La base física del Sisè Report de Valoració Panell Intergovernamental sobre Canvi Climàtic

El Panell Intergovernamental sobre Canvi Climàtic (IPCC) es troba en el procés d’elaboració del Sisè Report de Valoració (AR6), del qual avui s’ha presentat l’aportació del Primer Grup de Treball, corresponent a la base de ciència física. Aquesta contribució vol presentar quina és la comprensió física actual del sistema climàtic i del canvi climàtic, combinant els avenços realitzats en climatologia amb les evidències paleoclimàtiques, les observacions actuals i les simulacions climàtiques globals i regionals. Aquesta aportació ha estat aprovada en la 14ª Sessió del Primer Grup de Treball i la 54ª Sessió de l’IPCC que s’han celebrat aquests dies a Ginebra.

L’estat actual del clima

El report considera inequívoc que la influència humana ha escalfat l’atmosfera, l’oceà i la terra, alhora que canvis amplis i ràpids han tingut lloc en l’atmosfera, l’oceà, la criosfera i la biosfera. L’augment observat en les concentracions de gasos d’efecte hivernacle des de mitjan segle XVIII és causat inequívocament per activitats humanes. En el decurs de la darrera dècada s’han arribat a mitjanes anuals de 410 ppm per al diòxid de carboni (CO₂), de 1,866 ppm per al metà (CH₄) i de 0,332 ppm per l’òxid nitrós (N₂O). Terra i oceà han absorbit vora un 56% de les emissions antropogèniques anuals de CO₂ en el decurs de les darreres sis dècades.

L’escalfament es manifesta en el fet que les dues primeres dècades del segle XX han estat, en termes de temperatura superficial global, 0,99 K per damunt del nivell de la segona meitat del segle XIX. Les temperatures continentals han augmentat més que les oceàniques. Aquest escalfament és mediat per les emissions antropogèniques de gasos d’efecte hivernacle, davant del qual l’efecte de refredament dels aerosols antropogènics és menystenible, i encara més ho són les causes naturals de variabilitat climàtica.

El report també constata que és probable que la precipitació sobre els continents ha augmentat des del 1950, i de manera accelerada des els anys 1980. Els cursos de les tempestes de latituds mitjanes s’han desplaçat en direcció cap als pols.

El report considera que és molt probable que la influència humana sigui el principal motor de la retirada global de glaceres des dels anys 1990.

Les emissions antropogèniques de CO₂ són el principal motor de l’actual acidificació global de les capes superficials de l’oceà obert.

L’escala dels canvis recents en el sistema climàtic en general no tenen precedents en els darrers segles o mil·lennis. Així doncs, els nivells atmosfèrics de CO₂ són els més alts dels darrers 2 milions d’anys. L’augment de la temperatura superficial global en els darrers 50 anys ha estat el més ràpid dels darrers dos mil·lennis. L’augment del nivell global del mar és el més elevat dels darrers 3000 anys.

El canvi climàtic antropogènic ja afecta totes les regions del planeta en termes d’extrems meteorològics: ones de calor, fortes precipitacions, sequeres, ciclons tropicals, etc. En general, els extrems càlids s’han fet més freqüents des del 1950, mentre que els extrems freds han vist reduïda la freqüència i la severitat.

Possibles climes de futur

El report contempla cinc escenaris d’emissions d’efecte hivernacle, i els seus resultats a curt termini (2021-2040), mig termini (2041-2060) i llarg termini (2081-2100).

En tots els escenaris contemplats, l’augment de la temperatura superficial global es manté fins a mitjan segle XXI. Si no hi ha una reducció profunda en les emissions de gasos d’efecte hivernacle, l’escalfament global en el curs del segle XXI depassaria el valor de 1,5 K i fins i tot el del 2 K. En l’escenari pitjor, SSP5-8,5, l’escalfament global a final del segle XXI seria de 4,4 K respecte dels valors preindustrials.

El canvi climàtic s’associa amb una intensificació del cicle global de l’aigua, que guanyaria en variabilitat i es manifestaria en una major freqüències d’esdeveniments meteorològics extrems.

Fins i tot si l’escalfament antropogènic es limités a 1,5 K, el nivell global de la mar pujaria de 2-3 metres durant els propers 2000 anys.

L’adaptació al canvi climàtic

En fer planificacions regionals cal entendre l’efecte modulador de factors naturals i de la variabilitat interna sobre els canvis climàtics antropogènics. De tota manera, el report contempla una intensificació de precipitacions extremes i de sequeres. Afebliments de circulacions oceàniques podrien amplificar l’impacte del canvi climàtic global a escala regional.

La mitigació del canvi climàtic

La mitigació de l’escalfament global exigiria arribar a una situació d’emissió neta zero de CO₂ i de forta reducció de les emissions altres gasos d’efecte hivernacle.

El report també contempla mesures de retirada antropogènica de CO₂ atmosfèric, per bé que recorda que aquesta tecnologia pot tindre també efectes sobre els cicles biogeoquímics i el clima, i afectar la disponibilitat i qualitat de l’aigua, la producció d’aliments i la biodiversitat.

Lligams:

- IPCC AR6 WGI Full Report.

- IPCC WGI Interactive Atlas.

miSHERLOCK: una tecnologia CRISPR per al diagnòstic de variants de SARS-CoV-2

Genètica molecular: Lluís Montoliu, del Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) y del CIBERER-ISCIII, de Madrid, es demana en el darrer número de la Revista del Col·legi de Biòlegs de Catalunya què podem esperar de les eines CRISPR durant aquesta pandèmia COVID-19. Ens recorda que ja en el març del 2020, Feng Zhang proposà l’aplicació del seu sistema SHERLOCK, basat en el sistema CRISPR Cas13a en la detecció de còpies genòmiques de SARS-CoV-2 en mostres clíniques. El cas és que durant tots aquests mesos el diagnòstic d’infecció per SARS-CoV-2 (covid-19) s’ha fet fonamentalment a través de tecnologies d’amplificació (RT-PCR i TMA) i de tests d’antígens. Això entranya una dificultat en el seguiment de les variants de SARS-CoV-2, que es fa amb l’ús de tècniques de seqüenciació genètica, aplicades únicament a una petita mostra dels casos positius de covid-19. James J. Collins, del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering de la Harvard Institute, és l’autor corresponsal d’un article a Science Advances, encapçalat per Helena de Puig, Rose A. Lee i Devora Najjara, en el que es presenta una tècnica SHERLOCK d’instrumentació mínima (miSHERLOCK) per al diagnòstic d’infecció de SARS-CoV-2 i de les variants emergents d’aquest virus. Disposar d’una tècnica així possibilitaria identificar en la saliva de cada pacient de covid-19 quina o quines variants de SARS-CoV-2 l’infecten. La saliva és introduïda a la plataforma de diagnòstic sense processar: hi segueix una extracció, purificació i concentració d’ARN viral, amb reaccions d’amplificació i detecció, que són detectades per fluorescència. L’usuari tan sols hi ha de de fer tres accions, i en una hora obté resposta. La plataforma és capaç d’oferir resultats sobre la presència de SARS-CoV-2 i sobre mutacions associades amb les variants 20I (Alfa, V1), 20H (Beta, V2) i 20J (Gamma, V3). La modularitat del sistema permet un fàcil bescanvi d’assaigs per adaptar-se a les necessitats de l’usuari. També compta amb una aplicació de mòbils per a quantificació de resultats, interpretació automatitzada i distribució remota de les dades.

El dispositiu miSHERLOCK

CRISPR i SHERLOCK

Helena de Puig, Rose A. Lee, Devora Najjar i Xiao Tan dissenyaren i realitzaren experiments, analitzaren les dades i redactaren l’article. Luis R. Soekensen, Nicolaas M. Angenent-Mari, Nina M. Donghia, Nicole E. Weckman, Carlos F. Ng, Peter Q. Nguyen, Audrey Ory, Angelo S. Mao, Thomas C. Ferrante, Geoffrey Lansberry, Hani Sallum i James Niemi realitzaren experiments i editaren l’article. James J. Collins dirigí la recerca i edità l’article, del qual és l’autor corresponsal. Cal recordar que Collins és cofundador i director de Sherlock Biosciences, mentre que Weckman és cofundadora i consultora de 52 North Health Ltd. Els autors agraeixen a M. A. English discussions i assessorament. La recerca es finança a través del Paul G. Allen Frontiers Group, el Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, i dels projectes de Puig, Lee, Tao i Angenent-Mari.

El sistema CRISPR/Cas constitueix un element de la immunitat adaptativa de bacteris i, en aquest sentit, es caracteritza per l’especificitat de resposta a seqüències genètiques. Aquesta especificitat fa que hom l’utilitzi en aplicacions d’edició genètica, però encara més dreturer és utilitzar-lo en diagnòstic molecular.

L’acrònim CRISPR fa referència a repeticions palindròmiques breus regularment espaiades en clústers. L’acrònim SHERLOCK es construeix a partir de “specific high-sensitivity enzymatic reporter unlocking”, i aprofita Cas13a (o Cas12a) per detectar seqüències nucleotídiques específiques.

En el decurs de tots aquests mesos, s’han desenvolupat tests basats en SHERLOCK o en DETECTR per al diagnòstic de la infecció de SARS-CoV-2, però el cert és que no poden oferir gaire més d’allò que ofereixen els altres tests (RT-PCR, TMA, tests d’antígens). El repte de diagnòstic rau en la identificació de variants de SARS-CoV-2, i de mutacions com S:N501Y, S:E484K, que ara es fa en centres especialitzats de seqüenciació: hom té doncs dades epidemiològiques de les variants i de les mutacions de SARS-CoV-2, però en la immensa majoria de pacients de covid-19 no hi ha més que la dada del diagnòstic general.

Puig et al. presenten un miSHERLOCK, és a dir una variant de SHERLOCK d’instrumentació mínima, capaç de la detecció universal de SARS-CoV-2 i de les variants Alpha, Beta i Gamma en mostres de saliva en un sistema autocontingut i de baix cost que fa possible utilitzar-lo en centres d’assistència primària. La plataforma utilitza un mètode de captura d’ARN en paper, amb ulterior amplificació in situ i detecció per Cas. El límit de detecció són 1000 còpies genòmiques/mL. Com a mostra clínica utilitza la saliva, i això fa que el sistema hagi d’incorporar una etapa de filtració i concentració. Encara que el sistema únicament considera les mutacions N501Y i E484K, s’hi poden integrar d’altres com la Y144del.

El disseny del sistema

Per garantir la detecció universal de SARS-CoV-2, s’utilitzaren 43.305 seqüències completes obtingudes de NCBI i alineades amb MAFFT. Per a la variant Alfa, s’empraren 50.001 seqüències genòmiques; per a la variant Beta, 577; per a la variant Gamma, 78.

La seqüència de Cas12 gRNA consta d’una regió de mànec (UAAUUUCUACUAAGUGUAGAU), que permet el reconeixement i unió de la proteïna Cas, i d’una regió adjacent a 3’ que defineix l’usuari segons quina ha d’ésser la diana diagnòstica.

Per a l’amplificació RPA es dissenyaren de 10 a 21 encebadors en els dos sentits per cada diana, amb una longitud d’entre 25 i 40 nucleòtids, i que haurien de donar lloc a amplicons de 100 a 200 parells de nucleòtids.

Com a subjectes experimentals s’utilitzaren mostres clíniques desidentificades procedents de la República Dominicana, i obtingudes a través de Boca Biolistics.

També s’utilitzaren mostres clíniques simulades, elaborades a partir de ATCC VR-1986HK, un preparat inactivat per calor de SARS-CoV-2, que eren abocades a aigua o a saliva humana (adquirida a BioIVT).

Utilitzaren els coronavirus endèmics OC43 i 229E, adquirits d’ATCC, en els experiments d’especificitat.

De Twist Bioscience s’adquiriren variants de SARS-CoV-2 Alfa, Beta i Gamma. També es generaren mutacions sintètiques.

Una vegada seleccionats els reactius, s’utilitzà el programari CAD per dissenyar la plataforma. Els components del sistema foren fabricats amb una impressora 3D en resina negra.

L’aplicació mòbil associada a la plataforma fou construïda amb Xcode, C++, Objective-c, OpenCV 3.1 i Swift.

Construïda la plataforma, es validà amb mostres de pacients.

La diana seleccionada: una regió del gen N

La regió 3’ del genoma dels coronavirus és la més interessant per a les tècniques de detecció, ja que apareix en còpies subgenòmiques produïdes en el decurs de la infecció. En aquesta regió trobem el gen N, que codifica per a la nucleocàpside, proteïna del virió que entra en contacte amb el genoma viral. Puig et al. seleccionaren una regió del gen N altament conservada i característiques de SARS-CoV-2.

