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The Nocturnal Life of the Medaka Fish

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Observing animal behavior is essential to understanding their biology and improving their well-being, both in the wild and in captivity. This also applies to model organisms, species used in scientific research. These animals are often studied in laboratories to investigate complex biological phenomena in controlled environments. However, natural habitats are more complex, and animal behavior may differ significantly between the lab and the wild.

For example, in laboratories, the small freshwater fish medaka (Oryzias latipes) is known to court and spawn shortly before dawn. But does this happen the same way in nature? A research team from Osaka Metropolitan University set out to find out. Despite the widespread use of this species in scientific studies, little is known about its natural ecology. To bridge this gap, researchers installed underwater cameras in a watercourse in Gifu, Japan, monitoring a wild population for ten days. The video analyses confirmed the nocturnal activity of the species, revealing surprising findings.

First, medaka fish began spawning around midnight, several hours earlier than reported in laboratory studies. From that moment on, swimming activity increased rapidly, peaking between 1 and 3 AM. Male medaka displayed two main courtship behaviors: chasing females and performing rapid circling in front of them, particularly intense between 2 and 3 AM.

But why does medaka reproduce at night? Researchers hypothesize that this behavior helps reduce the risk of predation on eggs and adults. Many fish species reproduce at night or twilight when predators are less active. Additionally, medaka does not rely solely on vision for courtship but uses chemical signals to recognize mating partners, allowing them to reproduce even in the dark.

These discoveries add new insights into the natural behavior of medaka and could improve its care in captivity by creating less stressful laboratory environments. Understanding model organisms in their natural habitat not only enhances animal welfare but also improves the reliability of scientific research.

See You Soon and Good Science!

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pic by Seotaro - CC BY-SA 3.0

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An Unexpected Lichen, in Name and in Fact

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You are walking along trails you’ve hiked dozens of times when suddenly, you start wondering about the greenish-gray crusts on trees you often pass by. Equipped with paper bags, always handy in a professional lichenologist’s backpack, you begin sampling carefully. You send the samples to a colleague for a more precise identification and—surprise, surprise—four of them turn out to be completely different from the others.

At first, you classify these samples under the genus Lepraria due to some similarities, such as the very fine thallus that crumbles into granules. However, something feels off. You soon realize that these four specimens are not as green as you initially thought. Their crust has a bluish tint, with shades between turquoise and dark aqua-green—something neither of you had ever seen in any other lichen before. Not only that, but molecular analyses on the extracted DNA sequences place the specimens in another genus, Leprocaulon to be precise, without matching any previously sequenced species.

The plot thickens, and your research group expands. You decide to involve other experts to sequence the DNA from a larger sample size beyond the initial four specimens. More samples are collected, and now you are anxiously awaiting the results, as if you were waiting for the outcome of a paternity test.

And finally, what you had hoped for—but were hesitant to say out loud—becomes reality: you have just discovered a new species of lichen for Italy! But there’s more: the symbiotic alga—since lichens are living beings mainly composed of a symbiosis between a cyanobacterium (or an alga) and a fungus—also turns out to be new to science and belongs to the genus Symbiochloris!

Now comes the challenge of choosing a name. Since the first specimens were collected in the Ticino Valley, the research team initially leaned toward Leprocaulon ticinense. However, you—the lichenologist who first collected them—decide to take another walk, this time in Val Camonica. And what do you find on a chestnut tree? That same bluish lichen, in a completely different habitat. The initial name is thus discarded, and given the constant surprises this tiny living organism has provided and continues to provide, there is only one possible choice: Leprocaulon inexpectatum.

This discovery proves that, despite environmental degradation, there are still islands of biodiversity that persist and hold surprises. And who knows? Maybe the next new species is just waiting to be found by you, on one of your usual trails!

See You Soon, and Good Science!

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Un Líquen Inesperado, de Nombre y de Hecho

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Estás caminando por senderos que has recorrido decenas de veces cuando, de repente, te preguntas qué son esas costras verde-grisáceas en los árboles que sueles ver. Equipado con bolsas de papel, siempre presentes en la mochila de un liquenólogo profesional, comienzas a recolectar muestras con cuidado. Envíalas a un colega para una identificación más precisa y, sorpresa, sorpresa: ¡cuatro muestras resultan ser totalmente distintas de las demás!

