règulus.
- el 8 de desembre, a les 04:21, la Lluna ocultarà Mart.

Les màximes elongacions de Mercuri seran el 7 de gener (vespertina, 19°), el 16 de febrer (matutina, 26°), el 29 d’abril (vespertina, 21°), el 16 de juny (matutina, 23°), el 27 d’agost (vespertina, 27°), el 8 d’octubre (matutina, 18°) i el 21 de desembre (vespertina, 20°).

Venus comença l’any com a estel vespertí, però de seguida farà la conjunció inferior, el 9 de gener a les 01UTC (la distància a la Terra serà de tan sols 0,2658 UA). Passat al cel matutí, hi assolirà la màxima elongació el 20 de març a les 10UTC (47°). La conjunció superior serà el 22 d’octubre a les 21UTC, i tindrem Venus de nou en el cel vespertí on clourà l’any.

Mart comença l’any com a estel matutí a la constel·lació del Serpentari. Guanyarà l’elongació respecte del Sol per arribar a l’oposició el 8 de desembre a les 04UTC, quan la distància respecte de la Terra arribarà a un mínim de 62,07 milions de quilòmetres: la magnitud aparent serà de -1,7 i el diàmetre de 17,1 segons d’arc. Mart tancarà l’any com a estel vespertí en la constel·lació del Bou. Des del 30 d’octubre, Mart seguirà un moviment retrògrad en aquesta constel·lació.

L’equinocci marcià del 24 de febrer marcarà l’inici de l’autumni a l’hemisferi nord, i de la primavera a l’hemisferi sud. El 21 de juny, Mart farà el periheli, amb una distància mínima respecte del Sol de 1,38130 UA. El 21 de juliol serà el solstici que marcarà l’inici de l’hivern a l’hemisferi nord, i de l’estiu a l’hemisferi sud. Aquestes estacions clouran el 26 de desembre, quan sigui l’equinocci següent (vernal per a l’hemisferi nord i autumnal per a l’hemisferi sud).

Júpiter comença l’any com a estel vespertí en la constel·lació de l’Aiguader. Anirà perdent elongació fins que el 5 de març a les 13hUTC es produirà la conjunció amb el Sol. Passat al cel matutí, hi guanyarà elongació fins arribar a l’oposició el 26 de setembre a les 18hUTC en la constel·lació dels Peixos. Serà llavors el millor moment per observar-lo, amb una magnitud aparent de -2,9 i un diàmetre aparent de 48,8 segons d’arc (la distància serà de tan sols 3,95 UA). Ja convertit de nou en estel vespertí tancarà l’any a la constel·lació de Peixos. Entre el 28 de juliol i el 24 de novembre, el planeta seguirà un moviment retrògrad.

Saturn comença l’any com a estel vespertí en la constel·lació de Capricorn. El 4 de febrer a les 19h tindrà lloc la conjunció amb el Sol. Passat al cel matutí guanyarà elongació fins a fer l’oposició el 14 d’agost a les 17h. Serà el millor moment per observar-lo, quan es trobarà a una distància de 8,86 UA de la Terra, i tindrà una magnitud aparent de +0,3 i un diàmetre de 18,8 segons d’arc. Amb una inclinació de 13°, el telescopi ens ofereix una visibilitat de la cara nord del seu sistema d’anells. Entre el 4 de juny i el 23 d’octubre seguirà un moviment retrògrad a Capricorn. Saturn tancarà l’any en l’extrem de Capricorn com a estel vespertí.

Durant el 2022, Urà continuarà a la constel·lació del Carner. El 5 de maig tindrà lloc la conjunció amb el Sol. L’oposició serà el 9 de novembre a les 09hUTC, quan la distància a la Terrà serà de 18,69 UA, la magnitud aparent de +5,7 i el diàmetre aparent de 3,8 segons d’arc.

Durant el 2022, Neptú continuarà la transició des de la constel·lació de l’Aiguader fins a la de Peixos. Farà conjunció amb el Sol el 13 de març a les 11hUTC. L’oposició tindrà lloc el 16 de setembre a les 21h, moment en el que la distància a la Terra serà de 29,32 UA, la magnitud aparent de +7,8, i el diàmetre aparent de 2,4 segons d’arc.

Pel que fa als perihelis cometaris previstos podem esmentar:
- el 21 d’abril es produirà el del cometa PANSTARSS C/2021 O3, a una distància heliocèntrica de 0,29 UA. La distància mínima a la Terra es produirà poc després (0,60 UA), i la màxima visibilitat a l’hemisferi nord serà en el mes de maig quan assolirà una elongació de 45° i una declinació de +82°.
- el 25 d’agost serà el periheli del cometa 73P/Schwassmann-Wachmann 3. Serà el retorn 613, i se li ha calculat una magnitud màxima de vora +11 com a cometa vespertí. És possible que s’associï amb una forta pluja d’estels cap a final de maig amb radiant al sud-oest de la constel·lació del Bover.
- el 15 de desembre serà el periheli del cometa 81P/Wild 2. En aquest retorn el cometa tindrà una elongació matutina de 55° i una magnitud màxima de +12.

Del calendari de pluja d’estels del 2022 de l’Organització Internacional de Meteors destaca:
- les quadràntides, amb pic el 3 de gener, sense lluna.
- les eta-aquàriides faran el màxim el 6 de maig, amb bones condicions de visibilitat.
- els meteoroides alliberats per 2006GY2 podrien fer un pic d’activitat el 15 de maig, amb radiant a Taurus.
- les tau-hercúlides podrien fer un màxim ben visible el 31 de maig.
- les perseides, amb pic el 12 d’agost, quedaran deslluïdes per coincidir amb pleniluni, però encara podrien ser un bon espectacle just després de la mitja nit a l’Europa Occidental.
- les aurígides, amb pic l’1 de setembre, es veuran en bones condicions.
- les gemínides, amb pic el 14 de desembre, seran deslluïdes de matinada per la lluna minvant.
- les úrsides, amb pic el 22 de desembre, tindran bones condicions de visibilitat.

Pel que fa al calendari cosmonàutic destaquem:
- entre final d’agost i principi de setembre hi ha una finestra de llançament per al JUICE, el JUpiter ICy moons Explorer de l’ESA, que té com a objectiu fer observacions detallades de Júpiter i dels seus tres principals satèl·lits glaçats, Ganimedes, Cal·listo i Europa. La JUICE serà la primera missió de classe gran de la Cosmic Vision 2015-2025 de l’Agència Europea de l’Espai.
- també hi ha previst per enguany el llançament d’Euclid, que des del punt L2 del sistema Sol-Terra, recopilarà dades sobre una zona del cel allunyada d’interferències del nostre propi Sistema Solar i de la nostra Via Làctia per tal de fer una valoració més precisa de l’expansió de l’univers i del rol que hi juga l’anomenada “energia fosca”.
- Hi ha previst el llançament de la missió lunar Chandrayaan-3 de la ISRO.
- La ISRO també té previst el llançament de la primera missió tripulada de la Índia.
- la New Horizons donarà per completat l’estudi d’objectes del cinyell de Kuiper, i començarà a preparar-se per a l’estudi dels límits de l’heliosfera.

El llançament de la missió de l’ESA Juice és previst pel 2022

El nostre 2022 i els altres

En el calendari electoral del nostre 2022 trobem les legislatives portugueses (30 de gener), les presidencials sud-coreanes (9 de març), les del cap executiu de Hong Kong (27 de març), les generals sèrbies (3 d’abril), les presidencials franceses (10 d’abril primera volta), les l’Assemblea d’Irlanda del Nord (5 de maig), les generals filipines (9 de maig), les presidencials colombianes (29 de maig), les generals sueques (11 de setembre), les generals brasileres (2 d’octubre) i les mid-term nord-americanes (8 de novembre).

D’altres convocatòries destacades a les urnes per al 2022 són les del referèndum a l’Estat de Chuuk per decidir entre la independència o romandre en els Estats Federats de la Micronèsia, les eleccions parlamentàries d’Hongria o les eleccions federals australianes.

La presidència del Consell de la Unió Europea estrena terna (T11) l’1 de gener del 2022. En el primer semestre, el primer membre de la terna, França presidirà el Consell, i cedirà el testimoni al segon membre, la República Txeca, que presidirà el Consell en el segon semestre. Així doncs, Emmanuel Macron presidirà el Consell de Ministres de la UE durant les eleccions presidencials franceses.

Altres convocatòries polítiques d’interès per al 2022 seran:
- el 20è Congrés Nacional del Partit Comunista Xinès, en el decurs del qual s’elegirà una nova direcció del partit, sempre sota l’administració de Xi Jinping.
- la Convenció Constitucional de Xile té temps fins el 4 de juliol per proposar un esborrany de nova Constitució.

Més normalitzada ja la situació de la pandèmia de covid-19 amb els vaccins, i més enllà de possibles ensurts amb noves variants de SARS-CoV-2, el calendari esportiu s’albira amb menys incertesa:
- els Jocs Olímpics d’Hivern de Beijing, entre el 4 i el 20 de febrer, convertiran la capital xinesa en la primera en haver acollits jocs d’estiu i d’hivern. Deixant de banda aspectes esportius, la convocatòria va marcada pels anuncis de boicot polític fet pels Estats Units i alguns dels seus aliats, que ens recorden els boicots de fa quatre dècades.
- l’Eurocopa Femenina de Futbol tindrà lloc a Anglaterra entre el 6 i el 31 de juliol.
- Birmingham (Alabama) acollirà els World Games 2022 entre el 7 i el 17 de juliol, per a esports que no entren en el calendari olímpic.
- Birmingham (Anglaterra) acollirà els Jocs de la Commonwealth entre el 28 de juliol i el 8 d’agost.
- el Mundial de Futbol es farà a Qatar entre el 21 de novembre i el 18 de desembre. A banda del fet de traslladar la competició fora dels mesos centrals de l’any, la convocatòria ve marcada per les polèmiques sobre la gestió i significat del règim de Qatar.
- la Copa d’Àsia del 2022 se celebrarà a Sri Lanka.

Entre d’altres convocatòries culturals podem citar la Floriade Expo 2022 que tindrà lloc a Almere entre el 14 d’abril i el 9 d’octubre; el Concurs d’Eurovisió que se celebrarà a Turí entre el 10 i el 14 de maig

El nostre 2022 sembla més prosaic que l’imaginat per Atari en el 1988 per al seu joc ‘Cyberball’. Però és innegable que avui dia els jocs cibernètics ocupen un espai mediàtic que rivalitza amb els jocs presencials com el futbol americà com mai no hauríem somniat fa 34 anys.

divendres, 24 de desembre de 2021

El Bebè Yingliang, un embrió de teròpod dins l’ou de fa 70 milions d’anys

Paleontologia: Li diuen Bebè Yingliang, i és un embrió de dinosaure teròpod oviraptòrid del Cretàcic Tardà ben preservat dins l’ou. El cap es troba en posició ventral respecte del cos, amb l’esquena recolzada en l’extrem rom de l’ou. És, doncs, una postura semblant a la dels embrions tardans de les aus modernes. Aquesta posició, que és la que permetrà el pollet de trencar la closca, s’hauria originat, doncs, si més no, en els ancestres encara no-avians dels teròpodes. Tot això ens ho expliquen en un article a IScience, del qual Lida Xing n’és el primer autor. Certament ja fa més d’un segle que hom disposa d’un ample ventall de fòssils d’ous i nius de dinosaures. El que no és pas tan habitual és trobar embrions articulats dins d’aquests ous fòssils. El Bebè Yingliang és dins d’un ou elongatolítid i seria d’una espècie d’oviraptòrid. El context geològic en la Formació Hekou de la Xina meridional, corresponent al Cretàtic tardà de fa uns 70 milions d’anys. Com hem dit, la posició recorda a la dels embrions tardans d’aus modernes: cap ventral respecte del cos, amb peus situats a banda i banda, i l’esquena corbada cap al pol rom de l’ou. Aquesta posició no havia descrita fins ara entre els dinosaures no-aviars (recordem que, cladísticament, les aus són dinosaures).

YLSNHM01266 és un ou d’oviraptor de 70 milions d’anys d’antiguitat en l’interior del qual hi ha un embrió ben preservat, que ens permet deduir que la posició que adoptaven no era gaire diferent de la de les aus.