El sistema SHERLOCK consta de dos components, un dedicat a l’amplificació isotèrmica de la seqüència diana, i l’altre dedicat a la detecció mediada per Cas de l’amplicó. Aquesta amplificació isotèrmica s’aconsegueix amb un sistema de recombinasa i polimerasa (RPA). És definida pel parell d’encebadors emprats i pels ARN guia (gRNAs). Dels 30 gRNA assajats per Puig et al., el millor és idèntic al 90,7% de les 43.000 seqüències genòmiques contemplades de SARS-CoV-2: l’excepció es deu en un 7,4% dels casos a un polimorfisme C>T de la regió 3’, que no seria problema per a la detecció de Cas12a. Dels 100 parells d’encebadors assajats per Puig et al., el millor és idèntic al 97% dels genomes contemplats.

Puig et al. aconsegueixen percentatges més alts i tot per als gRNA i encebadors dissenyats per a la detecció específica de les variants Alfa, Beta i Gamma.

En les proves realitzades el límit de detecció de l’ARN de SARS-CoV-2 dissolt en aigua per part del miSHERLOCK és de 20.000 còpies/mL, amb un temps de reacció de 55 minuts. No hi ha indicis de reactivitat creuada amb els betacoronavirus endèmics OC43 i 229E.

La mutació S:N501Y, que resulta del polimorfisme A23063U és compartida per les variants Alfa, Beta i Gamma. El gRNA i els encebadors seleccionats per Puig et al. són altament específics per a aquesta mutació, per bé que escapen algunes subvariants amb un polimorfisme G>A en la posició +7 de l’encebador.

La mutació S:Y144del, que resulta d’una deleció de 3 nucleòtids, és característica de la variant Alfa, i permet diferenciar-la de les variants Beta i Gamma. El gRNA i encebadors seleccionats per Puig et al. permeten a miSHERLOCK de discriminar clarament la variant Alfa de la variant originària.

La mutació S:E484K, deguda al polimorfisme G23012A, és present a les variants Alfa, Beta i Gamma, i és potser la més rellevant en termes clínics. El gRNA i encebadors seleccionats per Puig et al. permeten discriminar-la.

La simplificació de passes.

El sistema miSHERLOCK s’adreça a usuaris no-especialistes, que l’operaran sobre mostres de pacients en l’atenció primària, en una oficina de farmàcia o inclús en un entorn no-sanitari. Puig et al. han fet un esforç d’enginyeria per simplificar-ne l’operació. Per això han optimitzat tampons, retrotranscriptases i sistemes de fluorescència. Per exemple, l’addició de la ribonucleasa H (enzim que degrada ARN) millora la cinètica de reacció i augmenta la producció de fluorescència del sistema de detecció.

Puig et al. han adaptat el seu sistema a l’anàlisi de saliva, i no pas a hisops nasofaringis o nasals. La saliva, al capdavall, és més fàcil de collir. Ara bé, aquesta saliva ha d’ésser tractada prèviament, ja que les nucleases salivals podrien generar falsos positius en atacar els reportadors fluorescents. Alhora, el tractament ha de disminuir la viscositat de la saliva, i augmentar l’accessibilitat del material genòmic d’aquesta matriu. El tractament de la saliva que fa el miSHERLOCK inactiva les nucleases (amb ditiotreitol i EGTA), lisa les partícules virals presents (a una temperatura de 95°C), i concentra els àcids nucleics resultants en una membrana porosa (de polietersulfona).

El resultat final del tractament de la saliva és la captura d’àcids nucleics. Llavors comença la reacció pròpiament dita, a una temperatura de reacció de 37°C. Si és present l’àcid nucleic diana, hi ha una generació de fluorescència.

El conjunt del dispositiu diagnòstic té un cost de 15 dòlars USA, i cada assaig costaria 6 $, un preu que es deu sobretot als components enzimàtics de les reaccions d’amplificació i detecció.

L’aparell en funcionament

L’usuari introdueix 2 mL de saliva en el col·lector. Seguidament, activa l’escalfador de l’aparell. En 3-6 minuts, es produeix la deposició de l’ARN salival en la membrana. Llavors l’usuari ha de retirar el col·lector i transferir la columna de preparació de mostra a la cambra de reacció. Llavors s’inicia una reacció de 55 minuts, al cap dels quals l’usuari podrà constatar el positiu a través de la visualització de fluorescència sota el transil·luminador.

Una aplicació mòbil ajuda a la quantificació automatitzada i a la interpretació de resultats. Els valors positius i negatius poden ésser enviats a una base de dades en-línia.

El límit de detecció de miSHERLOCK per a la detecció universal de gen N de SARS-CoV-2 és de 1240 còpies genòmiques/mL. Per posar-ho en context, direm que xifres semblants hem assolit en les aigües residuals de l’àrea metropolitana de Barcelona en els pics de la pandèmia. Els límits de detecció són semblants per a la detecció de les mutacions Y144del i E484K, però són superiors en el cas de la detecció de la mutació N501Y (49000 còpies/mL).

Amb l’ús de 27 mostres de pacients de covid-19 i de 21 mostres control, Puig et al. han obtingut per al seu dispositius una sensibilitat del 96% i una especificitat del 95%.

Perspectives d’aplicació en l’actual context

A hores d’ara tothom és conscient de la importància de disposar de dades precises sobre les variants de SARS-CoV-2 presents en cada context geogràfic i social. El dispositiu de Puig et al. té una gran potencialitat per dissenyar múltiplex de mutacions de SARS-CoV-2 que ens donin informació de la variant concreta que infecta cada pacient. El cost de la prova se situaria al voltant dels 11 $ en el cas d’assaig dúplex.

Quin avantatge ofereix conèixer la variant de SARS-CoV-2 que afecta un pacient? De moment, poca, ja que els protocols que se seguirien d’aïllament i de tractament no difereixen d’acord amb les variants. Però és possible que el desenvolupament i aplicació de tractaments serològics sí requereixi d’un coneixement de la variant que infecta cada pacient. En un escenari d’emergència de variants que escapessin als vaccins, disposar de tècniques que permetin augmentar el nombre de mostres utilitzats al seguiment genòmic del SARS-CoV-2 serà essencial. I aquest escenari potser ens espera d’un moment a l’altre.

Lligams:

- Minimally instrumented SHERLOCK (miSHERLOCK) for CRISPR-based point-of-care diagnosis of SARS-CoV-2 and emerging variants. Helena de Puig, Rose A. Lee, Devora Najjar, Xiao Tan, Luis R. Soekensen, Nicolaas M. Angenent-Mari, Nina M. Donghia, Nicole E. Weckman, Audrey Ory, Carlos F. Ng, Peter Q. Nguyen, Angelo S. Mao, Thomas C. Ferrante, Geoffrey Lansberry, Hani Sallum, James Niemi and James J. Collins. Science Advances 7: eabh2944 (2021).

SEROCOV: Cinètica d’anticossos d’una cohort de sanitaris amb covid-19

Durant un any (del 19 de març del 2020 a la mateixa data del 2021), el projecte Serocov-1, coordinat per Alberto García-Basteiro i Carlota Dobaño, de l’Institut de Salut Global de Barcelona, estudià la seroprevalença dels treballadors d’hospitals front el SARS-CoV-2, el coronavirus causant de la pandèmia de covid-19. Amb Gemma Moncunill i Carlota Dobaño com a autores corresponsals, i Natalia Ortega com a primera autora, apareix a la revista Nature Communications un article que relata la cinètica dels anticossos anti-SARS-CoV-2 durant els primers set mesos ulteriors a la infecció i que valora el paper que hi juguen els anticossos preexistents contra els coronavirus endèmics (HCoV-229E, -NL63, -OC43, i -HKU1). En el marc del projecte SeroCov, s’avaluaven amb Luminex els nivells d’anticossos (IgM, IgA, IgG) contra sis antígens de SARS-CoV-2 i contra l’antigen de nucleocàpside dels coronavirus endèmics 229E, NL63, OC43 i HKU1. La capacitat de neutralització per anticossos era valorada per citometria de flux. La cohort d’estudi era formada per 578 treballadors sanitaris de l’àmbit hospitalari, i el període de seguiment abastava fins a 7 mesos. A temps 0, la seroprevalença era del 13,5%, i en el mes 1 ja arribava al 15,6%, per tocar els 16,4% a 6 mesos. Els nivells d’anticossos i la capacitat neutralitzant es demostrava estable al llarg del temps, per bé que la IgG anti-N i la IgM en general tendeixen a esvair-se. Després d’arribar al pic de resposta, els anticossos anti-S experimenten un augment a 150 dies de l’aparició dels primers símptomes en tots els individus, i en el 73% pel que fa a la IgG, i això malgrat que no hi hagi cap re-exposició al virus. Entre els individus seropositius, els valors d’IgG i d’IgA als coronavirus endèmics són més elevats entre els qui passaren la covid-19 sense símptomes que els qui la passaren amb símptomes, cosa indicativa del valor que té l’exposició prèvia als coronavirus endèmics en la paucisimptomaticitat de la covid-19.

Cinètica de la capacitat neutralitzant d’anticossos anti-SARS-CoV-2

L’estudi SeroCov

Ana Angulo, Alberto L. García-Basteiro, Pablo Engel, Gemma Moncunill i Carlota Dobaño dissenyaren aquest estudis. Angeline Cruz, Montserrat Lamoglia, Natalia Ortega, Marta Ribes, Neus Rosell, Ruth Aguilar, Diana Barrios, Dobaño i Sarah Williams recrutaren participants, recolliren dades i obtingueren mostres clíniques. Alfons Jimenez, Marta Vidal, Aguilar, Rocío Rubio, Barrios, Robert A. Mitchell, Laura Puyol, Selena Alonso i Chenjerai Jairoce processaren les mostres, desenvoluparen i realitzaren els assaigs serològiques i les anàlisis. Angulo, Engel i Pablo Hernández-Luis realitzaren l’assaig de neutralització per citometria de flux. Edwards Pradenas, Benjamin Trinité i Julià Blanco realitzaren l’assaig de neutralització basat en pseudovirus. Aguilar, Rebeca Santano, Sonia Barroso, Anna Vilella, Anna Llupià, Antoni Trilla, Pilar Varela i Marta Tortajada contribuïren al disseny i a la interpretació crítica dels resultats. Jordi Chi, Luis Izquierdo, Natalia Rodrigo Melero, Carlo Carolis, Pau Serra, Daniel Parras i Pere Santamaria produïren els anticossos. Ortega i Ribes analitzaren les dades, amb el suport de Santano. Susana Méndez gestionà les dades clíniques. Moncunill i Dobaño supervisaren els assaigs d’anticossos i les anàlisis de dades. El primer redactat de l’article fou realitzat per Ortega, Ribes, Moncunill i Dobaño, i tots els autors aprovaren la versió final, tramesa a Nature Communications el 3 de març del 2021. L’article fou acceptat per a publicació el 16 de juliol, i publicat el 6 d’agost.

L’estudi caracteritza la cinètica d’anticossos i de la corresponent capacitat de neutralització entre març i octubre del 2020 en quatre exploracions transversals sobre la mateixa cohort de treballadors sanitaris d’hospitals. Hom valorar tres isotips (IgM, IgG i IgA) contra sis antígens del betacoronavirus SARS-CoV-2. Alhora hom valora els anticossos contra l’antigen N dels quatre coronavirus endèmics coneguts en humans: els alfacoronavirus 229E i NL63, i els betacoronavirus OC43 i HKU1. Val a dir que aquests quatre coronavirus endèmics eren responsables de vora un 10% de les infeccions agudes respiratòries abans de l’esclat de la pandèmia de covid-19.

Una cohort de 578 treballadors hospitalaris

Els 578 treballadors sanitaris de l’Hospital Clínic de Barcelona que fan part de la cohort de SeroCov foren seleccionats aleatòriament. En el marc del SeroCov se n’ha fet un seguiment en quatre visites:
- la primera (M0) entre el 28 de març i el 9 d’abril del 2020, amb 578 participants.
- la segona (M1) entre el 27 d’abril i el 6 de maig del 2020, amb 566 participants.
- la tercera (M3) entre el 28 de juliol i el 6 d’agost del 2020, amb 70 participants, ja que es convidà exclusivament als participants previs que havien mostrat indicis d’infecció per SARS-CoV-2.
- la quarta (M6) entre el 29 de setembre i el 20 d’octubre del 2020, amb 507 participants.

D’aquesta manera, resulta que en un dels participants el període de seguiment fou de 231 dies (7,7 mesos).

En els primeres visites (M0 i M1) es recollien hisops nasofaringis per fer-hi una rRT-PCR específica de SARS-CoV-2 i mostres de sang per a estudis serològics. Era en la primera visita que es recollia el consentiment informat, d’acord amb el protocol aprovat pel Comitè Ètic de l’Hospital Clínic.