Al principio, clasificas estos ejemplares en el género Lepraria debido a ciertas similitudes, como el talo muy fino y desmenuzado en gránulos. Sin embargo, algo no cuadra. Pronto te das cuenta de que estos cuatro líquenes no son tan verdes como pensabas: su costra tiene un tono azuloso, con matices entre turquesa y verde agua oscuro, un color que ninguno de los dos había observado en ningún otro liquen antes. No solo eso, sino que los análisis moleculares realizados en algunas secuencias de ADN extraído colocan estos ejemplares en otro género, Leprocaulon, sin coincidir con ninguna especie secuenciada hasta el momento.

La trama se complica y el grupo de estudio crece. Decides involucrar a otros expertos para secuenciar el ADN en una muestra más amplia que las cuatro iniciales. Se recolectan nuevos ejemplares y ahora esperas ansiosamente los resultados, como si estuvieras esperando el resultado de una prueba de paternidad.

Y finalmente, lo que esperabas—pero no te atrevías a decir en voz alta—se hace realidad: ¡has descubierto una nueva especie de liquen para Italia! Pero hay más: el alga simbionte—ya que los líquenes son seres vivos compuestos principalmente por la simbiosis entre una cianobacteria (o un alga) y un hongo—también resulta ser nueva para la ciencia y pertenece al género Symbiochloris!

Ahora llega el dilema del nombre. Dado que los primeros ejemplares fueron recolectados en el Valle del Ticino, el equipo de investigación pensó en llamarlo Leprocaulon ticinense. Pero entonces, tú, el liquenólogo que encontró los primeros ejemplares, decides dar otro paseo, esta vez en Val Camonica. ¿Y qué encuentras en un castaño? Ese mismo liquen azuloso, en un hábitat completamente distinto. El nombre inicial queda descartado y, dado el número de sorpresas que este pequeño ser vivo ha dado y sigue dando, la elección es clara: Leprocaulon inexpectatum.

Este hallazgo demuestra que, a pesar de la degradación ambiental, todavía existen islas de biodiversidad que resisten y esconden sorpresas. Y quién sabe, tal vez la próxima nueva especie esté esperando ser descubierta por ti, en uno de tus senderos habituales.

¡Hasta Pronto y Buena Ciencia!

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Lichene inaspettato, di nome e di fatto

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State passeggiando per sentieri che avrete percorso decine e decine di volte, quando d’un tratto vi chiedete quali specie viventi generino le croste verde-grigiastro sugli alberi con cui spesso vi incrociate. Armati di sacchetti di carta, sempre presenti nello zaino di un lichenologo professionista, iniziate a campionare con cura. Mandate i campioni a un collega per una migliore identificazione e, sorpresa sorpresa, quattro campioni risultano totalmente diversi dagli altri.

Inizialmente, catalogate questi campioni nel genere Lepraria per via di alcune similitudini, come il tallo molto fine e disgregato in granuli, ma vi rendete conto che qualcosa comunque non torna. Vi accorgete infatti che questi quattro non erano così verdi quanto pensavate, ma la loro crosta era piuttosto azzurrognola, anzi, per essere precisi, presentava una sfumatura tra il turchese e il verde-acqua scuro che nessuno dei due aveva mai osservato in nessun altro lichene. Non solo, ma le analisi molecolari fatte su alcune sequenze di DNA estratto, spostavano gli esemplari in un altro genere, Leprocaulon per l’esattezza, senza tuttavia corrispondere a nessuna specie sequenziata fino a quel momento

La trama si infittisce e il gruppo di studio si allarga: decidete di coinvolgere altri esperti per sequenziare il DNA su un campione più ampio rispetto ai soli quattro iniziali. Nuovi campioni vengono raccolti, ed ora siete in attesa dei risultati, come se steste aspettando l’esito di un test di paternità.

Ed ecco che finalmente ciò che speravate, ma avevate un po’ paura di dire ad alta voce, diventa realtà: avete appena scoperto una nuova specie di lichene per l’Italia! Ma non solo: anche l’alga simbionte, essendo i licheni esseri viventi composti principalmente dalla simbiosi tra un cianobatterio (o un’alga) e un fungo, si rivela nuova per la scienza e appartenente al genere Symbiochloris!