El Bebè Yingliang

Aquesta recerca fou concebuda per Xing Lida i Niu Kecheng, del Museu d’Història Natural de la Pedra de Yingliang, a Nan’an. Xing és, a més, membre del Laboratori de Biogeologia i Geologia Ambiental de la Universitat Xinesa de Geociències de Beijing. Xing aportà la informació i interpretació del context geològic. Waisum Ma, de la School of Geography, Earth and Environmental Sciences de la University of Birmingham, realitzà la recerca en anatomia comparada i l’anàlisi filogenètica. Yang Tzu-Ruei, de l’Institut de Paleontologia de Vertebrats i Paleoantropolia de l’Acadèmia Xinesa de Ciències, analitzà la closca de l’ou. Darla K. Zelenitsky, professora ajudant del Department of Geoscience de la University of Calgary i Stephen L. Brusatte, de la School of GeoSciences de la University of Edinburgh, contribuïren amb la resta en la interpretació del comportament de l’embrió. Ma liderà la redacció del primer esborrany de l’article, en la versió final del qual participaren Xing, Ma, Zelenitsky, Yang i Brusatte.

Els autors de l’article agraeixen a Anthony Romillo, de la University of Queensland, la digitalització de l’espècimen a través de fotogrametria. La recerca fou finançada a través de projectes de la Fundació de Ciències Naturals de la Xina, del Consell de Recerca en Ciències Naturals i Enginyeria del Canadà, i del Ministeri de Ciència i Tecnologia de Taiwan.

D’acord amb la classificació evolutiva, les aus o ocells (Avialae) són un classe de tetràpodes. Evolucionaren concretament de dinosaures teròpodes durant el Mesozoic. Com que actualment no existeixen dinosaures no-aviars, resulta sempre difícil escatir quins trets de les aus modernes no eren ja presents en els grups pre-aviars. El registre fòssil ens diu que els teròpodes no-aviars presenten una barreja de trets, alguns de tipus aviar, d’altres de tipus reptilià, i encara uns tercers de caràcter més particular.

Pel que fa a la reproducció dels dinosaures, la paleontologia disposa de fòssils d’ous i, en menor mesura, d’embrions. Això ofereix nocions sobre la forma i color dels ous, l’estructura dels nius, comportaments de nidificació i les primeres etapes de desenvolupament. Els fòssils d’ous que preserven esquelets d’embrions són rars, però molt valuosos.

Les dades paleontològiques són analitzades a través de l’anatomia comparada amb els grups de diàpsids arcosaures amb representants vius en l’actualitat: cocodrils i aus.

En les aus modernes, els embrions disposen de certa mobilitat dins l’ou, la qual cosa els permet adoptar diferents postures al llarg del desenvolupament: el més rellevant és adoptar la posició adequada per trencar la closca. En la posició final, doncs, l’esquena de l’embrió recolza en la cèl·lula d’aire de l’extrem rom de l’ou, i el cap, situat sota l’ala dreta, orienta el bec cap al pendent inferior de la cèl·lula d’aire.

En els cocodrils la posició final de l’embrió és asseguda, amb el cap vinclat damunt del pit.

Hom pensa, doncs, que la condició ancestral (plesiomòrfica) dels arcosaures és la dels cocodrils. La condició apomòrfica de les aus ja és present en embrions fossilitzats d’enantiornitins (un grup d’aus del Cretàcic).

El Bebè Yingliang és un dels embrions de teròpode no-avià més ben preservat dins de l’ou. Aquest fòssil procedeix de la Formació Hekou del Cretàcic del sud de la Xina.

L’anatomia de YLSNHM01266

El Bebè Yingliang és catalogat com a YLSNHM01266. Seria un oviraptosaure de la família dels oviraptòrids atenent a trets com el marge ventral crenulat de la premaxil·la; la posició medial de la porció subantorbital de la maxil·la; l’extensió posterior de la naris externa, amb l’extrem posterior situat damunt de la fenestra antorbital; un parietal més llarga anteroposteriorment que frontal; un crani edentulós; una símfisi mandibular en forma d’U; i una dentició altament arquejada.

L’ou de YLSNHM01266 és de forma elongada: 16,7 cm de llarg i 7,6 cm d’ample. Entra dins de la categoria dels ous Elongatoolithidae. L’esquelet es conserva de forma gairebé completa, amb molt disrupció postmortem. El rostre s’orienta cap al pol punxegut de l’ou; l’esquena recolza en el pol rom de l’ou.

La longitud de l’esquelet és de 23,5 cm, des del crani fins a la darrera vèrtebra caudal preservada. Entre les vèrtebres dorsals i el pol rom de l’ou hi ha un espai de 1,9 cm.

Tot indica que seria un embrió d’estadi tardà: l’esquelet és ben ossificat i de mida gran en relació a la mida de l’ou.

Imatge i esquema de l’esquelet de YLSNHM01266

Anàlisi filogenètica

Xing et al. han conduït una anàlisi filogenètica a partir d’una base de dades d’espècimens perinatals d’oviraptosaures. Dins d’aquest grup, YLSNHM01266 quedaria entre els oviraptòrids.

La posició de l’embrió en els dinosaures no-avians

Dins dels dinosaures mesozoics, els oviraptòrids són els que ofereixen una col·lecció més gran de fòssils d’embrions. El Bebè Yingliang és, en qualsevol cas, un dels espècimens més remarcables. El crani queda situat a l’alçada de l’ili, situat entre les extremitats anteriors flexionades.

Un altre ou d’oviraptòrid, IVPP V20183, mostra un embrió també curvat, però amb el cap més apuntat cap al cos que cap al pol punxegut de l’ou. En un altre, MPC 100/971, el crani apunta cap al pol, però es troba en una posició anterior respecte de l’ili.

Xing et al. proposen que els fòssils MPC 100/971, YLSNHM01266 i IVPP V20183 representarien tres estadis de desenvolupament diferents, de 16, 17 i 18 dies d’edat embrionària respectivament.

Xing et al. pensen que el comportament dels embrions tardans dels dinosaures pennaraptorans no-avians seguia un patró semblant al de les aus. No obstant, són conscients que els manquen dades per corroborar aquesta hipòtesi. Els ajudaria si poguessin obtindre imatges per tomografia computeritzada, especialment sota un bon augment, de fòssils com YLSNHM01266. El problema és que YLSNHM01266 és constituït per minerals d’alta densitat i hi ha manca de contrast entre l’esquelet i la matriu del fòssil. Aquest és un tret compartit per altres ous trobats en sediments rojos, és a dir rics en ferro.

Una altra línia de recerca que cal desenvolupar és l’estudi del comportament dels embrions d’estadi tardà dels arcosaures actuals. Les dades de referència es basen sobretot en el gall domèstic (Gallus).

Lligams:

- An exquisitely preserved in-ovo theropod dinosaur embryo sheds light on avian-like prehatching postures. Lida Xing, Kecheng Niu, Waisum Ma, Darla K. Zelenitsky, Tzu-Ruei Yang, Stephen L. Brusatte. iScience (2021).

dissabte, 18 de desembre de 2021

La miltrescentssispeus ‘Eumillipes persephone’

Zoologia: És sabut que els centpeus o centcames són insectes que no tenen necessàriament cinquanta parells de potes. Alguns en tenen menys, i d’altres molts més. El nom grec de miriàpode convidaria a pensar que en tenen deu mil potes cosa autènticament exagerada. Les espècies amb diversos centenars de potes reben el nom de milpeus o de mil·lípedes. El cas és que no ha estat fins a la descripció d’Eumillipes persephone Marek, un milpeus de l’Austràlia Occidental, que hom disposa d’una espècie que arriba realment al miler de peus. De fet, s’hi passa, i tot, ja que té, en el cas de les femelles, 1306 peus. El miriapodòleg Paul E. Marek és el primer autor d’un article a Scientific Reports, publicat aquesta setmana, en el que es detalla aquesta espècie. És, òbviament, el milpeus amb el nombre més elevat de potes. Amb una longitud de 95,7 mm i una amplada de 0,95 mm, el cos dels adults d’Eumillipes persephone compta amb 330 segments, un cap amb forma cònica d’enormes antenes i un pic com a aparell alimentari. Supera, doncs, el rècord establert per Illacme plenipes, de Califòrnia, per bé que Eumillipes persephone pertany a un ordre diferent de miriàpodes, els Polyzoniida. És fàcil entendre com és que no se l’havia descrit abans: els primers exemplars coneguts han estat recuperats a 60 metres de la superfície, en el context d’una prospecció mineral. De fet, E. persephone és un troglomorf típic, ben adaptat a les condicions del subsòl profund: no té ni ulls ni pigmentació; té un cos considerablement allargat (relació 1:100 entre amplada i longitud). Fins ara no s’havia descrit un Polyzoniida que habités tan al fons de la terra. E. persephone difereix considerablement dels altres Polyzoniida en termes morfològics, i en aquest sentit és més acostat a I. plenipes. En la història evolutiva d’E. persephone s’hauria produït una superelongació en més de 180 segments. Aquesta superelongació hauria evolucionat, doncs, més d’una vegada entre els Diplopoda. La similitud entre E. persephone i I. plenipes és el resultat d’una convergència evolutiva, amb adaptacions similars per a la locomoció en el subsòl. La descoberta de l’espècie s’explica per l’interès miner que representa la regió de Goldfields-Esperance: les mines a celobert, però, constitueixen una amenaça potencial per al seu hàbitat.

Imatge d’una femella d’‘Eumillipes persephone’ (el paratip T147124), amb un cos de 330 segments i 1306 potes (A). Visió ventral de les potes d’un mascle (l’holotip T147101) (B). Visió dorsal del cap i visió ventral dels gonòpodes de l’holotip T147101 (C). L’escala de la imatge l’ofereix la barra de 0,5 mm

La descoberta del primer veritable milpeus

Aquesta recerca fou concebuda per Paul E. Marek (de la Virginia Tech, de Blacksburg), Bruno A. Buzatto (de Bennelongia Environmental Consultants, de Jolimont, Austràlia), William A. Shear (del Hampden-Sydney College) i Mark S. Harvey (del Western Australia Museum, de Perth). La metodologia fou dissenyada per Marek, Buzatto, Shear, Harvey i Juanita Rodriguez (de l’Australian National Insect Collection, de Canberra). L’anàlisi anà a càrrec de Marek, Buzatto, Jackson C. Means (de Virginia Tech) i Rodriguez. Les imatges foren obtingudes per Marek, Buzatto i Rodriguez. El tractament de dades fou realitzat per Marek, Buzatto, Harvey i Rodriguez. Marek redactà el primer esborrany de l’article, que després fou revisat i editat pel propi Marek, i per Buzatto, Shear, Mans, Dennis G. Black (de La Trobe University, de Melbourne), Harvey i Rodriguez. La recerca es finançà amb el projecte de Marek amb la National Science Foundation. Els autors tenen paraules d’agraïment per Charity Hall, Howard Dunleavy i Bailey Connors per l’ajut prestat en l’edició, la il·lustració i la mesura d’espècimens. També agraeixen a Sergei Golovatch i Henrik Enghoff els comentaris realitzats sobre els primers esborranys de l’article.

Marek trameté l’article el 16 de setembre del 2021 a la revista Scientific Reports, que l’acceptà el 16 de novembre, i el publicà el 16 de desembre.

Els mil·lípedes o milpeus foren dels primers animals capaços de fer respiració aèria, fa uns 400 milions d’anys, i així dels primers en habitar les terres emergides. En el Carbonífer n’hi hagué que feien dos metres de longitud. Des de bell antuvi adquiriren una gran importància com a descomponedors en ecosistemes terrestres, és a dir capaços d’alimentar-se de la matèria orgànica morta tancant cicles.

Els Polyzoniida són un ordre de milpeus que inclou unes 70 espècies conegudes, distribuïdes per tots els continents excepte l’Antàrtida. En el registre fòssil, hom identifica membres d’aquest ordre des del Cretàcic. Algunes espècies de polizoníids meriten especial interès per característiques com la cura parental d’ous, la capacitat de ruixar líquids de defensa carregats d’alcaloides (que seran reaprofitats pels gripaus que els depreden, tornant així gripaus verinosos) o la de recargolar-se en una bola davant d’amenaces. En sortir de l’ou, els polizoníids tenen “tan sols” quatre parells de potes: el creixement continu de segments pot arribar a allargar-se (mai més ben dit) fins entrada l’edat adulta. La setantena d’espècies fins ara conegudes viuen sobretot en microhàbitats superficials alimentant-se de fusta en descomposició i altres detritus. Els polizoníids australians fins ara coneguts tenen típicament un màxim de 400 potes; uns ulls amb 1-3 ommatidis; una pigmentació fosca; un cos relativament aplanat; i hàbits de vida epigeus.