A través de Luminex es valoraven els anticossos IgM, IgG i IgA adreçats a tota la proteïna S de SARS-CoV-2, a les seves subregions S1 i S2, i al domini d’unió a receptor (RBD) que es troba a la regió S1; a tota la proteïna N de SARS-CoV-2 i a la seva regió C-terminal; a tota la proteïna N dels HCoVs HKU1, 229E, OC43 i NL63.

Els anticossos neutralitzants eren estimats d’acord amb el percentatge d’inhibició de la unió de RBD al receptor (ACE2) pel plasma dels participants, valorat en un assaig in vitro de citometria de flux, en una línia cel·lular estable murina que expressa el receptor ACE2, que és exposada a la proteïna de fusió RBD-mFc.

507 individus participaren en la quarta visita

De la cohort inicial, un 12,3% no acudiren a la quarta visita, sis mesos després del recrutament. Sí acudiren 507 individus, amb una edat de 42,7±11,2 anys, dels quals el 72% eren dones. Les mostres obtingudes en les visites anteriors (M01, M1 i M3) i en aquesta visita (M6) foren assajades de nou: si la seroprevalença a M0 era del 13,5%, es passava al 15,6% en la M1 i al 16,4% en la M6.

És interessant remarcar que entre les visites M1 i M3 s’observaren seroreversions d’indivus seropositius en M0 per a IgA i IgM per a tots els antígens, en percentatges respectius del 30% i el 24,5%. No obstant, entre la M3 i M6 no s’observà cap seroreversió.

Pel que fa a la professions hospitalàries, metges i psicòlegs mostren un 50% menys de risc d’infecció que infermeres i auxiliars. De les infeccions produïdes en la cohort d’estudi, el 69% foren simptomàtiques, i en un cas calgué fins i tot hospitalització.

Les dades de 76 participants simptomàtics

Amb 235 mostres de 76 participants simptomàtics, Ortega et al. estudien la cinètica d’anticossos anti-SARS-CoV-2 en relació al dia d’aparició dels primers símptomes. La cinètica és semblant tant en els casos simptomàtics com en els asimptomàtics.

Les IgA i IgM fan un pic en el primer mes posterior a l’aparició dels primers símptomes. El pic d’IgG es produeix al voltant del dia 50. Els nivells IgG contra antígens S (S, S1, S2 i RBD) es mantenen estables, com també ho fan els IgA, fins a 230 dies després de l’aparició dels primers símptomes. De fet, vora el 70% dels participants conservaven la seropositivitat a sis mesos després de l’aparició dels primers símptomes. Els nivells d’IgM, en general, i els nivells d’IgG contra antígens N tendien més clarament al declivi, de manera que a sis mesos tan sols el 34% dels participants retenia la seropositivitat per a IgM, i el 26% per a IgG anti-N.

A partir del dia 150 es registra una tendència a l’augment dels nivells d’anticossos. La cinètica permet distingir entre individus en els quals decau el nivell d’anticossos en les visites M1-M3 i els qui sostenien o augmentaven aquest nivell.

Pel que fa a la capacitat neutralitzant del plasma de persones amb covid-19 simptomàtica, aquesta augmenta fins el dia 80, i roman estable fins més enllà del dia 250.

El rol d’anticossos contra els coronavirus endèmics en la covid-19

En mostres de plasma anteriors a la pandèmia és possible registrar reactivitat d’anticossos contra antígens SARS-CoV-2, i particularment contra la proteïna N. Això s’atribueix a anticossos generats arran d’infeccions amb els coronavirus endèmics. Durant la primera onada, hom suposà que la relativa resistència dels infants a la infecció greu per SARS-CoV-2 era deguda a aquesta immunitat creuada.

Ortega et al. analitzaren els nivells d’anticossos contra antígens N de coronavirus endèmics en 33 participants que s’infectaren de SARS-CoV-2 en el decurs de l’estudi. Val a dir que la seroconversió per SARS-CoV-2 també s’associava a una tendència a l’alça dels nivells d’anticossos contra proteïnes N de coronavirus endèmics, particularment en el cas del 229E.

Un nivell d’IgG anti-229E i anti-NL63 en la M0 s’associava a un menor risc de seroconversió per SARS-CoV-2. De tota manera l’associació més robusta es trobava entre els nivells d’IgA anti-OC43 i la protecció front a covid-19 simptomàtica en el cas d’infectar-se per SARS-CoV-2.

Lligams:

- Seven-month kinetics of SARS-CoV-2 antibodies and role of pre-existing antibodies to human coronaviruses. Natalia Ortega, Marta Ribes, Marta Vidal, Rocío Rubio, Ruth Aguilar, Sarah Williams, Diana Barrios, Selena Alonso, Pablo Hernández-Luis, Robert A. Mitchell, Chenjerai Jairoce, Angeline Cruz, Alfons Jimenez, Rebeca Santano, Susana Méndez, Montserrat Lamoglia, Neus Rosell, Anna Llupià, Laura Puyol, Jordi Chi, Natalia Rodrigo Melero, Daniel Parras, Pau Serra, Edwards Pradenas, Benjamin Trinité, Julià Blanco, Alfredo Mayor, Sonia Barroso, Pilar Varela, Anna Vilella, Antoni Trilla, Pere Santamaria, Carlo Carolis, Marta Tortajada, Luis Izquierdo, Ana Angulo, Pablo Engel, Alberto L. García-Basteiro, Gemma Moncunill & Carlota Dobaño. Nature Communications 12: 4740 (2021).

- SeroCov-1, a la pàgina d’ISGlobal.

Porífers en esculls de fa 890 milions d’anys?

Paleontologia: Elizabeth C. Turner, professora de sedimentologia de carbonats i de paleontologia d’invertebrats a la Université Laurentienne, proposa en un article a la revista Nature que microestructures vermiformes de fòssils de fa 890 milions d’anys es corresponen a demosponges. Si la interpretació és certa serien els primers testimonis fòssils de metazous. El cas és que les dades de filogènia molecular indiquen que els metazous s’originaren a començament del Neoproterozoic, però fins ara hom no havia trobat evidències físiques que datessin d’aquest període. Alguns estudis de filogènia molecular assenyalen a les esponges com el tipus animal més bàsic, i així doncs hom esperaria trobar en el Neoprotezoic primerenc fòssils d’esponges. És sabut que les demosponges keratosanes no-espiculars poden donar lloc microestructures vermiformes en sediments carbonacis corresponents a esculls. Turner presenta exemples d’aquestes microestructures petrogràfiques en sediments de 890 milions d’anys d’antiguitat. Cal pensar, doncs, que ja en aquella època hi havia organismes vermiformes de mm a cm de longitud, que vivien en el context d’esculls edificats per cianobacteris calcificants. Aquests organismes vermiformes aprofitarien nínxols ecològics on no podien viure els calcimicrobis. Si aquests organismes són realment emparentats amb els metazous del fanerozoic, la fauna del neoproterozoic primerenc hauria tingut el mèrit d’aparèixer abans de l’oxigenació neoproterozoica i de sobreviure a les glaciacions globals del criogenià.

Imatges de microstructes vermiformes de Little Dal

La vida en el Criptozoic

Poden dividir la història de la biosfera en dues etapes: la fanerozoica, de vida aparent, que data de fa 541 milions d’anys, i l’anterior, la criptozoica (o pre-fanerozoica). Els fòssils del criptozoic són ben poc pregons: estructures microbianes bèntiques, com els estromatòlits i altres microbiàlits, són de difícil interpretació, i preserven més funcionalitats que estructures biològiques.

Durant molt de temps hom assumia que els metazous o animals pluricel·lulars, havien aparegut a començament del fanerozoic. No obstant, en el darrer període del neoproterozoic, l’ediacarà, s’han identificat fòssils d’animals bilaterals i també hi ha evidència indirecta de porífers o esponges.

Hom tendeix a suposar que les esponges són els metazous més bàsics. Ara bé, dins de les esponges les que fossilitzin millor són les que tenen esquelets mineralitzats (amb espícules silícies o calcàries). Però potser les més bàsiques són les esponges d’esquelets exclusivament proteics, fets d’espongina o de queratina.

En fòssils d’esculls i estromatòlits del fanerozoic hom ha atribuït recentment a esponges queratoses microestructures vermiformes abans assignades a algues o protozous. Es tracta de microestructures tubulars anastomosants incloses en carbonats. Tafonòmicament, les demosponges queratoses, pateixen una calcificació post-mortem que dóna lloc a una automicrita: gràcies a això, una vegada es degrada l’espongina, queda un motllo que reprodueix l’estructura de l’esponja tova.

Els esculls de Little Dal

Turner ha realitzat un estudi petrogràfic en seccions fines (de 30 μm de gruix) observades al microscopi d’esculls de Little Dal, corresponents a la Formació de Stone Knife, del nord-oest de Canadà, i que tenen una antiguitat de 890 milions d’anys. Els esculls, amb gruixos de 500 metres, i diàmetres de diversos quilòmetres, foren el producte de microorganismes, particularment de calcimicrobis, identificats com a cianobacteris filamentosos. L’escull permetia elevar aquests organismes marins 100 metres per damunt del fons, i arribar així a la capa fòtica, per realitzar fotosíntesi.

Els esculls de Little Dal es corresponen a la formació de Stone Knife, de 892 ± 13 milions d’anys d’antiguitat

Els escull creixien en cinc estadis, els primers (I-III) sense morfologia consisteix, i el cinquè amb una morfologia més complexa. En aquest cinquè estadi, els calcimicrobis no són tan presents, possiblement perquè se situaven massa a prop de la superfície de l’aigua, en un entorn massa energètic.

La microestructura vermiforme apareix tan sols rarament en mostres dels estadis II, III i V. Consisteixen en masses de mm a cm de mida de tubs anastomosants. Apareixen en tres microfàcies, corresponents a tres paleoambients diferents. No hi ha microestructures vermiformes en els estromatòlits dominants pels calcimicrobis, ni tampoc en la part més fonda de l’escull.

Els fòssils de metazous més antics?

Turner posa de manifest totes les similituds en termes de forma i mida dels túbuls vermiformes de Little Dal amb les xarxes de l’esponges queratosanes modernes o amb els fòssils fanerozoics d’aquests organismes.

Ho interpreta, doncs, com a esponges que colonitzaven ambients dels esculls que no eren habitats pel calcimicrobis fotosintètics, com ara els flancs, depressions en la superfície activa de creixement, o en forats de l’estructura. Les esponges podien viure, doncs, en entorns de l’escull que romanien permanentment fora de la llum, però no ho podien fer si hi havia massa activitat dels calcimicrobis fotosintètics. El cas és que les esponges de Little Dal requerien l’oxigen molecular (llavors escàs en l’oceà) generat per les comunitats cianobacterianes: per ells, l’escull era un “oasi oxigènic”, en el benentès, que la tensió d’oxigen d’aquest entorn era ben microoxigènica en termes actuals.

Si les esponges fòssils de Little Dal són acceptades com a tal, demostrarien que els primers metazous s’haurien originat abans de l’anomenada “oxigenació neoproterozoica”. D’altra banda, serien un testimoni de la continuïtat de llinatges metazoics entre el Neoproterozoic primerenc i el Neoproterozoic tardà, creuant les grans glaciacions globals del període intermedi.

Mostres recollides entre el 1992 i el 2018

Les mostres emprades per Turner foren recollides en diversos moments entre 1992 i 2018. El treball de camp no era gens fàcil, ja que es tractava de localitats únicament accessibles per helicòpter, i la presa de mostres es feia a peu.

Lligams:

- Possible poriferan body fossils in early Neoproterozoic microbial reefs. Elizabeth C. Turner. Nature (2021).

Els riscos de la cinquena onada de covid-19

Salut pública: En una lletra a The Lancet, Deepti Gurdasani et al. alerten contra la idea que, una vegada immunitzada la població de més risc amb vaccins, la infecció massiva sigui una opció en la gestió de la pandèmia. L’article fa referència a la situació actual de “tercera onada” que es viu al Regne Unit que prepara el 19 de juliol el final de totes les restriccions.

El debat té les seves dificultats. Les restriccions que s’han imposat fins ara han navegat entre la contenció dels contagis i el manteniment d’activitats considerades més o menys essencials. Per això les restriccions s’han concentrat més en el món de l’oci que en el del treball. Alhora, la combinació de recomanacions i restriccions ha estat complexa, ja que les segones requereixen d’uns sistemes de vigilància o de coerció perquè siguin efectives.