Arriva ora il problema della scelta del nome. Avendo raccolto i campioni nella Valle del Ticino, il team di ricerca era propenso a dare il nome Leprocaulon ticinense. Se non fosse che, tu, lichenologo che hai raccolto i primi esemplari, decidi di farti un’altra passeggiata, stavolta in Val Camonica…e su un castagno chi ci trovi? Proprio quel lichene azzurrognolo, in un habitat completamente diverso dalla prima scoperta. Il nome iniziale viene così bocciato e,

date le continue sorprese che questo piccolo essere vivente ha continuato e continua a dare, la scelta poteva essere una sola: Leprocaulon inexpectatum.

Questa scoperta dimostra che, nonostante il degrado ambientale, esistono ancora isole di biodiversità che resistono e riservano sorprese. E chissà, magari la prossima nuova specie non aspetta altro che essere trovata da voi, in uno dei vostri sentieri abituali!

A Presto e Buona Scienza!

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La Vida Nocturna del Pez Medaka

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Observar el comportamiento animal es esencial para comprender su biología y mejorar su bienestar, tanto en la naturaleza como en cautiverio. Esto también se aplica a los organismos modelo, especies utilizadas en la investigación científica. A menudo, estos animales se estudian en laboratorios para analizar fenómenos biológicos complejos en entornos controlados. Sin embargo, los hábitats naturales son más complejos y su comportamiento puede diferir significativamente entre el laboratorio y la vida silvestre.

Por ejemplo, en los laboratorios se sabe que el pequeño pez de agua dulce medaka (Oryzias latipes) realiza el cortejo y la puesta de huevos poco antes del amanecer. Pero, ¿ocurre lo mismo en la naturaleza? Un equipo de investigación de la Universidad Metropolitana de Osaka quiso averiguarlo. A pesar del amplio uso de esta especie en estudios científicos, se sabe muy poco sobre su ecología en estado salvaje. Para llenar este vacío, los investigadores instalaron cámaras submarinas en un arroyo de Gifu, Japón, monitoreando una población silvestre durante diez días. El análisis de los videos confirmó la actividad nocturna de la especie y reveló algunos hallazgos sorprendentes.

En primer lugar, el medaka comenzó a desovar alrededor de la medianoche, varias horas antes de lo reportado en los estudios de laboratorio. A partir de ese momento, la actividad natatoria aumentó rápidamente, alcanzando su punto máximo entre la 1 y las 3 de la madrugada. Los machos mostraron dos comportamientos principales de cortejo: perseguir a las hembras y realizar círculos rápidos frente a ellas, siendo especialmente intensos entre las 2 y las 3 de la madrugada.

Pero, ¿por qué el medaka se reproduce de noche? Los investigadores creen que este comportamiento podría ayudar a reducir el riesgo de depredación de huevos y adultos. Muchas especies de peces se reproducen en la noche o el crepúsculo, cuando los depredadores son menos activos. Además, el medaka no depende solo de la vista para el cortejo, sino que utiliza señales químicas para reconocer a sus parejas, lo que le permite reproducirse incluso en la oscuridad.

Estos descubrimientos aportan nuevos conocimientos sobre el comportamiento natural del medaka y pueden mejorar su cría en cautiverio, ayudando a crear entornos de laboratorio menos estresantes. Comprender a los organismos modelo en su hábitat natural no solo favorece su bienestar, sino que también mejora la fiabilidad de la investigación científica.

¡Hasta Pronto y Buena Ciencia!

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foto de Seotaro - CC BY-SA 3.0

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La Vita Notturna del Pesce Medaka

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Le osservazioni del comportamento animale sono essenziali per comprenderne la biologia e migliorarne il benessere, sia in natura che in cattività. Questo vale anche per gli organismi modello, specie utilizzate nella ricerca scientifica. Spesso vengono studiati in laboratorio per approfondire fenomeni biologici complessi in ambienti controllati, ma gli habitat naturali sono più complessi, e il loro comportamento potrebbe variare tra laboratorio e ambiente naturale.