Fins ara hom coneixia ja un ventall de milpeus que viuen a gran fondària, però cap d’ells de l’ordre dels polizoníids. Per exemple, el gènere Ilacme i altres membres de la família dels Siphonorhinidae, de l’ordre Siphonophorida, poden viure fins a 11,5 metres per sota de la superfície. Aquests milpeus del subsòl profund tenen cossos prims i allargats (arribant fins a 750 potes); no tenen ulls però sí enormes antenes; i els manca la pigmentació. Els sifonorínids no han estat descrits a Austràlia, però sí a Indonèsia i a Madagascar.

En aquest context, la descoberta d’Eumillipes persephone ofereix noves perspectives. És el primer milpeus “super-allargat” descrit a Austràlia. També bat el record d’animal amb el major nombre de potes: és el primer milpeus conegut amb més de mil peus. El nou gènere Eumillipes pertany a la família Siphonotidae, de l’ordre Polyzoniida. No obstant, té característiques semblants a les dels milpeus super-elongats de l’ordre Siphonophorida, que haurien resultat d’una convergència evolutiva. Val a dir que E. persephone, com indica el seu adjectiu específic, és un habitant del subsòl profund. Se l’ha descobert, de fet, en els forats generats per prospeccions geològiques finançades a la recerca de recursos minerals.

Els espècimens que han servit a la descripció d’E. persephone foren recollits de forats practicats anteriorment per companyies mineres. Aquests forats donen accés a un hàbitat que havia romàs fins ara críptic. Els forats explorats, un total de 56, tenen un diàmetre de 15 cm, i assoleixen fondàries que van dels 4 als 81 m. El mostreig es va fer amb paranys “trogtraps”, dissenyats per a la captura d’invertebrats subterranis. Aquests paranys són cilindres de PVC amb nombroses obertures. S’utilitza com a esquer fullaraca humida, i són davallats amb cordes de niló. Val a dir que l’esquer ha estat prèviament esterilitzat. Els paranys es deixen durant 2-5 mesos. Quan són collits, hom té cura de col·locar-los en bosses amb prou oxigen com per fer el viatge fins el laboratori. En el laboratori, hom extrau la troglofauna atrapada amb fúnels de Tullgren sota làmpades incandescents. La llum hauria de fer que la troglofauna s’aplegués al fons dels fúnel i caigués en vials de recol·lecció amb etanol absolut. Aquestes activitats de recol·lecció es feren sota el permís BA27000150 del Department of Biodiversity, Conservation and Attractions d’Austràlia Occidental.

Els espècimens de milpeus recollits en aquesta campanya foren fixats i preservats en etanol, i dipositats en el Western Australian Museum, de Perth, amb els nombres de catàleg T147100, T147101, T147122, T147123, T147124 i T146684.

L’anàlisi genètica i filogenòmica

Dels espècimens preservats en etanol es prengueren mostres de teixits, dels quals es realitzà una extracció d’ADN. Aquestes mostres de teixits eren de 6 a 10 anells, que eren polvoritzades en un morter. L’ADN genòmic extret era fragmentat per sonicació, i se’n feia una genoteca, després seqüenciada amb la plataforma Illumina Novaseq 6000. L’amplificació del gen de la citocrom oxidasa I (COI) es realitzà amb els encebadors LCO1490 i HCO2198.

Les dades de la seqüenciació foren penjades en la base de dades del NCBI sota el nombre PRJNA769673. D’aquesta base de dades se seleccionaren seqüències d’interès per fer una anàlisi filogenòmica.

Anàlisi filogenòmica de diferents espècies de milpeus colobognats. La superelongació hauria aparegut un mínim de dues vegades en la història evolutiva d’aquest grup.

L’anàlisi morfològica

El mascle T147101 fou seleccionat com a holotip. Un dels paratips, la femella T146684, i aquest holotip foren preparats per a la microscòpia electrònica de rastreig: hi retiraren l’anell anterior, el mitjà i els 10 anells posteriors, els assecaren en aire i els revestiren amb una nanocapa de pal·ladí i platí. Les micrografies es feren al FEI Quanta de Virginia Tech.

La morfologia general era investigada amb un esteromicroscopi Leica M125 i un microscopi de camp brillant Leica DM500.

La descripció formal

La descoberta tingué lloc l’agost del 2020 a la regió Goldfields de Western Australia. Es tractava d’un milpeus pàl·lid i filiforme, procedent d’un parany col·locat a 60 metres de fondària en un antic forat de prospecció mineral. El milpeus en qüestió tenia un total de 1306 potes.

La localitat on fou trobada es troba a 100 km al oest-sud-oest de Norseman, dins de la Great Western Woodlands. En total, es mostrejaren 56 perforacions, realitzades en un hàbit integrat per formacions de ferro bandejat i roques volcàniques màfiques. Hom ja sabia que en aquest entorn hi ha fauna troglofílica.

En total, d’aquesta espècie de milpeus es recolliren vuit individus, en trampes situades entre 15 i 60 metres de 3 de les 56 perforacions explorades. Dels vuit individus, cinc havien estat capturats en la trampa situada a 60 metres de fondària. En abril del 2020 s’havia recollit un juvenil de l’espècie, i un segon fou recollit el gener del 2021.

Aquests espècimens semblaven sifonorínids, i recordaven l’aspecte d’Ilacme plenipes Cook & Loomis, 1928. Els electromicrografies de rastreig i les seqüenciacions genòmiques, però, indicaven que aquestes similituds no eren el producte d’una relació filogenètica estreta sinó el resultat d’una convergència evolutiva de dos llinatges de milpeus ben diferenciats. La superelongació, manifestada en l’addició de més de 180 segments, hauria tingut lloc, doncs, un mínim de dues vegades entre la classe dels Diplopoda.

La “nova espècie”, Eumillipes persephone, quedaria adscrita a l’ordre dels Polyzoniida, bo i mantenint una considerable diferència morfològica respecte de les espècies fins ara conegudes d’aquest ordre: té un cos molt allargat i estret, no té ulls, té antenes enormes, les potes són curtes, no té pigmentació, etc. Aquestes característiques són les d’un pla corporal adaptat a unes condicions de vida fossorials.

Els artròpodes (Arthropoda von Siebold, 1848) són un phyllum o divisió ben reconeixible dins del Regne Animal. La classificació interna no es troba tan clara, però hom hi reconeix a dins un clade de Mandibulata, els membres més coneguts dels quals són els crustacis. També dins dels Mandibulata trobaríem el subphyllum de Myriapoda. Dins d’aquests subphyllum es reconeixen les classes dels centpeus (Chilopoda, milpeus en grec), dels milpeus (Diplopoda, pel fet de tindre dos parells de potes per cada segment corporal), dels pseudocentpeus (Symphila) i dels pauròpodes (Pauropoda). La classe dels Diplopoda de Blainville in Gervais, 1844, és la coneguda popularment com a “milpeus”. Dins dels diplòpods hi ha la subterclasse Colobognatha Brandt, 1834. Dins dels colobognats hi ha diversos ordres, entre els quals els Polyzoniida Cook, 1895. Dins dels polizoníids hi ha, entre d’altres, la família dels Siphonotidae Cook, 1895. Dins dels sifonòtids hi ha, entre d’altres, la tribu dels Rhinotini Hoffman, 1977. Dins dels rinotins, Marek descriu un nou gènere Eumillipes. L’espècie tipus d’Eumillipes és E. persephone.

E. millipes té un càpsula cefàlica petita, cònica i elongada en un morro afilat, com és propi dels polizoniids. També és propi d’aquest ordre que els anells o segments del tronc tingui prozonites i metazonites de la mateixa amplada. Les antenes, gruixudes i amb un nombre d’antennòmers de la mateixa mida, també és típica dels polizoniids. És típic dels sifonòtids la localització dels ozopors lluny de les vores laterals de les tergites; unes urpes tarsals amb una urpa accessòria sigmoidea a la base que depassa la longitud de l’urpa. Entre les característiques diferencials d’Eumillipes hi ha la fusió dels podòmers 3-4 en els gonòpodes anteriors (el 9è parell de potes).

El cos d’E. persephone és extremadament llarg i prim. Les femelles gairebé doblen en longitud (95,7 mm) als mascles (54,7 mm), però unes i altres tenen una amplada semblant (0,92-0,95 mm). Així doncs, les femelles poden arribar a 330 segments i 1306 potes, mentre els mascles poden arribar a 208 segments i 818 potes. L’exosquelet és uniformement pàl·lid, amb color crema. No té ulls.

La descripció és sostinguda amb un holotip masculí (WAM T147101), tres paratips (les femelles WAM T147100 i T147124, i el mascle T146684) i dos juvenils (WAM T147122 i T147123). La localitat típica se situa a 100 km al oest-sud-oest de Norseman (Western Australia). Els espècimens foren recollits per A.J. Mittra i L.P. Masarei, del Western Australian Museum, entre el 27 de maig i el 4 d’agost del 2020.

Les veritables milpeus són elles

Els mascles d’E. persephone tenen menys segments i, per tant, menys potes. T147101 té 198 segments i 778 potes, mentre que T147100 té 208 segments i 818 potes. La femella T147124 té 330 segments i 1306 potes, i la femella T146684 té 253 segments i 998 potes.

El nom Eumillipes es construeix del grec “eu-“ i del llatí “mille” i “pes”, per indicar que és “un veritable milpeus”. L’epítet específic persephone fa referència a la dea grega del submón, que havia estat capturada per Hades des de la superfície. Les forces evolutives feren el mateix amb els ancestres d’Eumillipes, i ara les seves femelles, les seves persèfones, fan honor al nom de milpeus.

Les antenes els permetrien navegar pel submón, que perforen amb un tronc elongat amb segments telescòpics. L’animal ha d’identificar els indrets més fàcil de creuar de la matriu de sòl, fent-se pas entre les fissures. Quelcom semblant fan els centpeus geofilomorfs com Gonibregmatus plurimipes i també els cucs de terra (anèl·lids oligoquets): poden caminar simultàniament en vuit plànols diferents.

La superelongació facilita la locomoció a E. persephone a 60 metres de profunditat. El canal digestiu és també més llarg, la qual augmenta la superfície d’absorció intestinal. No es coneix quina és la dieta d’E. persephone, però Marek et al. pensen que podria ser un fungívor.

La descripció d’E. persephone ens il·lustra sobre el desconeixement que tenim de la fauna del submón. Certament, és un hàbitat poc accessible, però no per això menys rellevant: els ecosistemes del subsòl participen en la filtració d’aigua subterrània. A Austràlia Occidental la temperatura superficial pot superar els 46 °C i les precipitacions no arriben als 300 mm anuals: però en els entorns on viu E. persephone la temperatura rarament passa dels 22 °C. Les oscil·lacions tèrmiques diàries i anuals de la superfície, per no parlar de les fluctuacions climàtiques a escala de segles o mil·lennis, són desconegudes a 60 metres de profunditat, on domina l’estabilitat.

L’espècie coneguda més propera filogenèticament a E. persephone és Siphonotus flavomarginatus. Els dos llinatges podrien haver-se separat durant el període d’aridificació d’Austràlia, que s’estén entre 15 i 1,75 milions d’anys abans del present. Els ancestres d’E. persephone potser trobaren un hàbitat on escapar d’aquesta aridificació, patint en el procés una ràpida adaptació a la vida troglodítica.

Lligams:

- The first true millipede—1306 legs long. Paul E. Marek, Bruno A. Buzatto, William A. Shear, Jackson C. Means, Dennis G. Black, Mark S. Harvey & Juanita Rodriguez. Sci. Rep. 11: 23126 (2021).

dimarts, 14 de desembre de 2021

La sonda Parker de la NASA creuà el mes d’abril la superfície crítica d’Alfvén per entrar en la corona solar

Avui dimecres, en el marc de la trobada de tardor de l’American Geophysical Union, que se celebra a Nova Orleans, l’equip de la NASA Parker Solar Probe ha fet públics els resultats de l’aproximació que aquesta sonda realitzà al Sol el passat mes d’abril, quan el dia 28, a les 09:33UT se situà a uns 13 milions de quilòmetres de la fotosfera. Una part d’aquests resultats apareixen avui al Physical Review Letters en forma d’un article encapçalat per Justin C. Kasper, del grups de Raigs X Solars del Center For Astrophysics de Harvard i de l’Smithsonian.

Imatges obtingudes pels telescopis WISPR de la Parker Solar Probe durant l’aproximació del 28 d’abril del 2021

Dins de la corona solar

La Parker Solar Probe fou llençada el 2018. En cada òrbita successiva assoleix un periheli més curt. El quart periheli es produí el passat 28 d’abril del 2021 a les 09:33 UT, quan la distància a la fotosfera del Sol fou de tan sols 13 milions de quilòmetres.