Davant de l’actual onada de covid-19, hom ha assenyalat que el programa de vaccinació focalitzat en la gent gran ha trencat el vincle entre la infecció i la mortalitat. La forta mortalitat associada a la primera onada de covid-19 fa que les xifres actuals de mortalitat semblin més o menys acceptables. D’altra banda, el programa de vaccinació no sols protegeix de la mort de la covid-19, sinó que també redueix el percentatge de casos que requereixen ingressos hospitalaris (especialment, en UCIs).

En l’estratègia de la infecció massiva hi ha la idea que la immunitat de grup es pot assolir amb la combinació de l’extensió del programa de vaccinació i les infeccions massives de gent jove. Els experts recorden que la immunització més elevada es troba en aquelles persones que han combinat infecció natural i una dosi de vaccí d’ARNm.

Les xifres d’aquesta setmana a Catalunya indiquen un augment diari de més d’un punt percentual de la població que ha rebut la pauta completa de vaccinació. Per contra, en l’àrea metropolitana de Barcelona, el percentatge de població amb infecció activa deu rondar l’1%. Fins i tot en mig de la cinquena onada, doncs, la vaccinació és molt més efectiva com a immunitzadora que la transmissió natural.

Cal no oblidar que la infecció natural per SARS-CoV-2 entranya un risc de malaltia aguda i de complicacions de llarg termini molt més elevada que la vaccinació. “Només l’1% de les infeccions cursen de manera grau” és una frase que té poc sentit: un 1% de 100.000 persones és una xifra deu vegades superior a un 1% de 10.000 persones.

Gurdasani et al. citen cinc raons contra l’estratègia d’infecció massiva:
- la transmissió descontrolada a hores d’ara se centra en la població jove (nens, adolescents i joves) que no ha estat vaccinada. La taxa d’atac real del SARS-CoV-2 podria voltar el 20%, però no seria gaire superior, de manera que el SARS-CoV-2 compta encara amb una població susceptible descomunal (uns 17 milions al Regne Unit, per exemple). La variant delta de SARS-CoV-2 sembla més transmissible que els anteriors però conserva la patogenicitat, de manera que si se la deixa atacar a tota la població susceptible, en resultarien al Regne Unit centenars de milers de persones amb malaltia i discapacitat de llarg termini a una edat ben jove: l’impacte perduraria durant dècades.
- una alta transmissió en escoles i altres espais infantils comportarà més disrupció educativa. Sobre aquest punt Gurdasani et al. són clars: no és pas l’aïllament de positius i contactes la que provoca la disrupció educativa sinó la transmissió del virus. Al capdavall, la imperfecció del sistema de detecció fa que la majoria de casos infantils de covid-19 no siguin detectats ni isolats. La infecció massiva en escoles afectaria als infants més vulnerables per raons clíniques i socials. Una infecció massiva estival genera un reservori d’infecció que facilitarà una nova onada de tardor amb la represa d’escoles i d’universitats a partir de setembre.
- una infecció massiva és el terreny propici per a l’aparició de variants que siguin resistents als vaccins. Entre l’aparició d’una variant així i la consecució de nivells suficients d’immunització amb nous vaccins passarien mesos que reproduirien les primeres onades de covid-19.
- l’actual onada ja es deixa notar amb força en l’atenció primària, amb impacte en els serveis de salut i el personal sanitari. A Catalunya, la cinquena onada es notà primer en els positius detectats, després en l’atenció primària, seguidament en hospitals i ara, incipientment, en les UCIs.
- la covid-19 impacta especialment les comunitats més vulnerables i marginalitzades, de manera que cada nova onada aprofundeix les desigualtats prèvies.

Quines mesures defensen Gurdasani et al.? D’una banda, les mesures de salut pública recomanades per l’OMS, de distància interpersonal, higiene de mans i ventilació, així com l’ús de mascaretes en espais tancats compartits. De l’altra, un bon sistema de tests i de traçabilitat de contactes, que també passa per donar suport i no pas abandonar a les persones que han de fer quarantenes. El programa de vaccinació hauria d’incloure adolescents i joves. Mentrestant, espais compartits com les escoles haurien de comptar amb monitors de CO₂, dispositius de filtració de l’aire i una reducció efectiva de la mida de les classes.

La remodelació del Govern Pedro Sánchez

Ahir Pedro Sánchez anunciava una remodelació del Govern d’Espanya. Vuit membres del Govern l’abandonaven, i vuit nous membres els substituïen. Les vicepresidències eren reduïdes de quatre a tres. Canviaven de mans algunes carteres més, i es desplaçava Funció Pública cap a la cartera d’Hisenda. Tots els canvis afectaven a carteres ocupades a proposta del PSOE, i cap ni una a les carteres ocupades a proposta d’Unidas Podemos, el soci de coalició. Així doncs, la remodelació té també una lectura interna de partit.

Així quedarà, doncs, el Govern d’Espanya a partir de dilluns dia 12:
- President: Pedro Sánchez (*Madrid, 29.2.1972).
- Vicepresidenta primera i ministra d’Afers Econòmics i Transformació Digital: Nadia Calviño (*A Coruña, 3.10.1968).
- Vicepresidenta segona i ministra de Treball i Economia Social: Yolanda Díaz (*Fene, 6.5.1971).
- Vicepresidenta tercera i ministra de Transició Ecològica i Repte Demogràfic: Teresa Ribera (*Madrid, 19.5.1969).
- Ministre de la Presidència: Félix Bolaños (*Madrid, 17.12.1975).
- Ministre d’Afers Exteriors, Unió Europea i Cooperació: José Manuel Albares (*Madrid, 1972).
- Ministra de Justícia: Pilar Llop (*Madrid, 3.8.1973).
- Ministra d’Hisenda: María Jesús Montero (*Sevilla, 4.2.1966).
- Ministre d’Interior: Fernando Grande-Marlaska (*Bilbo, 26.7.1962).
- Ministra de Transports, Mobilitat i Agenda Urbana: Raquel Sánchez (*Gavà, 18.11.1975).
- Ministra d’Educació i Formació Professional: Pilar Alegría (*Zaragoza, 1.11.1977).
- Ministra d’Indústria, Comerç i Turisme: Reyes Maroto (*Medina del Campo, 19.12.1973).
- Ministre d’Agricultura, Pesca i Alimentació: Luis Planas (*València, 20.11.1952).
- Ministra de Política Territorial i Funció Pública: Isabel Rodríguez (*Abenójar, 5.6.1981).
- Ministre de Cultura i Esports: Miquel Iceta (*Barcelona, 17.8.1960).
- Ministra de Sanitari: Carolina Darias (*Las Palmas, 25.11.1965).
- Ministra de Drets Socials i Agenda 2030: Ione Belarra (*Pamplona, 25.9.1987).
- Ministra de Ciència i Innovació: Diana Morant (*Gandia, 25.6.1980).
- Ministra d’Igualtat: Irene Montero (*Madrid, 13.2.1988).
- Ministre de Consum: Alberto Garzón (*Logroño, 9.10.1985).
- Ministre d’Inclusió, Seguretat Social i Migracions: José Luis Escrivá (*Albacete, 5.12.1960).
- Ministre d’Universitats: Manuel Castells (*Hellín, 9.2.1942).

ZTF J190132.9+145808.7, un estel nan blanc de la mida de la Lluna

Astronomia: L’astrofísica Ilaria Caiazzo és la primera autora d’un article publicat aquesta setmana a la revista Nature sobre l’estel ZTF J190132.9+145808.7. L’objecte, identificat en el marc de la Zwicky Transient Facility, és un estel nan blanc altament magnetitzat (600-900 megagauss) i de ràpida rotació (període de 6,94 minuts). L’estel fregaria l’extrem de massa d’un nan blanc (1,4 masses solars) i ho faria encabit en un cos de radi entre 1910 i 2300 km.

Nans blancs com ZTF J190132.9+145808.7 són el producte de la fusió d’un sistema binari

Els nans blancs en l’evolució estel·lar

El grup de recerca de Maayane T. Soumagnac es dedica a l’estudi astrofísic de processos astronòmics transitoris. Instruments com la Zwicky Transient Facility (ZTF) ajuden a la identificació d’aquests autèntics cataclismes còsmics. En el seu article a Nature, Caiazzo et al. examinen ZTF J190132.9+145808.7, un cas extrem de nan blanc.

Els nans blancs són el producte de l’evolució d’estels de masses inferiors a 1,6·10³¹ kg (= 8 masses solars), i en aquest sentir són comptats entre els romanents estel·lars o estels degenerats. Com que, sovint, els estels es formen en sistemes binaris, la majoria de nans blancs pertanyen a sistemes binaris. Sírius és un exemple de sistema binari entre un estel de seqüència principal (Sírius A) i un nan blanc (Sírius B): eventualment quan, Sírius A, esdevingui un nan blanc, el sistema serà un binari de nans blancs. La distància entre Sírius A i Sírius B oscil·la entre 8 i 32 unitats astronòmiques, però en casos on les òrbites entre els dos components el sistema binari són més tancades, les pèrdues d’energia de la radiació d’ones gravitacionals poden comportar una caiguda addicional de l’òrbita fins a arribar al contacte i a la fusió. De fet, una supernova de tipus Ia és el resultat d’un contacte entre els dos components del sistema binari, un dels quals és un nan blanc. El producte final del contacte i fusió pot ésser un nan blanc massiu, en el sentit d’aplegar les masses dels dos estels progenitors. A més de massiu, el nan blanc resultant presentarà una magnetització elevada degut a la forta dinamo magnètica sorgida arran de la fusió. La conservació del moment angular orbital també comportarà que l’objecte presenti un curt període de rotació.

ZTF J190132.9+145808.7: un nan blanc extrem

L’objecte catalogat ZTF J190132.9+145808.7 és un exemple extrem d’aquest procés de fusió. Segons les observacions de Caiazzo et al. presenta un període orbital de 416 segons. El seu camp magnètic varia, en la superfície estel·lar, entre els 600 i els 900 megagauss. El radi estel·lar és estimat en 2140 km (1910-2300 km), no gaire més que el radi de la nostra Lluna (1737 km). Un radi tan petit és el producte d’un col·lapse gravitatori només explicable pel fet que el nan blanc s’acosta a l’anomenat límit de Chandrasekhar, d’uns 2,8·10³⁰ kg. Si depassés aquest límit, la pressió de degeneració electrònica no podria resistir un col·lapse gravitacional addicional que duria el nan blanc a transformar-se a estel de neutrons.

En l’interior del nucli del nan blanc les altes densitats alimenten processos d’Urca (la captura electrònica sobre sodi condueix a emissions de neutrinos), que contribueixen a refredar la superfície estel·lar.

Lligams:

- A highly magnetized and rapidly rotating white dwarf as small as the Moon. Ilaria Caiazzo, Kevin B. Burdge, James Fuller, Jeremy Heyl, S. R. Kulkarni, Thomas A. Prince, Harvey B. Richer, Josiah Schwab, Igor Andreoni, Eric C. Bellm, Andrew Drake, Dmitry A. Duev, Matthew J. Graham, George Helou, Ashish A. Mahabal, Frank J. Masci, Roger Smith & Maayane T. Soumagnac. Nature 595: 39-42 (2021)

El crani de Harbin com a tipus d‘Homo longi’, espècie del Pleistocè Mitjà Tardà de l’Àsia Oriental

Paleoantropologia: Quines poblacions humanes habitaven l’Àsia Oriental en el Pleistocè Mitjà abans que Homo sapiens (l’home anatòmicament modern) esdevingués l’única espècie supervivent és quelcom que de mica en mica es va esclarint. Cranis com el Dali, Jinniushan, Hualongdong i Harbin serien representatius d’un llinatge distint a Homo sapiens, però més proper filogenèticament aquest que no pas a llinatges arcaics com Homo neanderthalensis. En un article a la revista The Innovation del grup Cell, Qiang Ji et al. proposen emprar el crani de Harbin per classificar aquest grup en una nova espècie, Homo longi Ji & Ni. Aquesta espècie mostra, en relació a H. sapiens una combinació en mosaic de trets plesiomòrfics i apomòrfics. L’epítet específic de ‘longi’ prové de Long Jiang, el riu drac, regió a la qual pertany Harbin. L’holotip de l’espècie, el crani de Harbin HBSM2018-000018(A), arribà a la Universitat GEO de Hebei (HGU) el 2018, i és dipositat al Museu de Geociències de la HGU, a Shijiazhuang. Aquest crani es correspondria a la part superior de la formació de l’Alt Huangshan (datable en 138-309 mil anys), en una localitat propera al pont de Dongjiang, al terme municipal de Harbin. A través del mètode de sèries d’urani se li ha estimat una edat mínima de 148 ± 2 mil·lennis.

El crani de Harbin HBSM2018-000018(A)

Els caràcters diagnòstics d’Homo longi

La descripció és signada per Qiang Ji i Xijun Ni, i són coautors de l’article Wensheng Wu, Yannan Ji i Qiang Li.