Ad esempio, in laboratorio è noto che il piccolo pesce d'acqua dolce medaka (Oryzias latipes) compie il corteggiamento e la deposizione delle uova poco prima dell’alba. Ma in natura avviene nello stesso modo? Un team di ricerca della Osaka Metropolitan University ha deciso di scoprirlo. Nonostante l’uso diffuso di questa specie negli studi scientifici, si sa poco sulla sua ecologia naturale. Per colmare questa lacuna, i ricercatori hanno installato videocamere subacquee in un corso d’acqua a Gifu, in Giappone, monitorando per dieci giorni una popolazione selvatica. Le analisi video hanno confermato l’attività notturna della specie, rivelando anche sorprese.

Innanzitutto, il medaka ha iniziato la deposizione delle uova intorno alla mezzanotte, diverse ore prima di quanto riportato in laboratorio. Da quel momento, l’attività natatoria è aumentata rapidamente, raggiungendo il picco tra l’1 e le 3 del mattino. I maschi medaka hanno mostrato due comportamenti principali di corteggiamento: inseguire le femmine e compiere rapidi cerchi di fronte a loro, particolarmente intensi tra le 2 e le 3 del mattino.

Ma perché il medaka si riproduce di notte? I ricercatori ipotizzano che questo comportamento aiuti a ridurre il rischio di predazione delle uova e degli adulti. Molte specie di pesci si riproducono di notte o al crepuscolo, quando i predatori sono meno attivi. Inoltre, il medaka non si affida solo alla vista per il corteggiamento, ma utilizza segnali chimici per riconoscere i partner, permettendogli di accoppiarsi anche al buio.

Queste scoperte aggiungono nuovi dettagli sul comportamento naturale del medaka e possono migliorare il suo allevamento in cattività, aiutando a creare ambienti meno stressanti nei laboratori. Comprendere meglio il comportamento degli organismi modello nel loro ambiente naturale non solo favorisce il benessere animale, ma migliora anche l’affidabilità della ricerca scientifica.

A Presto e Buona Scienza!

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pic by Seotaro, CC BY-SA 3.0

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Old Photographs of a New Dinosaur

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Old archives often hold surprises, bringing to light information leading to new discoveries. This is the case of some dinosaur remains unearthed in 1914 at Ain Gedid in the Bahariya Formation (Egypt). Those fossils (fragments of skull, vertebrae, pubis, ischium, femurs, and fibula) were described in 1931 by the German paleontologist Ernst Stromer von Reichenbach, who assigned them to a new genus, Carcharodontosaurus. Unfortunately, the original material was transferred to Munich and was destroyed during World War II. However, in 1996, a carcharodontosaurid skull was discovered in Morocco: thanks to its dental features, it was thought to replace the lost Egyptian remains as the neotype— the single specimen designated as the type of a species or subspecies—of Carcharodontosaurus saharicus. Yet, the comparisons had been superficial, partly because Stromer’s dinosaur seemed irretrievably missing.

The breakthrough came from archival documents. In addition to Stromer’s descriptive drawings and an endoscopic cast of the cranial box kept in Berlin, two photographs of the Egyptian specimen emerged: one, never previously described, held at the Huene Archive of the University of Tübingen, and a second one showing the jaw in medial view, recently rediscovered, taken while the specimen was on display at the “Alte Akademie” in Munich, the paleontological museum before its destruction in 1944.

New data reveal that the Egyptian fossil differs significantly from the Moroccan one. In other words, it is not Carcharodontosaurus saharicus, but a new genus and a distinct species. Major differences include a medially inclined nasal articulation, the development of the antorbital fossa emargination on the nasals, a small nasal horn, more pronounced rugosities on the nasal and maxillary bones, more symmetrical teeth, and peculiarities in the cerebral endocast— the internal imprint of the skull. Current estimates suggest that this new dinosaur was almost 10 meters long.

These features led researchers to name the new species Tameryraptor markgrafi. “Tameryraptor” combines Ta-mery (an ancient Egyptian appellation meaning “beloved land”) with the Latin word raptor (“thief, predator”), while “markgrafi” honors Richard Markgraf, the Austrian collector who discovered many fossils later studied by Stromer. With this discovery, the history of Egyptian fossils gains a new chapter, sparked by black-and-white snapshots.