La fotosfera és la “superfície visible” del Sol. Més enllà d’aquesta fotosfera s’estén la corona solar que, des de la Terra, tan sols s’ha pogut investigar històricament durant eclipsis totals. La corona solar és dominada pel camp magnètic del Sol: les altes temperatures i els forts camps magnètics es troben a l’origen dels corrents de vent solar que s’expandeixen fins als límits del Sistema Solar.

El límit de la corona solar és defineix com el punt a partir del qual els camps gravitatori i magnètic del Sol són massa febles com per retindre el material solar, que hi escapa per formar el vent solar. Aquest límit rep el nom de superfície crítica d’Alfvén, en honor de Hannes Alfvén (1908-1995).

L’estudi de les dades recollides per la Parker permet deduir que en l’aproximació de l’abril del 2021 la sonda creuà la superfície crítica d’Alfvén durant cinc hores. A aquella alçada, d’uns 15 radis solars, el plasma es troba ja en contacte casual amb el Sol, amb un nombre d’Alfvén Mach de 0,79: la pressió magnètica domina les pressions iònica i electrònica.

D’aquesta manera, Kasper et al. poden reportar l’espectre de turbulència per sota de la superfície crítica d’Alfvén. El mapa magnètic indicaria que la regió per la qual passà la Parker era un flux continu que emergia damunt de línies de camp magnètic coronal de ràpida expansió.

Lligams:

- Parker Solar Probe Enters the Magnetically Dominated Solar Corona. J. C. Kasper et al.. Phys. Rev. Lett. 127: 255101 (2021)

- NASA Enters the Solar Atmosphere for the First Time, Bringing New Discoveries, comunicat de premsa de la NASA.

diumenge, 14 de novembre de 2021

Què indiquen els microARNs del líquid cefalorraquidi de malalts de Parkinson?

Neurologia molecular: La malaltia de Parkinson és un trastorn neurodegeneratiu que afecta principalment el sistema motor (tremolors, rigidesa, lentitud de moviment, dificultat de caminar), però que també presenta símptomes no-motors (problemes cognitius i de comportament). La base neuronal de la malaltia de Parkinson és la mort selectiva de les neurones dopaminèrgiques de la pars compacta de la substantia nigra, un dels ganglis basals del mesencèfal. La formació de cossos de Lewy (LBs) és el tret histològic més característic. Aquests inclusions consisteixen en agregats d’alfa-sinucleïna, i en aquest sentit hom diu que la malaltia de Parkinson és una proteïnopatia (amb acumulació d’alfa-sinucleïna i de proteïna tau) i, més concretament, una alfa-sinucleopatia. Amb aquest coneixement, s’ha treballat en possibles dianes moleculars per al tractament del Parkinson. La recerca pre-clínica trobà que el nilotinib, un inhibidor de la Brc-Abl tirosin-kinasa desenvolupat per Novartis, té la capacitat de penetrar el cervell i promoure la degradació autofàgica d’alfa-sinucleïna i de p-tau. A partir del gener del 2017, Fernando Pagan, de la Georgetown University, liderà un assaig clínic aleatoritzat, a doble cec i amb control de placebo per avaluar l'impacte de dosis baixes de nilonitib en termes de seguretat, tolerabilitat, farmacocinètica i biomarcadors de la malaltia de Parkinson. En el líquid cefalorraquidi dels 75 participants d’aquest assaig, conclòs l’any passat, s’estudiaren els nivells de microARNs (miRNAs). Els resultats d’aquesta anàlisi apareixen ara en un article a la revista Neurology Genetics. Les puncions lumbars per obtindre el líquid cefalorraquidi es feren després de l’administració de dosis ascendents úniques aleatòries de nilonitib, en el benentès que alguns pacients no rebien gens de nilonitib, uns altres una dosi diària de 150 mg i uns tercers una dosi diària de 300 mg. Les dades longitudinals d’1 any indicaven canvis significatius en els nivells de miRNAs que controlen gens i vies de senyalització que regulen l’angiogènesi, l’autofàgia i components de la barrera hematoencefàlica (principalment, col·lagena). Els miRNAs, doncs, ens informen dels processos biològics que es troben afectats per la progressió del Parkinson. El nilonitib és capaç de contrarestar alguns d’aquests canvis dels miRNAs del fluid cerebrospinal, i aquests canvis es correlacionen amb la clínica dels participants. Ara bé, una dosi única de nilonitib no és capaç d’alterar els nivells cefalorraquidis de miRNAs. Potser el més sorprenent d’aquest estudi és constatar la rellevància de factors vasculars (angiogènesi i barrera hematoencefàlica) en el Parkinson. Els miRNAs expressarien canvis epigenòmics rellevants en la malaltia de Parkinson i és esperançador que el nilonitib sigui capaç de modificar-los en el decurs d’1 any de tractament.

La sobreactivació del DDR1 en la malaltia de Parkinson promou canvis epigenòmics que es manifesten en canvis en els nivells cerebrospinals de miRNAs com hsa-miR-30b-5p, hsa-miR-7162-5p i hsa-miR-4252. Aquests miRNAs participen en la regulació de la barrera hematoencefàlica i en l’autofàgia, però al mateix temps reforcen la sobre activació de DDR1. El nilonitib actuaria inhibint el DDR1, i alteraria els nivells de miRNAs com hsa-miR-15a-5p, hsa-miR-5195 i hsa-miR182-5p, millorant el manteniment de la barrera hematoencefàlica, el transport hematoencefàlic de glucosa i el flux autofàgic.

Els miRNAs cefalorraquidis com a biomarcadors de la malaltia de Parkinson

Charbel Moussa, professor associat de neurologia i director del Laboratory for Dementia and Parkinsonism de la Georgetown University, concebé l’estudi, el dissenyà, i redactà l’article que citem. Alan Fowler i Jaeil Ann investigadors de la Georgetown University, adquiriren i analitzaren dades, i redactaren l’article. Altres membres de la Georgetown University participaren en l’adquisició de dades: Michealine Hebron, Timothy L. Chiu, Reem Ayoub, Sanjana Mulki, Habtom W. Ressom, Yasar Torres-Yaghi, Barbara Wilmarth i Fernando Pagan.

La recerca es finançà amb fons de la Georgetown University assignats a Moussa, i amb donatius del Lasky and Barajas Family Fund i d’altres filantrops. Novartis facilità el nilonitib de l’assaig clínic.

Els autors declaren diferents conflictes d’interès. Torres-Yaghi treballa d’assessor. Moussa ha registrat diverses patents sobre l’ús del nilonitib i d’altres inhibidors de tirosin-cinases com a tractaments de malalties neurodegeneratives. El treball del laboratori de Moussa s’ha traduït en una start-up, KeifeRX.

L’article fou tramès a Neurology Genetics el 28 d’abril del 2021, i acceptat el 27 d’agost. Els autors tenen paraules d’agraïment per a les infermeres i resta del personal de la Clinical Research Unit del Georgetown University Medical Center, i del Center for Translational and Clinical Science, i pels membres de la Genomics and Epigenomics Shared Resource.

Els microàcids ribonucleics (miRNAs) regulen l’expressió gènica a través del silenciament d’ARN missatger (mRNA) i d’altres processos post-transcripcionals. El laboratori de Moussa, a través de la feina de Fowler, ha posat de manifest que les tècniques de seqüenciació de darrera generació permeten d’identificar en el líquid cefalorraquidi miRNAs que reflectirien la presència d’aquests reguladors en els teixits neurals. En pacients de Parkinson, hom troba alteracions en miRNAs que controlen gens associats amb la ubiqüitinilació i l’autofàgia.

L’autofàgia és un procés essencial per al manteniment dels teixits biològics. La ubiqüitina serveix de marcador per a la degradació de proteïnes. I la malaltia de Parkinson es pot descriure com una malaltia d’acumulació extracel·lular de proteïnes com l’alfa-sinucleïna i la tau, és a dir com una malaltia d’alteració de l’autofàgia. Les necròpsies cerebrals de malalts de Parkinson evidencien la rellevància d’aquests processos.

El laboratori de Moussa és especialment interessat en el rol de la tirosin-cinases en la malaltia de Parkinson i altres malalties neurodegeneratives. Les tirosin-cinases catalitzen la fosforilació específica de residus de tirosina d’altres proteïnes. Entre aquestes tirosin-cinases trobem els receptors de domini de discoidina (DDRs). Les necròpsies indiquen que en la malaltia de Parkinson hi ha una sobre activació de DDR1 i de DDR2 en el nigrostriatum (la zona de contacte entre la substantia nigra i el cos estriat). L’activació de la DDR1, a través de l’afectació de la col·lagena, altera l’activitat de la micròglia (les cèl·lules no-neuronals del teixit nerviós) i l’activitat de les metal·loproteases de matriu (que participen en la degradació de proteïnes extracel·lulars): això comporta una degradació de la barrera hematoencefàlica, la capa de cèl·lules endotelials que regula els bescanvis entre fluid extracel·lular del sistema nerviós central i el plasma sanguini. La deleció o la inhibició de la DDR1, en models pre-clínics, atenua la neuroinflamació, millora el transport vesicular del sistema nerviós i protegeix el procés autofàgic.

El nilonitib actuaria a través de la inhibició de la DDR1: nivells d’1 nM són ja capaços d’inhibir a la meitat l’activitat DDR1. Això es suficient per atenuar els canvis de miRNAs que regulen l’autofàgia. Un tractament diari de 150 mg de nilonitib es tradueix en una concentració en el líquid cefalorraquidi d’aquest fàrmac de 1,9 nM, i amb un tractament diària de 300 mg s’assoleix una concentració en el líquid cefalorraquidi d 4,12 nM.

Un assaig clínic amb 75 participants

Els pacients als quals s’adreçava aquest assaig eren malalts de Parkinson amb una situació moderadament severa estabilitzada amb la teràpia de suplementació de dopamina.

Els 75 participants eren distribuïts aleatòriament en cinc grups de 15:
- grup 0: que rebria un placebo.
- grup que rebria 150 mg de nilonitib.
- grup que rebria 200 mg de nilonitib.
- grup que rebria 300 mg de nilonitib.
- grup que rebria 400 mg de nilonitib.

Unes hores (1-4) després de l’administració, se’ls prenia mostres de líquid cefalorraquidi.

Després, els 75 participants eren distribuïts de nou aleatòriament en tres grups:
- un de 21, que rebria el placebo.
- un de 21, que rebria 150 mg diaris de nilonitib.
- un de 20 que rebria 300 mg diaris de nilonitib.

Aquesta fase de l’estudi durà 12 mesos, al cap dels quals es feia una extracció de líquid cefalorraquidi.

Després d’aquesta segona fase seguien 3 mesos de rentat (sense tractament), al cap dels quals 63 pacients entraren en la tercera fase, en la que rebrien 150 o 300 mg de nilonitib diaris durant 12 mesos addicionals.

El protocol de l’assaig fou aprovat pel Comitè Ètic del Georgetown-Howard Universities Center. Comptava amb un comitè independent de seguretat i monitorització integrat per un cardiòleg, un hematòleg, un farmacòleg clínic, un neuròleg i un biostatístic. Les mostres recollides eren desidentificades per tal d’anonimitzar-les.

Els participants havien de complir els criteris diagnòstics de Parkinson del UK Brain Bank, un nivell 2,5-3,0 de Hoehn-Yahr, una puntuació de 22 o superior de l’escala cognitiva de Montreal (MoCa), i una de 20-40 de la MDS-UPDRS-III. Els participants aportaven un consentiment escrit i, durant tot l’estudi mantenien el tractament de base amb levodopa (800 mg diaris) o de combinació de levodopa amb agonistes de dopamina. Les dades clíniques més rellevants eren les puntuacions MoCa, MDS-UPDRS i PDQ39 en la visita de base, a 12 mesos i a 27 mesos.

El líquid cefalorraquidi era recollit per punció lumbar. El primer mil·lilitre era descartat, i les mostres eren centrifugades abans d’aliquotar-se i congelar-se a -80ºC. Les mostres que contenien un nivell de hemoglobina superior a 25 ng/mL eren descartades, en considerar-les contaminades amb sang.

De les mostres de líquid cefalorraquidi es feia una extracció d’ARN total extracel·lular. S’hi feia una genoteca de miRNAs amb el kit corresponent de Qiagen, damunt de la qual es feia una seqüenciació per la plataforma d’Illumina.