Homo longi és un hominin extinct de mida massiva i amb una longitud cranial màxima, una longitud nasio-occipital i una amplada de torus supraorbital molt grans. La volta cranial és llarga i baixa, amb recés frontal i un contorn parietal uniformement corbat. El contorn occipital és arrodonit. No hi ha quilla sagital. El rostre superior és extremadament ample, amb unes òrbites oculars grans i gairebé quadrades. L’atura facial és baixa en relació a l’amplada superior. L’os de la galta és pla i baixa, amb unes fosses canines someres. No hi ha inflació maxil·lar. L’obertura nasal és ampla a la part inferior i gairebé triangular. Les parets laterals cranials són gairebé paral·leles, sense expansió lateral en la prominència parietal. L’angle de les bosses dels incisius suggereixen un prognatisme alveolar.

Així doncs, el crani de Harbin, comparat amb els humans arcaics (H. erectus, H. naledi, H. floresiensis, H. heidelbergensis/H. rhodesiensis), és de mida força gran, amb una capacitat endocranial de 1420 mL, que el situen en el rang de l’home anatòmicament modern (H. sapiens) i dels neandertals.

Comparat amb H. sapiens, el crani de Harbin manca de globularitat en la caixa cerebral, que és relativament llarga i baixa. Hi manquen les bosses parietals. El torus supraorbital és proporcionalment molt més gran. Entre les similituds amb l’home modern, el crani de Harbin té una altura facial força baixa, una regió zigomaxil·lar plana i un prognatisme general reduït.

El mosaicisme de trets arcaics i moderns, amb predomini dels segons, en el crani de Harbin, recorda al mosaicisme que hom troba en cranis africans (Jebel Irhoud 1, Eliye Springs) de l’anomenada fase inicial o antecedent a l’home anatòmicament modern.

En comparació amb els neandertals, el crani de Harbin comparteix un torus supraorbital massiu i corbat, amb un fort gruix lateral. La constricció postorbital és fins i tot proporcionalment més profunda que les dels neandertals. L’angle zigomaxil·lar deixa el crani de Harbin a mig camí entre H. neanderthalensis i H. sapiens.

La comparació de crani de Harbin amb el crani de Dali posa de manifest, d’entrada, la presència d’una quilla sagital en el segon. Les òrbites del crani de Harbin són proporcionalment més grans, mentre que les del crani de Dali són més arrodonides.

Respecte del crani de Harbin, el crani de Jinniushan té una capacitat cranial semblant (de 1390 mL) però és més gràcil en la regió maxil·lar, la regió orbital i la regió molar.

El crani de Hualongdong és d’un individu adolescent, amb més afinitat morfològica pel crani de Dali que pel crani de Harbin.

El crani de Xuchang té una capacitat craniana molt més gran que el de Harbin, i la caixa cerebral és més ampla i més baixa. És més gràcil en la regió ocular i mastoidal.

El crani parcial de Maba també és més gràcil que el de Harbin en la regió supraorbital, i amb un os nassal més projectat.

El lloc del crani de Harbin en l’arbre filogenètic humà

Com que ara domina el paradigma diferenciador entre l’home anatòmicament modern (H. sapiens) i els homes arcaics, resulta inevitable que espècimens com el crani de Harbin siguin descrits com una combinació o mosaic de trets arcaics (apomòrfics) i moderns (plesiomòrfics). Aquesta combinació, de tota manera, resulta clau per fer un diagnòstic diferenciat respecte d’espècies més ben conegudes (H. sapiens, H. erectus, H. neanderthalensis i H. heidelbergensis/rhodesiensis).

El crani de Dali ha estat matèria de controvèrsia de classificació i hom l’ha descrit com a subespècie moderna (Homo sapiens daliensis), com a subespècie arcaica (Homo heidelbergensis daliensis) i com a espècie (Homo daliensis). Ji et al. són més partidaris de mantindre l’espècie H. daliensis, i d’incloure-hi també el crani de Hualongdong.

Pel que fa a la mandíbula de Xiahe, Ji et al. pensen que caldria classificar-la dins de H. longi.

Lligams:

- Late Middle Pleistocene Harbin cranium represents a new Homo species. Qiang Ji, Wensheng Wu, Yannan Ji, Qiang Li, Xijun Ni. The Innovation (2021)

Com és que el nostre Sol no és un nan roig? David Kipping ens ofereix quatre respostes

Cosmosociologia: En l’entrada anterior fèiem referència a la “paradoxa de Fermi”. És a dir, com és que no coneixem cap altra civilització avançada que la del nostre planeta? Una possible resposta a la “paradoxa de Fermi” és la “hipòtesi de la Terra rara”, que assum que el nostre planeta ha estat especialment privilegiat, en part per la natura del nostre estel (“hipòtesi del Sol rar”), per la conformació del nostre sistema solar (“hipòtesi del Júpiter benefactor”), del nostre satèl·lit (“hipòtesi de la Lluna reguladora”) i de tota una altra sèrie de factors galàctics, estel·lars, planetaris, geològics i ecològics. En la fórmula de Drake, la “hipòtesi de la Terra rara” es tradueix en factors molt acostats a 0. Si ens fixem en la “hipòtesi del Sol rar” hem d’admetre un aspecte. El Sol és un estel de tipus espectral G2V, de manera que en el diagrama de Hertzsprung-Russell ocupa un lloc relativament central. Entre els estels de la seqüència principal, no obstant, la classe més nombrosa és, de llarg, la M: els nans vermells són els estels més abundants de l’univers. D’aquesta manera, hom ha formulat la “paradoxa de cel vermell”, en el sentit que el Sol no pertanyi a aquesta classe estel·lar. D’acord amb el principi copernicà expressat per Hermann Bondi en el 1952 hem d’assumir que ni la Terra, ni el Sistema Solar, ocupen un lloc d’observadors privilegiats en un univers que, a gran escala, és homogeni i isotròpic. Però com encaixa el principi copernicà amb un Sol que fa part d’una classe relativament minoritària d’estels? David Kipping ens ofereix quatre possibles respostes en un article publicat a la revista PNAS.

Diagrama de Hertzsprung-Russell de classificació dels estels segons la magnitud absoluta (eix y) i el tipus espectral (eix x). La línia V representa la seqüència principal, on es troben la major part dels estels de l’univers, concentrats a més en el cantó inferior dret del gràfic

Primera resposta: l’atzar

L’astrònom David Kipping és professor ajudant de la Columbia University i cap de Cool Worlds Lab. Conegut pels seus intents d’identificar satèl·lits d’exoplanetes gegants, en els darrers temps ha aplicat la probabilitat bayesiana a qüestions fonamentals de cosmobiologia i cosmosociologia (com vam comentar el mes de maig passat).

En el decurs de les darreres dècades ha esdevingut clar que els anomenats “nans vermells” o “nans roigs” són els estels més nombrosos de l’univers. És lògic que sigui així si pensem són els estels de menor temperatura superficial, els que tot just depassen el límit de massa necessari per tal que en el seu interior es produeixi la fusió de proti (¹H). De manera relacionada són estels “de llarga vida”, en el sentit que durant molt i molt de temps poden sostindre, a baix ritme, aquesta fusió d’hidrogen. A més, en els darrers anys, la recerca exoplanetològica ha mostrat com una porció considerable de nans vermells disposen al seu voltant de sistemes planetaris, incloent-hi planetes rocallosos amb òrbites situades en la “zona temperada”. Missions com CARMENES s’adrecen específicament a la identificació d’“exoterres temperades” al voltant d’estels de tipus espectral M.

Val a dir, però, que dels estels més pregons del nostre cel, cap no és un “nan vermell”. Això té fàcil explicació: l’estel d’aquesta categoria més proper al nostre Sistema Solar, Proxima Centauri, situat a 4,2465 anys-llum té una magnitud aparent de +11,13, i no fou descobert fins el 1915. Però la “paradoxa del cel vermell” concretament fa referència al fet que el nostre planeta no orbiti precisament un “nan vermell”, un estel de tipus espectral M.

Per apreciar la “paradoxa del cel vermell” cal comptar en quina relació es troben els estels de tipus espectral central (F, G, K) respecte dels estels de tipus espectral M. Per cada estel de tipus F/G/K n’hi ha 5 estels de tipus M. A més, els estels de tipus M tenen una durada temporal en la seqüència principal 20 vegades superior a la dels estels de tipus F/G/K. Globalment, doncs, considerant freqüència i durada arribem a un valor de 1 a 100 (és a dir, que per cada milió d’anys d’estels de tipus F/G/K n’hi ha 100 milions d’anys de nans vermells de tipus M), la qual cosa entra en col·lisió amb el principi copernicà: formem part d’un sistema solar que té un estel de classe espectral rara.

Kipping contempla en el seu article (tramès del 30 de desembre del 2020 a PNAS, i acceptat el 19 d’abril) quatre possibles solucions a la “paradoxa del cel vermell”. La primera és la més senzilla, pensar que és qüestió d’atzar.

Si ens aturéssim en la qüestió de freqüències estel·lar, el tema de l’atzar no semblaria tan forçat: per cada estel de tipus solar n’hi ha cinc nans vermells. Però, com hem dit, aquesta proporció es dispara quan considerem que el Sol es troba en la seqüència principal durant vora 10.000 milions d’anys, mentre que un nan vermell pot durar en la seqüència principal 200.000 milions d’anys i, de fet, els nans vermells més petits (que són també els més abundants) poden resistir bilions d’anys abans de consumir la seva reserva d’hidrogen. Per acabar-ho d’adobar, la recerca exoplanetològica ens mostra que al voltant de nans vermells hi ha una abundància de planetes rocallosos, una fracció considerable d’ells situats en l’anomena “zona habitable circumstel·lar”. Dit d’una altra manera, la immensa majoria de planetes semblants a la Terra giren al voltant d’estels de tipus espectral M i no pas de tipus espectral G.

En valorar fins a quin punt és rar el nostre Sol cal tindre en compte altres aspectes. Kipping ho fa a través de la formulació d’una funció de la probabilitat bayesiana de trobar-se al voltant d’un estel F/G/K. Per exemple, si hom assum que el procés que va de la química prebiòtica al desenvolupament de vida intel·ligent és universalment ràpid i freqüent, llavors la probabilitat de trobar-se al voltant d’un estel F/G/K no és gaire menor que la trobar-se al voltant d’un estel M (1 contra 5). Ara bé, en la Terra, la química prebiòtica es donava ja fa més de 4.000 milions d’anys, mentre que la vida intel·ligent és cosa, a molt estirar, dels darrers centenars de milers d’anys. I si el procés que condueix a la vida intel·ligent és tan universal i tan ràpid, llavors hem de repetir la frase d’Enrico Fermi del 1950: “on són?”.

Si la durada típica entre la química prebiòtica i la vida intel·ligent fos de l’ordre de 4.000 milions d’anys (és a dir, com l’experimentada a la Terra), llavors els estels de tipus M jugarien amb avantatge per la llur major perdurabilitat. En aquest cas, la probabilitat de trobar-se al voltant d’un estel de tipus F/G/K s’acostaria a 1 contra 100. La resolució I que contempla Kipping és la d’acceptar aquesta xifra i assumir que el fet que el nostre Sol sigui un estel de tipus G és el resultat d’un rar atzar.

Segona resposta: una taxa atenuada d’aparició

La resolució II suposa una taxa atenuada d’aparició de vida intel·ligent en estels de tipus M. Si l’atenuació fos de dos ordres de magnitud, la paradoxa del cel vermell quedaria del tot aclarida. Entre els elements que afavoreixen aquesta atenuació hi ha les flamarades d’alta energia típiques dels nans vermells, que podrien tindre un efecte esterilitzant sobre les biosferes dels planetes que els envolten. També hom pot argüir la irregularitat de les emissions dels nans vermells, especialment en les primeres etapes, la qual cosa podria interferir en la formació d’oceans en planetes temperats. Una altra font d’atenuació, relacionada amb la “hipòtesi del Júpiter benefactor”, és la menor taxa de formació de planetes gegants al voltant de nans vermells, la qual cosa podria deixar desprotegits els planetes interiors davant de pluges cometàries o d’impactes asteroidals.

Tercera resposta: una finestra evolutiva truncada

La resolució III consistiria en assumir per als nans vermells una finestra d’habitabilitat truncada, especialment pel que fa a les fases inicials. Si aquest factor fos de 5, la paradoxa del cel vermell quedaria resolta.

Quarta resposta: una escassedat d’hàbitats adients

La resolució IV suposa que, en realitat, la freqüència de planetes rocallosos en zones temperades al voltant d’estels M no és tan elevada com al voltant d’estels F/G/K. De fet, els estudis exoplanetològics presenten un biaix cap als tipus d’estels M més massius (M0-M1), i bé podria ser que els estels M menys massiu i més abundants (M7-M8) tendissin a presentar menys tendència a la formació de sistemes planetaris.