See You Soon and Good Science!

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Formiche e Persone: sfida a colpi di trasloco

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Siete con un gruppo di amici, intenti a trasportare un pianoforte attraverso tre stanze, senza poter parlare e indossando occhiali da sole per evitare ogni contatto visivo. Riuscirete a completare l'impresa? Ma, soprattutto, lo farete meglio di un gruppo di formiche? Una domanda curiosa, ma al centro di uno studio del Weizmann Institute of Science che esplora la cooperazione e il processo decisionale di gruppo. Per rispondere, i ricercatori hanno creato una versione reale del “rompicapo dei traslocatori di pianoforte”, un classico problema nella pianificazione del movimento, per confrontare come le formiche Paratrechina longicornis, note per le loro antenne lunghe e il movimento irregolare, ed esseri umani affrontano lo stesso puzzle geometrico. Entrambe le specie, infatti, sono uniche in natura per la loro capacità di collaborare regolarmente nel trasporto di carichi che superano le loro dimensioni. L'obiettivo era guidare un grande oggetto a forma di T attraverso un’area divisa in tre stanze collegate da strette fessure, con tutto adattato in scala alle dimensioni dei partecipanti. Per garantire equità, gli umani hanno dovuto operare in silenzio, indossando maschere e occhiali evitando comunicazioni non verbali.

Lo studio ha incluso tre configurazioni per entrambe le specie: singolo individuo, piccolo gruppo (6-9 persone o circa 7 formiche) e grande gruppo (26 persone o circa 80 formiche). I risultati? Nella sfida individuale, gli umani hanno largamente superato le formiche grazie alla loro pianificazione strategica. Ma in gruppo le cose sono cambiate: le formiche hanno dimostrato una sorprendente superiorità, grazie alla memoria collettiva e al coordinamento impeccabile che permettono di evitare errori ripetuti. Questo comportamento emergente, chiamato “intelligenza collettiva”, supera la somma delle capacità individuali.

Per gli umani, la mancanza di comunicazione ha avuto effetti negativi. Gruppi silenziosi spesso ottenevano risultati peggiori rispetto ai singoli individui, dimostrando una tendenza a soluzioni semplici e poco efficaci. Quando potevano parlare, però, i gruppi spendevano tempo in discussioni iniziali, riuscendo poi a raggiungere un consenso più strategico.

Lo studio evidenzia che, mentre la cooperazione è un punto di forza per entrambe le specie, i meccanismi che la guidano sono radicalmente diversi. Le formiche, con la loro coordinazione innata, eccellono in efficienza silenziosa. Gli umani, invece, dimostrano che senza comunicazione, anche i gruppi più brillanti rischiano di essere messi al tappeto da formiche organizzate.

Volete vedere la sfida in azione? Ecco il video.

A Presto e Buona Scienza!

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Hormigas y Humanos: Un Desafío de Mudanza

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Imagina que estás con un grupo de amigos, intentando mover un piano a través de tres habitaciones sin hablar y usando gafas de sol para evitar cualquier contacto visual. ¿Lo lograrás? Y, más importante, ¿lo harás mejor que un grupo de hormigas? Esta curiosa pregunta fue el centro de un estudio del Weizmann Institute of Science, que exploró la cooperación y la toma de decisiones en grupo. Para investigarlo, los investigadores crearon una versión real del “rompecabezas de los transportistas de piano,” un problema clásico en la planificación de movimientos, para comparar cómo las hormigas Paratrechina longicornis, conocidas por sus largas antenas y movimiento irregular, y los humanos enfrentan el mismo desafío geométrico. Ambas especies son únicas en la naturaleza por su capacidad para colaborar regularmente en el transporte de cargas mucho mayores que ellas.

El objetivo era guiar un gran objeto en forma de T a través de un área dividida en tres habitaciones conectadas por estrechos pasajes, con todo adaptado a la escala de los participantes. Para garantizar la equidad, los humanos debían trabajar en silencio, usando máscaras y gafas para evitar cualquier comunicación no verbal.