Els nivells observats de miRNAs

En la primera fase de l’assaig es tractava d’avaluar si una sola dosi de nilonitib era capaç d’alterar els nivells cefalorraquidis de miRNAs en qüestió d’hores. Fowler et al. no observaren canvis en aquesta fase, tret dels nivells de hsa-miR-451a.

En la segona fase de l’assaig, Fowler et al. analitzaren els canvis induïts per un tractament diari amb nilonitib durant 12 mesos. En totes les mostres (0, 150 mg i 300 mg diaris de nilonitib) pogueren analitzar els nivells de 2559 miRNAs, corresponents pràcticament a tot el genoma humà de miRNAs.

Entre els miRNAs que s’hi veien augmentats en els grups tractats amb nilonitib hi havia hsa-miR-3918 (que inhibeix la tirosin-cinasa SRC) i hsa-miR-5195-3p (que inhibeix l’activitat DDR1). El nilonitib actua sobre la proteïna DDR1, promovent-ne la defosforilació: d’alguna manera poc coneguda aquesta acció sobre la proteïna alteraria l’expressió de hsa-miR-5195-3p.

En la malaltia de Parkinson es troben disminuïts els miRNAs hsa-miR-30b-5p (regulador de ATG12, ATG5 i BECN1) i hsa-miR-4252 (regulador de MAP1LC3C). ATG12, ATG5, BECN1 i MAP1LC3C són gens cabdals en el procés d’autofàgia i s’hi trobarien sobreexpressats en el Parkinson en un mecanisme compensatori. ATG5 i ATG12 participen en la construcció inicial dels autofagosomes, que tendeixen a acumular-se en la malaltia de Parkinson.

En la malaltia de Parkinson hi ha un augment de l’expressió cefalorraquídia de hsa-miR-3166, que és regulador de la LAMP-1, component de la membrana lisosomal. Això comportaria una reducció de l’activitat lisosomal, essencial per digerir les vacuoles autofàgiques.

En els pacients de Parkinson que rebien nilonitib es constata una reducció dels nivells de hsa-miR-15a-5p, miRNA inhibidor de gens reguladors de BLC2 i ATG9A. BCL2 i ATG9A participen en la maduració d’autofagosomes. El nilonitib també redueix l’expressió de hsa-miR-5195, miRNA inhibidor de LAMP-2. LAMP-2 participa en la maduració d’autofagosomes.

El tractament amb nilonitib durant 1 any, en disminuir els nivells de hsa-miR-15a-5p i hsa-miR-5195, restaura la funció de SQSTM1, SMURF2, FBXW7 i BTRC1, que participen en el reconeixement de substrats per a la degradació lisosomal. També hi ha una restauració de components que participen en la ubiqüitinilació: NEDD3, UBEs, MDM i PSMDs.

Fowler et al. troben també que la malaltia de Parkinson augmenta els nivells de hsa-30b-5p, hsa-miR-7162-5p, hsa-miR-4490 i hsa-miR-548as-5p: aquests miRNAs són reguladors de l’angiogènesi.

El mecanisme d’acció del nilonitib, en actuar a través de la senyalització del DDR1, tindria un seguit d’efectes en barrera hematoencefàlica, l’angiogènesi i la integritat vascular.

L’associació entre canvis de miRNAs cefalorraquidis i símptomes del Parkinson

Hi ha uns 15 miRNAs que presenten una correlació significativa amb l’escala UPDSR II + III. Entre aquests 15, hi ha hsa-miR-133b, que és regulador de la via angiogènica de VEGFR2.

Un total de 68 miRNAs es correlacionen significativament amb la puntuació clínica PDQ-39. Entre aquests trobem hsa-miR-135a-5p, hsa-miR-520e, hsa-miR-134-5p i hsa-miR-378d, tots ells associats amb vies angiogèniques (proteoglicans, BNDF, TGF i VEGF).

Angiogènesi i autofàgia en la malaltia de Parkinson

Fowler et al. mostren, doncs, una associació entre la progressió de la malaltia de Parkinson i l’alteració dels nivells cefalorraquidis de miRNAs reguladors de la col·làgena, metal·loproteases extracel·lulars, angiogènesi, autofàgia i funció lisosomal. Això és especialment remarcable si atenem al fet que fins ara no s’havia constatat la participació de trastorns vasculars en la progressió del Parkinson.

Cal pensar, doncs, que en la malaltia de Parkinson seria rellevant l’activació de DDR1 per la unió amb col·làgena: aquesta activació no tan sols indueix inflamació en el sistema nerviós central sinó també un deteriorament de la barrera hematoencefàlica.

Fowler et al. pensen que la vascularització de la substantia nigra pot contribuir a una estabilització clínica. L’angiogènesi contribuiria a reduir els problemes associats a la toxicitat, la disfunció mitocondrial i l’acumulació d’agregats de proteïnes. En aquest sentit, el nilonitib actuaria doblement, pal·liant el dany vascular i la disfunció autofàgica de la malaltia de Parkinson. No obstant, Fowler et al. són conscients de la necessitat d’estudiar l’evolució dels miRNAs cerebrospinals en tots els estadis de la malaltia de Parkinson, amb grups de pacients més amplis i diversos.

Lligams:

- CSF MicroRNAs Reveal Impairment of Angiogenesis and Autophagy in Parkinson Disease. Alan J. Fowler, Jaeil Ahn, Michaeline Hebron, Timothy Chiu, Reem Ayoub, Sanjana Mulki, Habtom Ressom, Yasar Torres-Yaghi, Barbara Wilmarth, Fernando L. Pagan, Charbel Moussa. Neurology Genetics 7 (2021).

- Impact of Nilotinib on Safety, Tolerability, Pharmacokinetics and Biomarkers in Parkinson's Disease (PD Nilotinib).

dissabte, 6 de novembre de 2021

2021 UA1 i altres asteroides que fregaren la Terra

En una de les seves darreres novel·les, redactada en el 1901 i publicada pòstumament en el 1908, Jules Verne (1828-1905), La Chase au météore ens explica la descoberta d’un asteroide en ruta cap a un impacte a la Terra, i la recerca per observar aquest impacte i recuperar-ne els meteorits que en resultin. Val a dir que això de descobrir un impactador abans d’impactar és quelcom que no s’assolí fins més de cent anys més tard, quan en el marc del Catalina Sky Survey, Richard Kowalski el 7 d’octubre del 2008 identificà un objecte (que rebria la designació provisional de 2008 TC3) hores abans d’impactar en l’atmosfera terrestre damunt de Sudan, on se’n pogueren recuperar fragments. El cas és que descobertes com la de 2008 TC3 no passen d’ésser anecdòtiques (sis casos en total). A més, l’interval entre la descoberta i l’impacte no ha arribat en cap cas més enllà de les 24 hores.

La immensa majoria dels impactes d’objectes astronòmics sobre la Terra passa, al capdavall, imperceptible. Fa uns mesos, Rojas et al., amb un estudi a l’Antàrtida, reportaven que l’atmosfera de la Terra rep una entrada anual de material interestel·lar de 15.000 tones. Dels impactes recents, el més energètic fou el que es produí a Chelyabinsk el 15 de febrer del 2013: l’impactador, de 20 metres de diàmetre, produí un meteor que fou visible a desenes i desenes de kilòmetres de l’explosió principal (a uns 29,7 km de la superfície), i fou possible després recuperar una gran quantitat de meteorits. Però l’asteroide originari de l’impacte no s’ha trobat registrat en observacions astronòmiques.

En les darreres setmanes, aquests temes han tornat d’actualitat arran de la descoberta d’un asteroide que ha passat fregant la Terra. L’objecte, descobert el 25 d’octubre del 2021, pel Catalina Sky Survey, rebé la designació provisional de 2021 UA1. L’asteroide, d’uns 2 metres de diàmetre, arribà a acostar-se a la Terra, per damunt de l’Antàrtida, el mateix dia 25, unes 4 hores després de la descoberta, a uns 3047 km. Una aproximació tan estreta té un impacte sobre l’òrbita heliocèntrica de l’objecte, i així 2021 UA1 ha passat d’un període de 356 dies a un de 413 dies, és a dir que ha deixat el grup Aton pel grup Apol·lo.

Val a dir, però, que 2021 UA1 no és l’asteroide conegut que de més a prop ha fregat la Terra. L’any passat, el 16 d’agost, es descrigué l’objecte ZTF0DxQ, més tard catalogat com a 2020 QG, que passà a 2950 km de la superfície de la Terra. Però el rècord el té un altre asteroide, 2020 VT4, descobert el 13 de novembre de l’any passat, quinze hores abans de fer una aproximació a la Terra a tan sols 370 km per damunt de la superfície. Com a resultat d’aquesta aproximació, el període orbital de 2020 VT4 passà del grup Apol·lo al grup Aton.

Òbviament el rècord de 2020 VT4 és superat per tots els asteroides que impacten amb la Terra, car aquests arriben a una distància de la superfície de 0 km. En aquest cas, els asteroides (o meteoroides) tornen meteors i són destruïts, quedant en el millor dels casos un grapat de meteorits (o micrometeorits). Però hi ha una categoria intermèdia: la dels bòlids rasants.

De moment, cap bòlid rasant no ha estat observat prèviament com a asteroide. Se’ls constata com a bòlids, és a dir com a meteors, arran del seu impacte amb l’atmosfera terrestre. Però, degut a la trajectòria que segueixen, creuen l’atmosfera i una part més o menys gran retorna a l’espai exterior. Shober et al. (2019), emprant dades de The Desert Fireball Network, pogueren reconstruir la trajectòria del bòlid observat a Austràlia el 7 de juliol del 2017: l’objecte devia fer uns 30 cm de diàmetre (i no fou detectat pels sistemes d’observació astronòmica), creuà l’atmosfera de Terra en una trajectòria de 1300 km, s’acostà a la superfície de la Terra a 58,5 km, i retornà a l’espai exterior amb una òrbita extraordinàriament mutada que el dugué del grup Apol·lo a la família cometària de Júpiter.

“There are more things in Heauen and Earth, Horatio, Then are dream't of in our Philosophy”. Meteoroides, meteors i meteorits connecten cel i terra d’una manera vibrant. 2021 UA1 ha passat massa amunt per tornar en l’estat de meteor, però 3047 km no és gaire quan un s’acosta a un planeta com el nostre de 6371 km de radi.

diumenge, 31 d’octubre de 2021

Dades de Juno indiquen que la fondària de la Gran Taca Vermella de Júpiter no depassa els 500 km

Ciències atmosfèriques: La Gran Taca Vermella de Júpiter és el vòrtex atmosfèric més gran del Sistema Solar. La qüestió de la seva antiguitat és tema de debat. Els astrònoms l’estudien des del 1879, i en aquella època establiren el 1831 com la data de la primera observació. Sembla que la gran taca identificada per Robert Hooke el maig del 1664 hauria estat un altre vòrtex, que potser s’hauria dissipat després del 1713. Però si no sabem exactament quina és l’antiguitat de la Gran Taca Vermella, també és matèria de debat quina és la seva fondària. Els investigadors de la missió de la NASA Juno, en òrbita de Júpiter des de juliol del 2016, en un article a Science consideren que la Gran Taca abastaria l’atmosfera superior de Júpiter, amb un gruix inferior als 500 km, una xifra relativament petita si la comparem amb la seva amplada de 16.350 km. Per fer aquesta estimació, Marzia Parisi et al. han examinat les dades camp gravitatori de Júpiter en la Gran Taca Vermella acumulades en 12 aproximacions de Juno al planeta, i en especial les dues aproximacions a aquesta estructura. La Gran Taca Vermella provoca anomalies localitzades de densitat que provocaren un desplaçament en la velocitat de Juno.

Geometria de les observacions gravitatòries de Juno. El fons de la imatge fou processat per Kevin M. Gill en el marc del projecte de ciència ciutadana de la JunoCam, mentre que Nimrod Gavriel ajudà en el disseny gràfic.

La tempesta anticiclònica més gran del Sistema Solar

Marzia Parisi, investigadora del NASA Jet Propulsion Laboratory, dirigí l’anàlisi de dades i la interpretació de les dades gravitatòries. Parisi, juntament amb Yohai Kaspi i Eli Galanti (de l’Institut Weizmann de Ciència, d’Israel) i Eli Galanti redactaren l’esborrany de l’article. Kaspi havia proposat el concepte d’aquest estudi i ajudat en la interpretació dels resultats. Galanti realitzà l’anàlisi de vent termal. Galanti i Daniele Durante realitzaren els càlculs Slepian. Dustin R. Buccino, William M. Folkner i Kamal Oudrhiri ajudaren en la recol·lecció, processament i anàlisi de dades. Leigh N. Fletcher, Tristan Guillot, Ravit Helled, Luciano Iess i Cheng Li ajudaren en la interpretació de resultats. Michael H. Wong aportà les observacions del Telescopi Hubble i determinà el perfil de velocitat de la Gran Taca Vermella.