Entre l’atzar i la necessitat

Les resolucions II-IV no són excloents entre elles, i podrien actuar conjuntament de filtres per a l’aparició de formes de vida intel·ligent al voltant de nans vermells. Els projectes de recerca exoplanetològica dels propers anys poden esclarir factors relacionats amb aquestes resolucions, particularment el relacionat amb l’abundància de planetes rocallosos temperats al voltant dels nans vermells més petits. La investigació sobre els propis nans vermells ajudarà també a caracteritzar l’evolució d’aquests estels.

Si els filtres associats a les resolucions II-IV reben el suport d’observacions, això alhora contribuirà a reforçar la idea que la resposta a la paradoxa de Fermi és que la formació de vida intel·ligent no és tan fàcil, i que requereix de planetes preferiblement al voltant d’estels més massius i més rars.

Lligams:

- Formulation and resolutions of the red sky paradox. David Kipping. PNAS 118: e2026808118 (2021).

- The Red Sky Paradox, al canal de Youtube de Cool Worlds.

Karl-Florian Platt i la freqüència de vida en l’univers

Cosmobiologia: Avui, en el marc del número especial “The Meaning of Life in the Universe”, la revista Philosophies publica un article de Karl-Florian Platt sobre càlculs de la freqüència de la vida en l’univers a l’estil de la fórmula de Drake del 1961. Aquest article fou enllestit el 10 d’abril i revisat l’1 de juny, i fa una revisió d’algunes modificacions de l’equació de Drake. Platt ens presenta una versió reduïda de l’equació, destinada a fer una estimació de la freqüència de planetes habitables, però amb la voluntat també d’integrar-hi l’habitabilitat dels satèl·lits.

Les primeres recerques sobre formes de vida intel·ligent començaren en el 1959 a l'Observatori de Green Bank (West Virginia). En aquella època hom no disposava d'evidències ni tan sols de l'existència de planetes més enllà del Sistema Solar.

Seixanta anys de l’equació de Drake

Enrico Fermi, en una ocasió, davant d’una discussió sobre la quantitat d’estels en la galàxia i la seva longevitat, la qual duia a pensar que l’univers era ple de planetes habitats per civilitzacions més antigues i més avançades que la nostra, va esclatar: “bè, però on són?”. Aquesta “paradoxa de Fermi” es formulava en una època de desenvolupament de les comunicacions. Així, en el 1959 Giuseppe Cocconi i Philip Morrison consideraven que hom disposava ja de prou tecnologia com per detectar senyals d’aquestes civilitzacions extraterrestres, i proposava que la banda de longitud d’ona corresponent a l’hidrogen neutre de 1,42 MHz (la línia hiperfina d’hidrogen de 21 cm) havia d’ésser obejcte d’una recerca preferent. Frank Drake, aquell mateix any, des del Green Bank Observatory inicià l’estudi de senyals en aquesta banda, començant pels estels Èpsilon Eridani i Tau Ceti: com que la recerca fou infructuosa, la paradoxa de Fermi tornava a presentar-s’hi.

A partir del 1961, Frank Drake i una sèrie de col·laboradors que han rebut el malnom de l’Orde del Dofí, desenvoluparen l’actualment denomina equació de Drake:

N = R* · f_p · n_e · f _l · f_i · f_c · L

N és el nombre de civilitzacions extraterrestres de la galàxia que, en un moment donat, són capaces de comunicar-se per senyals de radioones. R* és la taxa de formació estel·lar. La f_p és la proporció d’estels al voltant dels quals es formen planetes. La n_e és el nombre de planetes habitables al voltant d’un estel que forma planetes. La f_l és la freqüència de planetes habitables on es desenvolupen formes de vida. La f_i és la freqüència de planetes habitats on es desenvolupen formes de vida intel·ligents. La f_c és la freqüència de planetes habitats per formes de vida intel·ligent que desenvolupen civilitzacions capaces de comunicar-se amb radioones. La L és la longevitat mitjana d’aquestes civilitzacions.

L’Orde del Dofí provà de fer estimacions d’aquests paràmetres. Per la banda alta, el nombre N és de 50 milions. Per la banda baixa d’aquestes estimacions, el nombre N és de 20.

Des de llavors, hom ha anat revisant aquestes estimacions a la baixa, de manera que alguns càlculs han assumit que N = 1 és un valor ben plausible.

Una fórmula de Drake cosmobiològica

La fórmula de Drake del 1961 és una fórmula cosmosociològica. Hom pot fer una reducció cosmobiològica, centrada senzillament en valorar el nombre de planetes habitats en la galàxia en un moment concret:

N = R* · f^{p · ne · fl L}

Aquí la L es refereix al període mitjà durant el qual un planeta habitat és efectivament habitat.

Durant els darrers 60 anys, hom ha anat refinant les estimacions de R*. Podem assumir un interval d’entre 1,5 i 2,3 estels nous per any a la Via Làctia. Ara bé, aquest valor R* convé desglossar-lo segons la massa d’estel. La relació de R* per a cada massa estel·lar M es pot expressar en funció de massa solar M_S i d’un exponent -α. Per a estels de masses inferiors a 0,08 M_S, α seria igual a 0,3. Per a estels de 0,08-0,5 M_S, α seria igual a 1,3.

També hi ha hagut avenços en l’estimació de f_p, gràcies a la identificació, en les darreres dècades, de planetes extrasolars. Hom ha estimat que entre el 3,5% i el 7,4% de tots els estels de masses semblants a la del nostre Sol tenim planetes de masses semblants a la Terra orbitant amb períodes de 200-400 dies. D’això se’n derivaria un valor de n_e·f_p de 0,4. Cal pensar que nous programes de recerca exoplanetològica provocaran revisions d’aquestes estimacions.

Pel que fa a L, des d’un punt de mira cosmobiològic, el factor limitant seria el temps que passa l’estel respectiu en la seqüència principal. Aquest temps depèn de la massa estel·lar: com més massiu és un estel menys temps passarà en la seqüència principal:

10¹⁰ anys · (M_S/M)^5/2

Platt, atenent, a aquests càlculs, i centrant-se en estels de masses semblants a les del sol arriba a aquesta fórmula:

N(n · M_S)·pc^-3 = n_e · 0,6 · 10¹⁰ x (1/n)^α+2,5 · f_l

On el volum es mesura en parsecs (pc). Per a un estel de tres masses solars, la R* seria de 0,0799 estels/any·pc³. Aplicant-hi una n_e de 0,4 surten 0,03197 planetes. En estels de tres masses solars, el període en la seqüència principal és relativament curt, d’uns 385 milions d’anys.

Platt estén la seva fórmula amb f_M, per encabir-hi també els satèl·lits habitables i no únicament els planetes principals. Cal pensar que si un sistema estel·lar té un o més planetes gegants en la zona habitable, el valor de f_M serà proper a 1. Però en general, el valor de n_M s’assum com un valor baix.

En tot cas la fórmula queda expressada així:

N (nM_S)·pc^-3 = (0,4 · f_lp · n_M · f_lM · 0,6 · 10¹⁰ anys · (1/n)^α+5/2.

Podem provar d’afegir-hi nombres. Veurem com en un parsec cúbic hi cap, en general, un nombre limitat de planetes i satèl·lits habitats. Però si pensem en un volum més gran, el nombre creix. Ara bé, les distàncies típiques entre planetes i satèl·lits habitats són massa elevades. És en aquesta dilució potser on hi ha la resposta a la paradoxa de Fermi.

Lligams:

- Drake-like Calculations for the Frequency of Life in the Universe. Karl-Florian Platt. Philosophies 6: 49 (2021).

Binaris eclipsants de llarg període formats per un estel gegant ocultat per un disc circumsecundari

Astronomia: Leigh Smith és el primer autor d’un article que apareixerà al número d’agost de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society dedicat a VVV-WIT-08, un estel de tipus gegant que experimentà una caiguda de lluminositat, arribant a un mínim l’abril del 2012. En el moment del mínim, VVV-WIT-08 havia perdut el 97% de flux lluminós. La caiguda i recuperació ulterior de lluminositat era en l’estil d’un eclipsi, amb un gràfic relativament llis, i en total durà uns centenars de dies. La denominació de VVV fa referència a Vista Variables in the Via Lactea, un programa d’observació en l’infraroig proper del Bulb Galàctic des del Telescopi VISTA de l’observatori xilè de Paranal, adreçat a la identificació d’estels variables. Trobar estels variables i tipificar-los, tant en el bulb com en el disc de la Via Làctia contribueix a aclarir, utilitzant aquests estels com a candeles de referència, la morfologia tridimensional de la nostra galàxia. I què vol dir WIT? Vol dir “What Is This?”. Sota VVV-WIT, els investigadors de VVV col·loquen tots aquells estels variables que no acaben d’encaixar en el coneixement actual.

Epsilon Aurigae, TYC 2505-672-1, ASASSN-21Co i VVV-WIT-08 serien exemples d’estels gegants ocultats periòdicament pel disc circumstel·lar d’un estel secundari.

Disset anys de seguiment

Leigh C. Smith, Sergey E. Koposov, Philip W. Lucas, Jason L. Sanders, Dante Minniti, Andrzej Udalski, N. Wyn Evans, David Aguado, Valentin D. Ivanov, Roberto K. Saito, Luciano Fraga, Pawel Pietrukowicz, Zephyr Penoyre i Carlos González-Fernández trameteren l’article a la revista MNRAS el 31 d’agost del 2020. Hi seguí un procés de revisió del treball que no conclogué fins el 16 d’abril del 2021. El dia 23 d’abril l’article fou acceptat, i fou publicat en-línia l’11 de juny.

Cadascun dels estels catalogats com a VVV-WIT suposa un repte, i genera comunicats a The Astronomer’s Telegram, presentacions a congressos i articles. Què és VVV-WIT-08? És un estel gegant de tipus tardà (és a dir, amb una temperatura superficialment relativament freda). Smith et al. aporten 17 anys d’observacions d’aquest objecte, durant els quals l’únic esdeveniment remarcable és el ja citat mínim d’abril del 2012. Al voltant d’aquella data, durant uns centenars de dies, VVV-WIT-08 patí un eclipsi: en el pic d’abril del 2012 l’estel tan sols emetia un 3% del flux lluminós habitual.

Smith et al. aporten les corbes lluminoses durant “l’eclipse” de VVV-WIT pel que fa a les bandes V (visual, de 551±88 nm de longitud d’ona), I (infraroig, de 806±149 nm de longitud d’ona) i K_s (infraroig, de 2150±390 nm), obtingudes tant pel programa VVV com per l’OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment, iniciat per Udalksi, un dels co-autors de l’estudi). Que es tractava d’un eclipsi queda manifestat pel fet que les diferents bandes experimentaven una caiguda en paral·lel, és a dir que l’esdeveniment en qüestió fou essencialment acromàtic.

Modelització de l’esdeveniment com una ocultació

Més enllà de l’eclipsi experimentat en el 2012, VVV-WIT-08 presenta algunes propietats físiques peculiars. Pel que fa a l’eclipsi, Smith et al. el modelen com una ocultació produïda per una ombra el·líptica d’opacitat uniforme: d’aquest modelatge es dedueixen uns límits sobre la mida física i la velocitat de l’objecte eclipsant.

Smith et al. consideren improbable que l’ocultació hagi estat produïda per un arrenglerament accidental, és a dir que l’objecte eclipsant no tingui una connexió gravitatòria amb VVV-WIT-08.

L’objecte eclipsant, doncs, segons Smith et al. ha d’ésser d’un objecte opac amb un radi o gruix no pas inferior a 0,25 unitats astronòmiques (= 3,7·10¹⁰ m). Cap dels candidats considerats per Smith et al., però, encaixa satisfactòriament amb totes les dades d’OGLE o de VVV.

Un eclipsi per un disc circumsecundari: més un suggeriment que una resposta definitiva

La durada (centenars de dies), la profunditat (97%), l’acromaticitat relativa (que afecta igualment bandes des de la llum visible a les microones) de l’eclipsi de VVV-WIT-08 en el 2012 indiquen el caràcter excepcional d’aquest esdeveniment.

Ara com ara, Smith et al., bo i admetent que no n’han desentrellat el secret, assenyalen la possibilitat que es tracti d’un sistema binari eclipsant de molt llarg període integrat per un estel gegant i un estel secundari dotat d’un disc circumstel·lar inusualment dens.

Aquest model és el que hom propugna per Èpsilon Aurigae, un estel de tercera magnitud que rep el nom tradicional d’Almaaz (“la cabreta”, per la seva posició aparent, annexa a Capel·la). Enguany fa 200 anys, que Johann Heinrich Fritsch l’assenyalà com a possible estel variable, cosa que confirmaren en els anys 40 del segle XIX Eduard Heis i Friedrich Wilhelm Argelander. A principi del segle XX hom ja havia establert la periodicitat d’aquesta variabilitat: cada 27 anys, Èpsilon Aurigae cau de la magnitud aparent habitual de +2,92 fins a un mínim de +3,83. Aquests eclipsis periòdics tenen una durada de 640 a 730 dies. Fora d’aquests períodes, Èpsilon Aurigae també experimenta oscil·lacions amb un període que gira al voltant dels 66 dies. Èpsilon Aurigae és, com VVV-WIT-08, un estel gegant de tipus tardà o fred, concretament del tipus espectral F0.

Corba de llum de Epsilon Aurigae entre el 2008 i el 2012

Un altre estel que podria entrar en aquesta categoria és TYC 2505-672-1. També hi podria entrar ASASSN-21co, un estel pel qual l’Associació Americana d’Observadors d’Estels Variables (AAVSO) llençà una campanya d’observacions aquest mes de març. Si el període d’Epsilon Aurigae és de 27 anys, el d’ASASSN-21co seria de 12 anys (Way et al., 2021). En el catàleg de VVV-WIT, a més de VVV-WIT-08, hi hauria dos altres entrades corresponents possibles sistemes eclipsants de llarg període amb un disc circumsecundari com a objecte ocultador.

Lligams:

- VVV-WIT-08: the giant star that blinked. Leigh C Smith, Sergey E Koposov, Philip W Lucas, Jason L Sanders, Dante Minniti, Andrzej Udalski, N Wyn Evans, David Aguado, Valentin D Ivanov, Roberto K Saito, Luciano Fraga, Pawel Pietrukowicz, Zephyr Penoyre, Carlos González-Fernández. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 505: 1992-2008 (2021).

T2T-CHM13: La seqüència completa d’un genoma humà de cada telòmer a cada telòmer

Genètica humana: Enguany en fa vint que Celera Genomics i el Consorci Internacional de Seqüenciació del Genoma Humà publicaven l’esborrany inicial del genoma humà. Amb això, i amb les aportacions realitzades en els anys següents, hom podia dir que s’havia seqüenciat ja tot el genoma humà, és a dir que hom disposava de la sèrie de nucleòtids (d’adenina A, de citosina C, de guanina G i de timina T) que integraven els àcids desoxiribonucleics d’un genoma humà individual de referència (GRCh38). El procediment de seqüenciació que havia impulsat Craig Venter (*1946) havia fet accessible pràcticament tota l’eucromatina humana. Ara bé, l’eucromatina suposa el 92% del genoma. La resta, conformada per l’heterocromatina i altres regions complexes dels cromosomes, o bé no era seqüenciada o bé ho era erròniament. Encara que això només sigui el 8% del genoma, cal pensar que dins queden incloses regions d’importància estructural per als cromosomes, com els centròmers (que permeten la interacció dels cromosomes amb el sistema de microtúbuls durant la mitosi) o els telòmers (que salvaguarden els extrems dels cromosomes). Per tal d’aconseguir una seqüència realment completa d’un genoma humà es va crear el Consorci de Telòmer a Telòmer (T2T), que recentment ha publicat els 3.055 mil milions de parells de nucleòtids que conformen un genoma humà. Aquest T2T-CHM13 abasta sense interrupcions els 23 cromosomes d’una dotació haploide (22 autosomes i el cromosoma X). Respecte de GRCh38, a més de corregir-hi nombrosos errors, afegeix uns 200 milions de parells nucleòtids, entre els quals trobem 2.226 còpies paràlogues de gens, de les quals 115 codificarien proteïnes. Entre les noves regions seqüenciades hi ha totes les matrius de satèl·lits centromèrics, així com els braços curts dels cinc cromosomes acrocèntrics (13p, 14p, 15p, 21p i 22p).

Microfotografia de Steffen Dietzel que ens mostra els cromosomes d’un limfòcit humà en metafase

El genoma humà després del Projecte Genoma Humà

Encara que el Projecte Genoma Humà (HGP), iniciat en el 1990, i els treballs en paral·lel de Celera Genomics, iniciats en el 1998, foren considerats essencialment acomplerts entre el 2001 i el 2003, el Genome Reference Consortium (GRC) hi ha continuat treballant. La versió actualitzada del genoma humà de referència (GRCh38.p13) és del 28 de febrer del 2019.

La cursa per aconseguir la seqüenciació del genoma humà sol ésser assignada a Celera Genomics. Entre el 1998 i el 2001, Celera Genomics explotà la tècnica de “shotgun” ideada per Craig Venter, i que, en formes més o menys modificades, és aplicada per la majoria de projectes genòmics posteriors.

El GRC, contràriament, ha fet servir la tècnica basada en la clonació de fragments genòmics en cromosomes artificials de bacteris (BAC), als quals s’aplica el mètode de seqüenciació de Sanger. Les seqüències resultants són ordenades i orientades en el genoma a través de tècniques d’hibridació i anàlisi de lligament genètic. Tot plegat és més laboriós, però permet aconseguir un genoma de referència més acurat i continu.

Existeixen, però, limitacions a l’aproximació del GRC. Les regions heterocromàtiques, que constitueixen un 8% del genoma, no es poden clonar, mapar i aplegar de manera fiable. Les repeticions llargues en tàndem s’hi troben subrepresentades pel procés de restricció i de clonació. Per aquestes i altres raons, el GRCh38.p13 conté 151 milions de parells de nucleòtids de seqüència desconeguda (“N”), que afecten regions pericentromètriques i subtelomèriques, duplicacions segmentals recents, matrius de gens amplicònics, matrius de gens ribosomals (rDNA), etc. Entre els buits més grans hi ha els braços curts dels cromosomes acrocèntriques (Chr13, Chr14, Chr15, Chr21 i Chr22) i les grans matrius de satèl·lits (com les dels cromosomes 1, 9 i 16).

De tota manera, cal dir que GRCh38.p13 és el genoma de vertebrat més complet que s’hagi produït. Els defectes de GRCh38 no es poden resoldre amb les tècniques de seqüenciació de baix cost, però si amb mètodes de seqüenciació llarga. Els projectes de telòmer a telòmer (T2T) cercaren primer l’aplicació d’aquestes tècniques de seqüenciació i ensamblatge en cromosomes humanes individuals i en els genomes gairebé completament homozigots de línies cel·lulars de moles hidatidiformes (CHM).

El Consorci T2T ha combinat la seqüenciació ultrallarga de PacBio HiFi i d’Oxford Nanopore, per aplicar-la a la línia cel·lular essencialment haploide CHM13hTERT. D’això n’ha resultat T2T-CHM13 com a seqüència de referència.

CHM13 T2T v.1.1

El 7 de maig del 2021 es publicava CHM13 T2T v.1.1. El material biològic de partida és una mola hidatidiforme completa (CHM13). La mola hidatidiforme completa és el resultat de la implantació en l’úter d’un embrió derivat d’un òvul fecundat que ha perdut el material genètic matern, suplert per la duplicació del material genètic patern. En el cas de CHM13 el cariotip és 46,XX, amb un baix nivell d’heterozigositat (consistent, entre d’altres, en una deleció heterozigòtica d’un milió de parells de nucleòtids en la matriu de rDNA del cromosoma 15).

L’esforç de T2T s’ha centrat en lidiar amb les regions del genoma que presenten repeticions de major extensió. Això inclou els braços curts dels cinc cromosomes acrocèntrics o la regió HSat3 del cromosoma 9. El repte es troba el camí correcte de la seqüència lineal de cada cromosoma entre aquestes repeticions, i també en fer-la arribar fins als telòmers.

Les regions de rDNA

En el genoma humà, les regions rDNA són repeticions gairebé idèntiques de 45.000 parells de nucleòtids que contenen còpies del gen 45S rDNA en tàndem, situades en els braços curts (p) de cromosomes acrocèntrics. La longitud d’aquestes regions no tan sols varia entre individus, sinó també entre línies cel·lulars somàtiques d’un mateix individu. El genoma de CHM13 conté aproximadament 200 còpies de rDNA per haplotip, i és en la regió rDNA del cromosoma 15 hom mostra heterozigositat per a una gran deleció.

Una seqüència de 3.054.815.472 parells de nucleòtids d’ADN nuclear i 16.569 parells de nucleòtids d’ADN mitocondrial

Com que CHM13 és una línia cel·lular femenina, no conté el cromosoma Y en el seu genoma. En qualsevol cas, T2T-CHM13v1.1 ofereix una seqüència completa de telòmer a telòmer per a cadascun dels 22 autosomes i per al cromosoma X, a més de la seqüència del genoma circular dels mitocondris.

Respecte del GRCh38, T2T-CHM13 afegeix o corregeixen 238 milions de parells de nucleòtids, dels quals 180 milions es corresponen a satèl·lits centromèrics, 68 milions a duplicacions segmentals i 10 milions a rDNAs. Així doncs, T2T-CHM13 s’estructura en 24 seqüències contígues (1 per a cada crosomoma).

El caràcter tan complet de T2T-CHM13 (tan sols hi hauria 8,18 milions de parells de nucleòtids amb dubtes) fa robustes algunes de les seves xifres: el genoma humà contindria 63.494 gens, dels quals 19.969 codifiquen proteïnes. Aquests gens generen 233.615 transcrits diferents, dels quals 86.245 codifiquen proteïnes. El 6,61% del genoma humà consisteix en duplicacions segmentals. El 53,94% del genoma són repeticions amb 631,64 milions de nucleòtids corresponents a LINE; 390,27 milions a SINE; 269,91 a LTR; 150,42 a satèl·lits; 77,69 a repeticions simples; 4,65 a retroposons i 1,71 milions a rRNA.

De particular rellevància és comptar amb la seqüència dels braços curts de cromosomes acrocèntrics, que constitueixen un total 66,1 milions de parells de nucleòtids. Aquests braços curts contenen còpies de gens de rDNA (que contenen la informació de les molècules estructurals d’ARN dels ribosomes, els orgànuls responsables de la síntesi proteica) i participen en la formació del nuclèol.

Perspectives de futur

Actualment, el Consorci T2T treballa en la seqüenciació del cromosoma Y de la línia cel·lular HG002 (cariotip 46,XY). El fet que una bona part del cromosoma Y sigui heterocromàtic atorga importància a aquest esforç.

Les tecnologies de seqüència de llarga lectura també presenten un gran potencial per als projectes genòmics basats en la diversitat de les poblacions humanes, com el Human Pangenome Reference Consortium. El Consorci T2T, en aquest sentit, vol estudiar la variació polimòrfica de les regions heterocromàtiques del genoma humà.

Lligams:

The complete sequence of a human genome. Sergey Nurk, Sergey Koren, Arang Rhie, Mikko Rautiainen, Andrey V. Bzikadze, Alla Mikheenko, Mitchell R. Vollger, Nicolas Altemose, Lev Uralsky, Ariel Gershman, Sergey Aganezov, Savannah J. Hoyt, Mark Diekhans, Glennis A. Logsdon, Michael Alonge, Stylianos E. Antonarakis, Matthew Borchers, Gerard G. Bouffard, Shelise Y. Brooks, Gina V. Caldas, Haoyu Cheng, Chen-Shan Chin, William Chow, Leonardo G. de Lima, Philip C. Dishuck, Richard Durbin, Tatiana Dvorkina, Ian T. Fiddes, Giulio Formenti, Robert S. Fulton, Arkarachai Fungtammasan, Erik Garrison, Patrick G.S. Grady, Tina A. Graves-Lindsay, Ira M. Hall, Nancy F. Hansen, Gabrielle A. Hartley, Marina Haukness, Kerstin Howe, Michael W. Hunkapiller, Chirag Jain, Miten Jain, Erich D. Jarvis, Peter Kerpedjiev, Melanie Kirsche, Mikhail Kolmogorov, Jonas Korlach, Milinn Kremitzki, Heng Li, Valerie V. Maduro, Tobias Marschall, Ann M. McCartney, Jennifer McDaniel, Danny E. Miller, James C. Mullikin, Eugene W. Myers, Nathan D. Olson, Benedict Paten, Paul Peluso, Pavel A. Pevzner, David Porubsky, Tamara Potapova, Evgeny I. Rogaev, Jeffrey A. Rosenfeld, Steven L. Salzberg, Valerie A. Schneider, Fritz J. Sedlazeck, Kishwar Shafin, Colin J. Shew, Alaina Shumate, Yumi Sims, Arian F. A. Smit, Daniela C. Soto, Ivan Sović, Jessica M. Storer, Aaron Streets, Beth A. Sullivan, Françoise Thibaud-Nissen, James Torrance, Justin Wagner, Brian P. Walenz, Aaron Wenger, Jonathan M. D. Wood, Chunlin Xiao, Stephanie M. Yan, Alice C. Young, Samantha Zarate, Urvashi Surti, Rajiv C. McCoy, Megan Y. Dennis, Ivan A. Alexandrov, Jennifer L. Gerton, Rachel J. O’Neill, Winston Timp, Justin M. Zook, Michael C. Schatz, Evan E. Eichler, Karen H. Miga, Adam M. Phillippy. doi: https://doi.org/10.1101/2021.05.26.445798 (2021).