La recerca duta a terme en el Jet Propulsion Laboratory, on treballen Parisi, Stephen M. Levin, Buccino, Folkner i Oudrhri, es féu sota contracte de la NASA. La realitzada en l’Institut Weizmann (per Kaspi i Galanti) comptà amb el suport de l’Agència Espacial d’Israel i del Centre Helen Kimmel. Altres fonts de finançament provingueren de l’Agència Italiana de l’Espai, del Centre National d’Etudes Spatiales i de programes europeus.

Els autors tenen paraules d’agraïment per a David J. Stevenson, Andrew P. Ingersol, i pels grups de treball d’interiors i d’atmosfera de la Juno.

La Gran Taca Vermella és una tempesta anticiclònica de Júpiter, que en la dimensió més llarga, en sentit est-oest, fa 16.000 km, la qual cosa la converteix en el vòrtex més gran del Sistema Solar. Però també es caracteritza per la seva persistència, que observacions astronòmiques de la Terra constaten des de fa 190 anys com a mínim. Hom ha atribuït la seva persistència a un arrelament comparable al de les bandes latitudinals que marquen l’aspecte del planeta, però també alternativament podria tractar-se d’un sistema menys profund. Com que la gravimetria respon a pertorbacions de densitat del planeta, es poden fer servir les mesures preses des de sondes orbitals per estudiar les capes més profundes i invisibles de l’atmosfera.

Les dades més valuoses són les obtingudes per la sonda Juno el febrer i el juliol del 2019, quan en totes dues ocasions la nau sobrevolà la Gran Taca Vermella a altituds inferiors als 20.000 km. Aquestes i altres aproximacions serviren per mesurar el camp gravitacional local. Les dades del radiòmetre de microones (MWR) indicarien que la Gran Taca Vermella s’estén en l’interior atmosfèric fins al nivell on la pressió atmosfèrica puja a 10 MPa. Això va més enllà del límit dels núvols, que és d’una pressió atmosfèrica de 70 kPa.

Les mesures de gravetat de la Juno ja havien mostrat prèviament que el camp gravitatori de Júpiter és hemisfèricament asimètric com a resultat de l’acció dels potents vents zonals. Aquests corrents arriben a fondàries de 3.000 km.

Determinar el camp gravitatori de Júpiter dependent de la longitud podria ajudar a determinar la fondària de la Gran Taca Vermella. Però les dades gravitatòries també podrien ser tractades per un mètode slepià, és a dir definint-ne les funcions com a combinacions lineals d’harmònics esfèrics.

Les observacions de la Juno

L’òrbita de la Juno és quasi-polar i altament excèntrica. Cada 53 dies es produeix un perijovi, en el decurs de la qual la nau passa a 3.500 km per damunt del cim dels núvols del planeta gasós. Llavors, durant un parell d’hores, la Juno creua de nord a sud les diferents bandes horitzontals característiques del planeta. A cada òrbita, hi ha un desplaçament d’1° del latitud del perijovi. La Gran Taca Vermella se situa a una latitud de 20°S, i Parisi et al. l’analitzen a través dels perijovis 1, 3, 6, 8, 10, 11, 14, 15, 17, 18 i 21. La Deep Space Network de la NASA obtenia mesures Doppler de la Juno en la banda de raigs X de 8 GHz i 32 GHz.

Parisi et al. combinen les mesures gravitatòries de Juno amb un filtre multiarc de quadrats mínims. El temps d’integració que hi apliquen és de 30 segons.

En els perijovis 18 i 21, la Juno s’acostà força a la Gran Taca Vermella. Eliminant l’efecte zonal sobre el camp gravitatori, es constaten senyals no-negligibles que podrien atribuir-se en part a l’acció de la Gran Taca Vermella:

Els residus del perijovi 18 mostren desviacions del valor mitjà uns 10 minuts abans de l’aproximació màxima a la superfície dels núvols, quan la Juno creuava la latitud de 30°N. Com que llavors la Juno era a uns 100.000 km de la Gran Taca Vermella, Parisi et al. assumeixen que aquestes fluctuacions no es relacionarien amb la Gran Taca Vermella.

Seria diferent amb el perijovi 21. S’hi detectat un desplaçament de l’ordre de 5 μm·s-1 que duraria 1,5 hores després de l’aproximació màxima. Aquest desplaçament es correspondria al pas per damunt d’una concentració de massa associada a la Gran Taca Vermella.

Les dades gravitatòries de la Juno es poden combinar amb les observacions astronòmiques de la morfologia de la Gran Taca Vermella, que en les darreres dècades ha tendit a una reducció en la dimensió longitudinal i a fer-se menys ovalada. A més, el programa d’observació del Telescopi Hubble ofereix dades òptiques de les quals derivar les velocitats de vents horitzontals de la Gran Taca Vermella, que en l’anell de major velocitat arribaven a 106±11 m·s-1 durant el perijovi 21.

Gràfics de gravetat i densitat de la Gran Taca Vermella en relació a la profunditat, latitud i longitud.

Segons Parisi et al., la Gran Taca Vermella seria un objecte molt més somer que les bandes zonals o, dit d’una altra manera, suraria damunt d’elles. Aquestes bandes zonals tenen fondàries de 3000 km. De tota manera, la Gran Taca Vermella no es limita a la capa superficial de l’atmosfera, i s’enfonsa més enllà del límit de condensació de l’aigua (a uns 80 km de fondària). Júpiter té un radi de 71.492 km, de manera que si el gruix de la Gran Taca Vermella fos de 360 km, això no suposaria més que un 0,5% de fondària. Alhora la relació entre l’àrea de la Gran Taca Vermella és la seva fondària és de 1/200: és un vòrtex molt més pla que els ciclons i anticiclons de la Terra, on aquest quocient va de 1/100 a 1/20. La dinàmica atmosfèrica de Júpiter, és clar, és força diferent a la de la Terra. La fina troposfera del nostre planeta contrasta amb les enormes dimensions de l’atmosfera joviana.

Lligams:

- The depth of Jupiter’s Great Red Spot constrained by Juno gravity overflights. Marzia Parisi, Yohai Kaspi, Eli Galanti, Daniele Durante, Scott J. Bolton, Steven M. Levin, Dustin R. Buccino, Leigh N. Fletcher, William M. Folkner, Tristan Guillot, Ravit Helled, Luciano Iess, Kamal Oudrhiriand, Michael H. Wong. Science (2021)

- Pàgina web de la Missió Juno a la web de la NASA.

- Dades gravitatòries de Juno al NASA Planetary Data System.

dimecres, 20 d’octubre de 2021

La presència vikinga a Terranova en l’any 1021 d.C.

Cronologia: La setmana passada era 12 d’octubre i tornaven a repetir-se els debats sobre el significat del primer viatge transatlàntic de Cristòfol Colom. Durant molt de temps, especialment en relació al quart (1892) i cinquè (1992) centenaris es parlà del “Descobriment d’Amèrica”. Tanmateix, allò que Colom cercava era una ruta occidental cap a Àsia, i coetanis de Colom creien que altres europeus havien explorat aquella ruta. Amb el temps, però, aquests viatges transatlàntics precolombins foren tinguts per meres llegendes, i “l’aïllacionisme” s’imposà. Tan sols s’obrí una escletxa sobre la possibilitat de l’establiment de vikings a Amèrica, en vincular la Vinlàndia de les sagues a l’actual Terranova. Fins que hom no trobà evidències arqueològiques d’aquesta presència a Terranova al jaciment de l’Anse aux Meadows en els anys 1960, no fou acceptada plenament l’exploració transatlàntica dels vikings. Margot Kuitems, de la Rijksuniversiteit Groningen, és la primera autora d’un article que apareix avui a la revista Nature en el que daten la presència vikinga a l’Anse aux Meadows en l’any 1021 d.C., és a dir just fa 1000 anys. Per aconseguir aquesta fina datació, Kuitems et al. es basen en l’augment de la concentració atmosfèrica de carboni-14 com a conseqüència d’una pujada de la radiació còsmica en l’any 993 d.C. La presència de vikings a Terranova en aquells anys suposava efectivament que la humanitat havia completat l’encerclament del globus terraqüi.

Restes d’uns dels edificis del jaciment viking de l’Anse aux Meadows

Els viatges transatlàntics dels vikings

Aquesta recerca fou concebuda per Michael W. Dee, del Centre de Recerca d’Isòtops de la Universitat de Groningen. Dee dirigí la recerca i és co-autor de l’estudi. Kuitems contribuí al disseny de la recerca, la conduí en gran part i és co-autora de l’article. Birgitta L. Wallace els assessorà en arqueologia i en sagues. Charles Lindsey els assessorà en arqueologia. Andrea Scifo conduí les anàlisis xi-quadrat. Petra Doeve assessorà en anatomia dels anells d’arbres, base de la dendrocronologia. Kevin Jenkins recollí mostres. Susanne Lindauer va fer la preparació de mostres a Mannheim, i Pınar Erdil a Groningen. Paul M. Ledger i Véronique Forbes assessoraren en arqueologia i paleoecologia. Caroline Vermeeren analitzà taxonòmicament la fusta. Ronny Friedrich supervisà les anàlisis d’espectrometria de masses d’acceleració a Mannheim. Tots aquests investigadors contribuïren al redactat final de l’article, que fou tramès a Nature el 21 de maig. L’article fou acceptat per a publicació el 31 d’agost.

La principal evidència dels viatges transatlàntics dels vikings, és a dir navegants nòrdics, la constitueix el jaciment de L’Anse aux Meadows, a Terranova. Des de fa sis dècades s’hi han realitzat campanyes extensives que han contribuït a un bon coneixement d’aquest assentament i del seu entorn coetani. Tot sembla indicar que l’assentament era una espècie de campament base per accedir a regions situades més al sud.

Els mètodes de datació aplicats fins ara convidaven a data l’assentament nòrdic de L’Anse aux Meadows a final del segle X d.C. Els mètodes utilitzats eren l’anàlisi estilístic de les restes arquitectòniques i d’altres artefactes i la interpretació de sagues islandeses. Cal no sobreestimar aquestes sagues, però, ja que representen la transposició escrita segles després d’una tradició oral de data incerta. El mètode de radiocarboni també s’hi aplicat: les 150 dates que s’han publicat ofereixen un ventall molt ampli, que va de l’any 793 d.C. a l’any 1066 d.C. En aquest sentit, les sagues i l’arqueologia semblen més precises que la radiodatació. Si ens hem de refiar de les sagues, aquesta terra fou denominada Vinlàndia pels vikings, i tan sols fou ocupada durant uns pocs anys.

Esdeveniments de radiació còsmica com a marcadors cronològics absoluts

La novetat de la recerca de Kuitems et al. consisteix en l’ús de fluctuacions en el nivell de radiació còsmica que rep la Terra. Aquestes fluctuacions permeten una precisió d’any exacte. Per fer-ho cal combinar una tècnica d’espectrometria de masses per accelerador d’alta precisió amb el coneixement del registre atmosfèric dels nivells de radiocarboni (14C).

Els anells d’arbres ben datats indiquen que la producció atmosfèrica de 14C fluctua d’any en any habitualment menys d’un 0,2%. Però hi ha excepcions a aquesta norma. L’any 775 d.C. hi hagué un augment de carboni-14 de l’ordre de l’1,2%, i en l’any 993 d.C. un del 0,9%. Conèixer fluctuacions d’aquesta mida és bàsic, ja que afecten a l’escala de datació per radiocarboni. Per exemple, el pic de producció de carboni-14 de l’any 993 equival a una reducció de la datació per radiocarboni equivalent a 70 anys.

Els esdeveniments del 775 i del 993 apareixen de manera sincrònica en registres dendrocronològics de tot el planeta. Obeeixen, doncs, a un fenomen global, atribuïble a un esdeveniment de radiació còsmica.

Per aplicar aquest coneixement, és necessari disposar de mostres de fusta. Si el límit de l’escorça és present en la mostra, serà possible datar l’any (i l’estació) de caiguda de l’arbre encara que l’anell corresponent a l’any 993 sigui anterior.

127 mesures de carboni-14

Kuitems et al. presenten en el seu article 127 mesures de carboni-14. La majoria, unes 115, foren realitzades en el Centre de Recerca d’Isòtops de Groningen, i la resta (12) en el Centre Curt Engelhorn d’Arqueometria (CEZA) de Mannheim.