- Pàgina web del T2T Consortium.

El seguiment pel H.E.S.S. de les emissions de raigs X i gamma de l’objecte que generà GRB 190829A

Astronomia: Els esclats de raigs gamma (GRB) tenen durades que van de l’ordre de mil·lisegons a hores. Els més persistents d’aquestes explosions còsmiques serien emesos per jets relativistes ocasionats pel col·lapse d’un estel massiu, i consistirien generalment en uns pocs segons d’esclat, i hores i dies de resplendor minvant, amb emissions en la banda de la radiació gamma i també dels raigs X. Les emissions de raigs γ i X són les més energètiques (alta freqüència i curta longitud d’ona) de l’espectre electromagnètic, i són així objecte de l’anomenada “astronomia d’alta energia”. Una de les instal·lacions adreçada a aquesta branca és el Sistema Estereoscòpia d’Alta Energia (H.E.S.S., en l’acrònim anglès) situat prop de Gamsberg, a Namíbia. Es tracta d’un sistema de cinc telescopis Cherenkov que detecta l’aparició a l’atmosfera terrestre dels productes de raigs gamma còsmics de l’ordre de GeV a TeV: en la col·laboració HESS participen més de 260 investigadors de 40 centres d’Àfrica, Europa, Àsia i Austràlia. El H.E.S.S. publica aquesta setmana a la revista Science un article sobre les seves observacions del resplendor subsegüent a l’esclat de raigs gamma del 29 d’agost del 2019 (GRB 190829A), un esclat de llarga durada, i relativament proper atenent a les distàncies habituals d’aquests fenòmens extragalàctics. La curta distància que ens separa de GRB 190829A ha permès a H.E.S.S. de detectar el resplendor ulterior a bandes de l’ordre de TeV, que en la majoria de GRB són absorbides pel medi intergalàctic. L’espectre i la corba temporal de la resplendor de raigs X i gamma de GRB 190829A obre més interrogants que respostes, ja que no s’ajusta als models estàndards d’astronomia d’alta energia.

Detall d’un pla reflector del sistema H.E.S.S. L’acrònim de HESS vol dir Sistema Estereoscòpic d’Alta Energia, i és alhora un homenatge a Victor Hess (1883-1964), qui fa 110 anys començà a entendre que els alts nivells de radiació ionitzant de l’alta atmosfera terrestre tenien el seu origen en una radiació còsmica.

El resplendor de GRB 190829A entre 4 i 56 hores després de l’esclat

Els esclats de raigs gamma són explosions còsmiques descomunals. Per pura raó estatística, la majoria es produeixen en galàxies molt i molt llunyanes (hi ha més galàxies molt llunyanes que molt properes). Hom suposa que són el producte de col·lapses gravitatoris de nuclis estel·lars: al cataclisme inicial hi segueix un resplendor que s’esvaeix en qüestió d’hores o de dies.

El 20 d’agost del 2019 els satèl·lits Fermi (telescopi orbital de raigs gamma de la NASA) i Swift (observatori d’esclats de raigs gamma de la NASA) detectaren un esclat de raigs gamma en la constel·lació d’Eridà que, en ésser el primer del dia, seria eventualment catalogat com a GRB 190829A.

La constel·lació d’Eridà té l’equador celeste precisament com a límit nord

GRB 190829A no fou pas un esclat molt lluminós dins d’aquesta categoria de cataclismes. Les dades de desplaçament al vermell indiquen que l’objecte que l’originà no és un objecte excessivament llunyà: 3 gigaparsecs (quan la majoria de GRB es produeixen a més de 50 GPa). Però aquestes dues característiques el feien especialment interessant per al seguiment del H.E.S.S., que n’observà el resplendor entre les 4 i les 56 hores després de l’esclat. La poca lluminositat intrínseca de GRB 190829A i el poc desplaçament al vermell reduïren, respectivament, l’absorció interna i l’absorció externa del resplendor. D’aquesta manera, les observacions del H.E.S.S. permeten determinar-hi l’espectre d’energia intrínseca.

L’espectre del resplendor

A energies situades entre 0,18 i 3,3 TeV, l’espectre de radiació gamma d’alta energia del resplendor segueix una llei de potència amb un índex fotònic de 2,07 ± 0,09. Aquesta llei de potència és similar a la que segueix l’espectre de raigs X.

Les corbes de llum de totes dues finestres (raigs gamma d’alta energia i raigs X) segueixen una pauta temporal d’extinció també semblant.

El resplendor de GRB 190829A no es correspon als models estàndards

Que tant la banda de raigs gamma com la de raigs X tinguin un espectre i una corba d’extinció semblants no es correspon gens al que hom esperaria dels models estàndards.

Hom suposa que els esclats de raigs gamma són el resultat del col·lapse d’estels massius de ràpida rotació i de la consegüent formació de forats negres. D’aquest procés en resulta una enorme emissió de fonts d’alta energia (en la banda de raigs gamma i de raigs X), és a dir de radiacions còsmiques que són detectats pels observatoris terrestres en forma de flaixos atmosfèrics. Els models estàndards s’adrecen a explicar com l’alliberament d’energia gravitatòria en el col·lapse estel·lar genera una ona explosiva ultrarelativística. Sota el terme d’esclat de raigs gamma hom es refereix particularment a la fase inicial i caòtica, que en el cas dels esclats llargs sol durar de l’ordre de desenes de segons; però també cal explicar el resplendor subsegüent, més suau, i que s’extingeix progressivament en qüestió d’hores o dies.

Segons aquests models estàndards, la radiació gamma i els raigs X del resplendor de GRB resulten de mecanismes diferents. Els raigs X s’originarien d’electrons ultraràpids desviats en els forts camps magnètics que envolten la zona del GRB, mentre que els raigs gamma serien el resultat de col·lisions entre electrons ràpids i fotons accelerats. Les dades de H.E.S.S. conviden a pensar, però, que els raigs gamma d’alta energia també es produirien arran d’aquest procés de sincrotró. Ara bé, les energies a les quals caldria accelerar els electrons perquè generessin raigs gamma de fins a 3,3 TeV semblen fora del límit d’un col·lapse gravitatori estel·lar, i encara més si parlem d’un GRB relativament petit com el GRB 190829A.

Les observacions qüestionen, de tota manera, que la radiació gamma d’alta energia del resplendor de GRB sigui deguda a un efecte auto-Compton de sincrotró.

Aquest és un exemple dels problemes oberts en l’astronomia d’alta energia, que són alhora un esperó per a projectes com el Cherenkov Telescope Array de Xile o de La Palma.

Lligams:

- Revealing x-ray and gamma ray temporal and spectral similarities in the GRB 190829A afterglow. H.E.S.S. Collaboration, H. Abdalla1, F. Aharonian2,3,4, F. Ait Benkhali3, E. O. Angüner5, C. Arcaro6, C. Armand7, T. Armstrong8, H. Ashkar9, M. Backes1,6, V. Baghmanyan10, V. Barbosa Martins11, A. Barnacka12, M. Barnard6, Y. Becherini13, D. Berge11, K. Bernlöhr3, B. Bi14, E. Bissaldi15,16, M. Böttcher6, C. Boisson17, J. Bolmont18, M. de Bony de Lavergne7, M. Breuhaus3, F. Brun9, P. Brun9, M. Bryan19, M. Büchele20, T. Bulik21, T. Bylund13, S. Caroff7, A. Carosi7, S. Casanova3,10, T. Chand6, S. Chandra6, A. Chen22, G. Cotter8, M. Curyło21, J. Damascene Mbarubucyeye11, I. D. Davids1, J. Davies8, C. Deil3, J. Devin23, L. Dirson24, A. Djannati-Ataï23, A. Dmytriiev17, A. Donath3, V. Doroshenko14, L. Dreyer6, C. Duffy25, J. Dyks26, K. Egberts27, F. Eichhorn20, S. Einecke28, G. Emery18, J.-P. Ernenwein5, K. Feijen28, S. Fegan29, A. Fiasson7, G. Fichet de Clairfontaine17, G. Fontaine29, S. Funk20, M. Füßling11, S. Gabici23, Y. A. Gallant30, G. Giavitto11, L. Giunti9,23, D. Glawion20, J. F. Glicenstein9, M.-H. Grondin31, J. Hahn3, M. Haupt11, G. Hermann3, J. A. Hinton3, W. Hofmann3, C. Hoischen27, T. L. Holch11, M. Holler32, M. Hörbe8, D. Horns24, D. Huber32, M. Jamrozy12, D. Jankowsky20, F. Jankowsky33, A. Jardin-Blicq3, V. Joshi20, I. Jung-Richardt20, E. Kasai1, M. A. Kastendieck24, K. Katarzyński34, U. Katz20, D. Khangulyan35, B. Khélifi23, S. Klepser11, W. Kluźniak26, Nu. Komin22, R. Konno11, K. Kosack9, D. Kostunin11, M. Kreter6, G. Lamanna7, A. Lemière23, M. Lemoine-Goumard31, J.-P. Lenain18, F. Leuschner14, C. Levy18, T. Lohse36, I. Lypova11, J. Mackey2, J. Majumdar11, D. Malyshev14, D. Malyshev20, V. Marandon3, P. Marchegiani22, A. Marcowith30, A. Mares31, G. Martí-Devesa32, R. Marx33,3, G. Maurin7, P. J. Meintjes37, M. Meyer20, A. Mitchell3, R. Moderski26, L. Mohrmann20, A. Montanari9, C. Moore25, P. Morris8, E. Moulin9, J. Muller29, T. Murach11, K. Nakashima20, A. Nayerhoda10, M. de Naurois29, H. Ndiyavala6, J. Niemiec10, L. Oakes36, P. O’Brien25, H. Odaka38, S. Ohm11, L. Olivera-Nieto3, E. de Ona Wilhelmi11, M. Ostrowski12, S. Panny32, M. Panter3, R. D. Parsons36, G. Peron3, B. Peyaud9, Q. Piel7, S. Pita23, V. Poireau7, A. Priyana Noel12, D. A. Prokhorov19, H. Prokoph11, G. Pühlhofer14, M. Punch13,23, A. Quirrenbach33, S. Raab20, R. Rauth32, P. Reichherzer9, A. Reimer32, O. Reimer32, Q. Remy3, M. Renaud30, F. Rieger3, L. Rinchiuso9, C. Romoli3, G. Rowell28, B. Rudak26, E. Ruiz-Velasco3, V. Sahakian39, S. Sailer3, H. Salzmann14, D. A. Sanchez7, A. Santangelo14, M. Sasaki20, M. Scalici14, J. Schäfer20, F. Schüssler9, H. M. Schutte6, U. Schwanke36, M. Seglar-Arroyo9, M. Senniappan13, A. S. Seyffert6, N. Shafi22, J. N. S. Shapopi1, K. Shiningayamwe1, R. Simoni19, A. Sinha23, H. Sol17, A. Specovius20, S. Spencer8, M. Spir-Jacob23, Ł. Stawarz12, L. Sun19, R. Steenkamp1, C. Stegmann27,11, S. Steinmassl3, C. Steppa27, T. Takahashi40, T. Tam41, T. Tavernier9, A. M. Taylor11, R. Terrier23, J. H. E. Thiersen6, D. Tiziani20, M. Tluczykont24, L. Tomankova20, M. Tsirou3, R. Tuffs3, Y. Uchiyama35, D. J. van der Walt6, C. van Eldik20, C. van Rensburg1, B. van Soelen37, G. Vasileiadis30, J. Veh20, C. Venter6, P. Vincent18, J. Vink19, H. J. Völk3, Z. Wadiasingh6, S. J. Wagner33, J. Watson8, F. Werner3, R. White3, A. Wierzcholska10,33, Yu Wun Wong20, A. Yusafzai20, M. Zacharias6,17, R. Zanin3, D. Zargaryan2,4, A. A. Zdziarski26, A. Zech17, S. J. Zhu11, J. Zorn3, S. Zouari23, N. Żywucka6, P. Evans25, K. Page25. Science 372: 1081-1085 (2021).

- Front-row view reveals exceptional cosmic explosion, News from the DESY research centre, 2021/06/03.

- High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.).