Les mostres analitzades foren 4 peces de fusta (4A 59 E3-1, 4 A 68 E2-2, 4 A 68 J4-6 i 4A 70 B5-14). En total aquestes peces contenen 83 anells individuals. La peça 4A 70 B5-14, de nou anells, no conté cap anell corresponent a l’any 993 d.C., i per tant no s’ha pogut fer servir en l’estudi. Les altres tres peces correspondrien a tres arbres diferents, d’un mínim de dues espècies diferents, un avet (potser Abies balsamea) i un ginebró (dels gèneres Juniperus o Thuja). En els tres casos es podia identificar la vora més jove.

Les peces de fusta incloses en l’estudi porten totes marques d’associació amb el jaciment nòrdic, per localització horitzontal i vertical, i per la presència de talls nets i d’angle agut que correspondria a una manipulació per eines de metall. Cal pensar que en el context de la Terranova de l’època les poblacions autòctones no fabricaven aquesta mena d’eines.

Els resultats individuals de carboni-14 indiquen una consistència interna corresponent a una precisió de 12 anys. Amb un 95% de probabilitat, la vora jove de les tres peces incloses en l’estudi s’hauria generat entre el 1019 i el 1024. L’anomalia del 993 s’hauria produït entre 26 i 31 anys abans dels talls de les peces. En conseqüència, cal analitzar els anells de -31 a -26 de cada peça per veure si es corresponen a l’anomalia del 993.

L’anàlisi de xi-quadrat indica que l’any 1021 és el més probable per a la caiguda dels tres arbres. La caiguda de l’arbre corresponent a la peça 4A 68 J4-6 s’hauria produït a la primavera. La caiguda de l’arbre corresponent a la peça 4A 68 E2-2 s’hauria produït a l’estiu o a la tardor.

L’any 1021

El resultat de Kuitems et al. constitueix la única datació segura per a la presència d’europeus a l’altra banda de l’Atlàntic abans dels viatges de Colom. És simptomàtic que tres peces assenyalin cap a aquest any (o els anys directament anteriors i posteriors): la presència nòrdica a L’Anse aux Meadows fou relativament efímera.

D’altra banda, les sagues islandeses deixen entendre que els nòrdics de Vinlàndia entraren en contacte directe amb els grups indígenes d’aquella terra. Però si aquest contacte hagués estat prou important, això s’hauria d’haver traduït en un bescanvi en termes de microbioma (incloent-hi patògens), de flora, de fauna i de genètica humana. Els estudis paleogenètics sobre la població nòrdica de Groenlàndia, però, no indiquen una influència genètica de les poblacions indígenes nord-americanes.

Mentre hom no trobi dades més consistents, la presència vikinga a Amèrica del Nord serà considerada un fet, sí, però un fet anecdòtic.

Lligams:

- Evidence for European presence in the Americas in AD 1021. Margot Kuitems, Birgitta L. Wallace, Charles Lindsay, Andrea Scifo, Petra Doeve, Kevin Jenkins, Susanne Lindauer, Pınar Erdil, Paul M. Ledger, Véronique Forbes, Caroline Vermeeren, Ronny Friedrich & Michael W. Dee. Nature (2021).

- L'Anse aux Meadows National Historic Site.

- Centre for Isotope Research (CIO Groningen).

dilluns, 18 d’octubre de 2021

Els nivells plasmàtics i cerebrospinals de GFAP com a marcador d’Alzheimer

Bioquímica clínica: Entre els marcadors de la malaltia d’Alzheimer s’ha postulat l’ús de la proteïna acídica fibril·lar glial (GFAP). Aquesta proteïna és expressada per cèl·lules de la glia, el teixit de suport de les neurones, i es troba augmentada arran de l’astrogliosi reactiva que acompanya l’Alzheimer. Els nivells de GFAP augmenten tant en el líquid cefalorraquidi (o fluid cerebrospinal) com en la sang. En el marc de l’estudi TRIAD (Translational Biomarkers in Aging and Dementia), de l’estudi Alfa (Alzheimer i Famílies) i la cohort Lariboisière de Paris de BioCogBank, un grup d’investigadors han avaluat els nivells plasmàtics de GFAP en tot el continu de l’Alzheimer, des de les formes pre-clíniques a la demència. En un article a JAMA Neurology exposen els resultats obtinguts en un estudi observacional i transversal realitzat en tres centres des del 29 de juliol del 2014 fins el 31 de gener del 2020. Mentre que a TRIAD hom tenia en compte tot el continu de la malaltia d’Alzheimer i l’ALFA+ tots els individus preclínics, la cohort de l’Hospital Lariboisière incloïa únicament casos simptomàtics. Els nivells de GFAP es mesuraven en plasma i en fluid cerebrospinal amb un assaig Simoa. També s’inclouen mesures dels nivells cerebrospinal del β-amiloide 42/40 (Aβ42/40), de la proteïna tau 181 fosforilada (p-tau181), del neurofilament lleuger (NfL), de la YKL40 i de l’sTREM2, així com valors plasmàtics de p-tau181 i NfL. En TRIAD i ALFA+ es feien mesures d’amiloide a través de tomografia d’emissió de positrons (PET), i en TRIAD, a més, de tau PET. Les dades incloses en l’estudi publicat ara són les 300 participants de TRIAD, 384 d’ALFA+ i 187 de Lariboisière. Els nivells plasmàtics de GFAP eren significativament superiors en individus amb trets preclínics d’Alzheimer en comparació amb els individus negatius per a Aβ. Encara superior eren els nivells entre els individus en estadis simptomàtics d’Alzheimer. La conclusió més rellevant era que els nivells plasmàtics de GFAP reflectien millor la situació en l’espectre d’Alzheimer que no pas els nivells cerebrospinals de GFAP. Els nivells plasmàtics de GFAP s’associen positivament amb la patologia tau únicament en individus que també tenen una patologia Aβ.

Microfotografia de fluorescència d’un astròcit humà feta per Gerry Shaw en el 2013. La cèl·lula apareix tenyida amb un marcador anti-GFAP de color vermell, un marcador anti-vimentina de color verd i un marcador d’ADN (DAPI) de color blau

La GFAP plasmàtica com a marcador d’Alzheimer

Els autors corresponsals de l’estudi són Kaj Blennow, del Departament de Psiquiatria i Neuroquímica de la Universitat de Goteborg i Marc Suárez-Calvet, del Centre de Recerca del Cervell Barcelonaβeta.

La recerca té lloc en el marc del desenvolupament de biomarcadors acurats per a la detecció primerenca de la malaltia d’Alzheimer. En aquest sentit, hom confia en biomarcadors sanguinis com les espècies fosforilades de proteïna tau (p-tau) i la ratio Aβ42/40. La malaltia d’Alzheimer, al capdavall, ha estat descrita com una neuroproteïnopatia, en la qual la proteïna amiloide i la proteïna tau tenen especial rellevància com a components de les lesions neurològiques associades a la demència. Paral·lelament, en la patologia de l’Alzheimer es produeix un procés d’astrogliosi reactiva, consistent en alteracions morfològiques, moleculars i funcionals dels astròcits, un dels tipus cel·lulars que integra la neuròglia (la part no-neuronal dels teixits nerviosos). La GFAP, proteïna present en astròcits i altres cèl·lules glials, augmenta en aquest procés, i per això hom ha pensat en fer-la servir també com a biomarcador de l’Alzheimer.

En aquest estudi, Benedet et al. volien de disposar de dades sobre l’evolució dels nivells plasmàtics de GFAP al llarg del continu d’Alzheimer, i comparar-la amb els nivells cerebrospinals.

Dades de tres cohorts

Benedet et al. inclouen en el seu estudis dades procedents de tres cohorts diferents, amb dates que van del 29 de juliol del 2014 al 31 de gener del 2020. La cohort TRIAD inclou 300 individus de Montreal (un 59% eren dones, i l’edat era de 64,6 ± 17,6 anys), que patien diferents nivells d’alteració cognitiva (des de cap alteració fins a demència). La cohort ALFA+, de Barcelona, incloïa 384 persones de mitjana edat sense alteració cognitiva però amb risc elevat d’Alzheimer (un 60,9% eren dones, i l’edat era de 61,1 ± 4,7 anys). La cohort del Centre de Neurologia Cognitiva de Lariboisière, de París, incloïa 166 pacients amb trastorns cognitius i 21 sense trastorns. Els pacients eren categoritzats segons la classificació clínica (sense alteració cognitiva, amb alteració lleu i demència), la classificació PET (si eren o no positius per a Aβ) i altres tècniques. De cada participant es recollí un consentiment informat sobre el protocol de l’estudi.

Les analítiques es van fer en el Laboratori de Neuroquímica Clínica de la Universitat de Goteborg. La valoració de GFAP es feia emprant l’assaig Simoa HD-X de Quanterix.

Les associacions entre variables eren estudiades amb models de regressió linial.

Els resultats obtinguts en la combinació de les tres cohorts

Benedet et al. constaten una associació positiva entre l’edat i els nivells plasmàtics i cerebrospinals de GFAP. Si hom es fixa en les dades de participants sense alteracions cognitives, els nivells plasmàtics de GFAP són superiors en dones que en homes. No han trobat una associació entre els nivells plasmàtics o cerebrospinals de GFAP i el fet d’ésser o no portador de l’apolipoproteïna E ε4.

Els nivells plasmàtics i cerebrospinals de GFAP mostraven una mútua correlació.

Els nivells plasmàtics i cerebrospinals de GFAP augmenten a mesura que hom avança en el continu de l’Alzheimer. Sobta trobar que aquest augment sigui més clar i més gros en els nivells plasmàtics.

Els nivells plasmàtics de GFAP s’associen amb la patologia Aβ i són bons discriminadors de l’estatus Aβ dels participants. L’associació amb la patologia tau només es verifica quan aquest s’acompanya de patologia Aβ.

Els nivells cerebrospinals de GFAP, però no els nivells plasmàtics, mostraven una associació positiva amb altres marcadors cerebrospinals de caràcter glial (sTREM2, YKL40).

L’ús dels nivells plasmàtics de GFAP en triatges massius

Benedet et al. creuen que els nivells plasmàtics de GFAP són un biomarcador de la patologia beta-amiloide més potent que els nivells cerebrospinals de GFAP. És evident que per a un triatge massiu és preferible utilitzar una mostra sanguínia que no pas una de líquid cerebrospinal. A més, és interessant que els nivells plasmàtics de GFAP no augmentin en casos de malalties neurodegeneratives no vinculades a l’Alzheimer, com és la demència frontotemporal (que es caracteritza neurològicament per l’aparició dels cossos de Lewy).

Queda oberta la qüestió de quin és el biomarcador plasmàtic més acuradament associat amb la patologia beta-amiloide: GFAP, Aβ42/40 o p-tau. Potser una combinació d’aquests i altres biomarcadors (NfL) oferiria la millor prestació en triatges sobre població general. Per acabar de respondre aquesta qüestió, Benedet et al. són del parer que caldrien estudis longitudinals (en els que els diferents estadis de la malaltia fossin representats per l’evolució dels mateixos participants).

Lligams:

- Differences Between Plasma and Cerebrospinal Fluid Glial Fibrillary Acidic Protein Levels Across the Alzheimer Disease Continuum. Andréa L. Benedet, Marta Milà-Alomà, Agathe Vrillon, Nicholas J. Ashton, Tharick A. Pascoal, Firoza Lussier, Thomas K. Karikari, Claire Hourregue, Emmanuel Cognat, Julien Dumurgier, Jenna Stevenson, Nesrine Rahmouni, Vanessa Pallen, Nina M. Poltronetti, Gemma Salvadó, Mahnaz Shekari, Gregory Operto, Juan Domingo Gispert, Carolina Minguillon, Karine Fauria, Gwendlyn Kollmorgen, Ivonne Suridjan, Eduardo R. Zimmer, Henrik Zetterberg, José Luis Molinuevo, Claire Paquet, Pedro Rosa-Neto, Kaj Blennow, Marc Suárez-Calvet, for the Translational Biomarkers in Aging and Dementia (TRIAD) study, Alzheimer’s and Families (ALFA) study, and BioCogBank Paris Lariboisière cohort. JAMA Neurology (2021).

- TRIAD (Translational Biomarkers in Aging and Dementia).

- estudi Alfa+ (Alzheimer i Famílies).

dilluns, 11 d’octubre de 2021

Causalitat i treball (Card, Angrist, Imbens; Premi Nobel d'Economia, 2021)

Econometria: La Reial Acadèmia Sueca de Ciències ha comunicat la concessió del Premi Sveriges Riksbank en Ciències Econòmiques en Memòria d'Alfred Nobel. El Premi es dividirà en dues meitats. La primera meitat ha estat atorgada a David Card "per les seves contribucions empíriques a l'economia laboral". La segona meitat correspon a Joshua D. Angrist i Guido W. Imbens "per les llurs contribucions metodològiques a l'anàlisi de relacions causals".

David Card

David Edward Card (*Canadà, 1956) es graduà a la Queen's University (1978). Es doctorà en economia a la Universitat de Princeton (1983) amb la tesi "Indexation in long term labor contracts", supervisada per Orley Ashenfelter. Fou professor ajudant d'economia empresarial a la Graduate School of Business de la University of Chicago (1982-1983). El 1983 retornà a Princeton com a professor d'economia, d'on passà en el 1997 a Berkeley. Fou editor associat del Journal of Labor Economics (1988-1992) i co-editor d'Econometrica (1993-1997) i de The American Economic Review (2002-2005).

Joshua D. Angrist

Joshua David Angrist (*Columbus, Ohio, 18.9.1960) cresqué a Pittsburgh (Pennsylvania) i es graduà en economia a l'Oberlin College (1982). Passà a Israel en el 1982, esdevenint-hi ciutadà. El 1985 retornà als Estats Units per estudiar a Princeton, on realitzà un mestratge (1987) i es doctorà (1989) amb una tesi (Econometric Analysis of the Vietnam Era Draft Lottery) supervisada per Orley Ashenfelter. Fou després professor ajudant a la Harvard University (1989-1991) i professor a la Universitat Hebrea de Jerusalem a partir del 1991. El 1996 passà a l'Economics Department del MIT, on ocupa des del 2008 la càtedra Ford d'Economia i imparteix classes d'econometria i economia del treball.

Guido W. Imbens

Guido Wilhelmus Imbens (*Països Baixos, 3.9.1963) va estudiar a la Universitat Erasmiana de Rotterdam i a la Brown University, on es doctorà en economia (1991). S'especialitzà en econometria i passà successivament com a professor per la Harvard University, la University of California Los Angeles i la University of California Berkeley. Des del 2012 és professor d'economia de la Stanford Graduate School of Business. És l'editor d'Econometria per al quatrienni 2019-2023.

Aspectes d'economia del treball

Juntament amb Alan B. Krueger, David Card s'ocupà dels efectes que l'augment del salari mínim a New Jersey podria tindre en l'ocupació en les cadenes de menjar ràpid. Amb data d'1 d'abril del 1992, el salari mínim de NJ passà de 4,25$ a 5,05$. Card i Krueger (1994) examinaren 410 restaurants de menjar ràpid de New Jersey i de l'est de Pennsylvania (aquests darrers servien com a "control") abans i després de la pujada. Contràriament a les assumpcions habituals, Card i Krueger no trobaren cap impacte de la pujada del salari mínim en forma de reducció de llocs de treball. Els dos economistes publicaren en el 1997 "Myth and Measurement", on defensaven aquesta aproximació d'estudi de "la diferència en diferències".

Card ha defensat les mesures empíriques per estudiar els efectes sobre el mercat de treball de variables com la immigració, l'educació/formació o la desigualtat. En aquestes recerques sovint compara la situació dels Estats Units amb la del Canadà.

Anàlisis de les relacions causals.

Les recerques d'econometristes com Joshua Angrist, Guido Imbens, Alan Krueger, Victor Lavy, Parag Pathak o Jorn-Steffen Pischke s'orienten a l'anàlisi de relacions causals en l'economia, amb particular èmfasi sobre l'impacte de polítiques educatives, socials, migratòries, regulatòries, etc., sobre el mercat de treball.

Angrist i Krueger (1991) estudiaren l'efecte de l'educació obligatòria sobre l'assistència a classe, i els nivells ulteriors de renda, a través d'una comparació dels alumnes nascuts a començament de l'any i els nascuts a final. Trobaren, amb dades dels census del 1960 i del 1980, que les lleis d'assistència obligatòria a l'escola fan que un 10% dels qui altrament abandonarien l'ensenyament hi restin (Angrist i Krueger, 1992a). Amb l'ús de dades de la loteria de recrutament de l'època de la guerra del Vietnam, feren una estimació dels rendiments econòmics de l'escolarització (Angrist i Krueger, 1992b). En aquests estudis les estimacions es feien a través de variables instrumentals, i calia tindre cura de possibles biaixos (Angrist i Krueger, 1995). Angrist (1995) aplicà aquesta metodologia a l'estudi dels retorns econòmics de l'educació en els territoris ocupats de Cisjordània i de la Franja de Gaza. Angrist i Lavy (1997) trobaren que al Marroc el canvi de la llengua vehicular de l'ensenyament secundari del francès a l'àrab reduí els retorns de l'educació degut a una caiguda en el nivell del francès escrit.

Una assumpció habitual és que l'educació crea externalitats positives, però anàlisis sobre els Estats Units dugueren a Acemoglu i Angrist (2000) a concloure que no eren estatísticament significatives.

Ja en el segle XII, Maimònides havia sostingut que una classe no havia de superar la ratio de 40 alumnes per mestre, i Angrist i Davy (1999) aplicaren un model de variables instrumentals per veure si això era cert a l'escola pública d'Israel per trobar que la reducció de la mida de la classe era efectiva en quart i cinquè curs, però no en tercer. Angrist i Lavy (2001) mostraren que la formació continuada dels mestres d'escoles seculars d'Israel era un mitjà efectiu en termes de cost per millorar el rendiment acadèmic dels alumnes, mentre que no eren tan optimistes sobre la introducció d'ordinadors a l'aula (Angrist i Lavy, 2002). Amb un assaig aleatoritzat a Israel, Angrist i Lavy (2009) constataren que els incentius monetaris per a l'obtenció del certificat d'estudis secundaris per a alumnes de poc rendiment funcionaven en noies però no en nois. Un resultat semblant a aquest obtingueren en alumnes de primer any de carrera de Canadà (Angrist et al., 2009).

Angrist ha liderat experiments naturals aleatoritzats a Colòmbia sobre el disseny de xecs escolars per a l'ensenyament secundari privat a Colòmbia (Angrist et al., 2002) i n'ha comparat els resultats amb les dades registrals (Angrist et al., 2006).

Les interaccions entre els alumnes també són un factor en el rendiment econòmic, de tal manera que el resultat individual es correlaciona altament amb el resultat grupal, però que s'han d'avaluar amb un disseny adequat (Angrist, 2014). Angrist et al. (2004) estudiaren si el programa d'integració escolar Metco de Boston generava aquest tipus d'efectes i trobaren que, en tot cas, eren modestos i efímers. Abdulkadiroğlu et al. (2014) retornaren a la qüestió analitzant escoles de Boston i New York.

Pel que fa a la introducció de tests als professorat com ara Praxis, Angrist i Guryan (2008) constataren que això als Estats Units no conduïa a una elevació de la qualitat docent, per bé que sí dels salaris dels mestre, però tenia com a contrapartida una davallada de la diversitat dels mestres, amb una caiguda particular de la fracció de mestres hispans.

Sobre les charters schools, Angrist et al. (2010) trobaren que la KIPP Lynn Acadmy millorava les puntuacions de matemàtiques del seu alumnat en 0,35 SD i les de llengua anglesa en 0,12 SD, i que el guany era encara major en alumnat amb necessitats educatives especials i/o amb poca fluïdesa en anglès (Angrist et al., 2012). Abdulkadiroğlu et al. (2011) trobaren a Boston que les charter schools milloraven les puntuacions d'alumnes secundàries, cosa que no s'observava en les pilot schools. L'efectivitat de les charter schools es deuria en part a l'estratègia No Excuses i la rellevància que donen a la disciplina, a l'aprenentatge tradicional i a la contractació selectiva de mestres (Angrist et al., 2013)

En la seva tesi doctoral Angrist emprà la guerra del Vietnam com un experiment quasi-natural sobre l'impacte d'ésser veterà de guerra en els ingressos laborals ulteriors. Angrist (1990) calculà que els veterans del Vietnam tenien uns ingressos un 15% inferiors als dels no-veterans. Els subsidis a veterans corregien només parcialment aquesta situació, en augmentar en 1,4 anys el llur període mitjà d'escolarització i en un 6% el nivell d'ingressos (Angrist, 1993). Angrist i Krueger (1994) desmentiren amb dades la idea que els veterans de la Segona Guerra Mundial tenien més ingressos que els qui no havien participat en la guerra. Pel que fa als veterans que havien servit en els anys 1980 aquests mostraven posteriorment un nivell d'ingressos superior als qui no s'havien enrolat en les forces armades, que s'explicava per unes millors taxes d'ocupació i no per uns millors salaris en feines civils (Angrist, 1998). Angrist i Johnson (2000) estudiaren l'impacte laboral de les separacions familiars en veterans de la Guerra del Golf.

Angrist i Evans (2000) avaluaren l'impacte de les reformes sobre avortament dels anys 1970 en els resultats acadèmics i laborals de la població afro-americana: la reducció en la fecunditat adolescent es traduí en uns millors indicadors escolars i salarials.

Acemoglu i Angrist (2001) estimaren que la American with Disabilities Act del 1990 tingué un fort impacte negatiu inicial sobre els nivells d'ocupació dels discapacitats.

Angrist (2002) estudià la relació entre la sex ratio, trobant que quan aquesta és esbiaixada cap al sexe masculí es produeix un augment de la taxa de nupcialitat de la dona i una reducció de la població femenina activa.

Angrist i Kugler (2003) analitzaren l'efecte de polítiques proteccionistes front la immigració sobre la taxa d'ocupació de la població autòctona, i trobaren que la restricció de la flexibilitat del mercat laboral exacerba paradoxalment la pèrdua de llocs de treball entre els autòctons en favors dels immigrants.

Angrist i Kugler (2008) trobaren que la pujada de preu de la coca estimulava el conflicte civil a Colòmbia a través de les oportunitats financeres que aquesta pujada ocasionava en les àrees de cultiu.

En tota aquesta recerca sobre causes i efectes resulta de gran rellevància disposar d'eines economètriques, particularment d'estimacions de variables instrumentals. Per a models d'oferta laboral, Angrist (1991) desenvolupà un estimador de quadrats mínims de dues etapes (2SLS). Imbens i Angrist (1994) desplegaren el concepte d'efectes de tractament mitjà local i eines per identificar-los i estimar-los. Angrist i Imbens (1995) demostraren com utilitzar el 2SLS en l'estimació d'efectes casuals mitjans en models amb una intensitat de tractament variable. Angrist, Imbens i Donald B. Rubin dissenyaren un marc per la inferència causal en situacions on l'assignació a un tractament binari és ignorable (Angrist et al., 1996). Angrist, Imbens i Krueger proposaren nous estimadors per a models sobreidentificats (Angrist et al., 1999). Amb Kathryn Graddy, Angrist i Imbens aplicaren estimadors de variables instruments en models d'equacions simultanis, aplicables a la demanda de peix (Angrist et al., 2000). Angrist (2001) explorà estratègies simples per a models amb resultats binaris i no-negatius. Amb Alberto Abadie, Angrist i Imbens aplicaren estimacions de variables instrumentals sobre l'impacte de la formació subvencionada sobre els ingressos dels receptors d'aquesta formació (Abadie et al., 2003). Angrist (2004) explorà l'aplicació de mètodes de variables instrumentals en poblacions heterogènies. Angrist et al. (2006) mostrà com emprar la regressió de quantils en covariats discrets. Per Angrist i Pischke (2010) les millores en el disseny de recerca ha estat clau per aportar credibilitat a l'economia empírica.

Lligams:

- Pressmeddelande: Ekonomipriset 2021.

- Pàgina web de David Card a la UC Berkeley.

- Pàgina web de Joshua Angrist a MIT Economics.

- Pàgina de Guido W. Imbens a la Stanford Graduate School of Business.

- Identification and Estimation of Local Average Treatment Effects. Guido W. Imbens, Joshua D. Angrist. Econometrica 62: 467-475 (1994).

- Minimum Wages and Employment: A Case Study of the Fast-Food Industry in New Jersey and Pennsylvania. David Card, Alan B. Krueger. The American Economic Review 84: 772-793 (1994).

- Split-Sample Instrumental Variables Estimates of the Return to Schooling. Joshua D. Angrist, Alan B. Krueger. Journal of Business & Economic Statistics 13: 225-235 (1995).