El estudio probó tres configuraciones para ambas especies: un individuo, un grupo pequeño (6-9 personas o unas 7 hormigas) y un grupo grande (26 personas o unas 80 hormigas). ¿Los resultados? En los retos individuales, los humanos superaron a las hormigas gracias a su planificación estratégica. Sin embargo, en las tareas grupales, las cosas cambiaron: las hormigas demostraron una sorprendente superioridad mediante memoria colectiva y coordinación impecable, evitando errores repetidos. Este comportamiento emergente, llamado “inteligencia colectiva,” superó la suma de las capacidades individuales.

En los humanos, la falta de comunicación tuvo efectos negativos. Los grupos silenciosos a menudo obtuvieron resultados peores que los individuos, mostrando una tendencia hacia soluciones simples y menos efectivas. Cuando podían hablar, los grupos dedicaban más tiempo a discutir, pero finalmente lograban un consenso más estratégico.

El estudio destaca que, aunque la cooperación es una fortaleza de ambas especies, los mecanismos que la impulsan son radicalmente diferentes. Las hormigas, con su coordinación innata, destacan en eficiencia silenciosa. Los humanos, en cambio, demuestran que sin comunicación, incluso los grupos más brillantes pueden ser superados por hormigas bien organizadas.

Quieres ver el desafío en vivo? Mira el video.

Hasta Pronto y Buena Ciencia!

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Ants and Humans: A Moving Challenge

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Imagine you are with a group of friends, trying to move a piano through three rooms without speaking and wearing sunglasses to avoid any visual contact. Will you succeed? And, more importantly, will you do it better than a group of ants? This curious question was at the heart of a study by the Weizmann Institute of Science, exploring cooperation and group decision-making. To investigate, researchers created a real-life version of the “piano movers’ puzzle,” a classic problem in motion planning, to compare how Paratrechina longicornis ants, known for their long antennae and erratic movement, and humans tackle the same geometric challenge. Both species are unique in nature for their ability to regularly collaborate in moving loads far larger than themselves.

The objective was to guide a large T-shaped object through an area divided into three rooms connected by narrow passages, with everything scaled to match the participants' size. To ensure fairness, humans were required to work silently, wearing masks and sunglasses to prevent nonverbal communication.

The study tested three configurations for both species: a single individual, a small group (6-9 people or about 7 ants), and a large group (26 people or about 80 ants). The results? In individual challenges, humans outperformed ants thanks to their strategic planning. However, in group tasks, the tables turned: ants demonstrated surprising superiority through collective memory and impeccable coordination, avoiding repeated mistakes. This emergent behavior, termed “collective intelligence,” exceeded the sum of individual capabilities.

For humans, the lack of communication had negative effects. Silent groups often performed worse than individuals, showing a tendency toward simple and less effective solutions. When communication was allowed, groups spent more time discussing but ultimately achieved more strategic consensus.

The study highlights that, while cooperation is a strength for both species, the mechanisms driving it are radically different. Ants, with their innate coordination, excel in silent efficiency. Humans, on the other hand, show that without communication, even the brightest groups can be outperformed by well-organized ants.

Wanna see the challenge live? Check this video.

See You Soon and Good Science!

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What remains of an explosive in the environment?

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Explosions, whether linked to wars or military exercises, do not only leave destruction; explosives also have significant and persistent environmental impacts. Among them, TNT (2,4,6-trinitrotoluene) was one of the most widely used for years. However, the U.S. Environmental Protection Agency has classified it as a Group C carcinogen (possible for humans) and highly toxic to plants, animals, and microorganisms. TNT accumulates in soil and plants, does not degrade easily, and remains a problem in contaminated sites. The costs of remediation for these areas in the United States are estimated to range between $16 and $165 billion.

To reduce these risks, 2,4-dinitroanisole (DNAN) was introduced, a molecule used in insensitive munitions, designed to detonate only under precise conditions, making them safer to handle. However, DNAN has not yet been thoroughly studied to understand its potential environmental and toxic impacts. For this reason, a research group from the University of York analyzed its effects on Arabidopsis thaliana, a laboratory plant model, as plants absorb contaminants from the soil and, being at the base of the food chain, can transfer them to animals.

The researchers hypothesized that DNAN, having a chemical structure similar to TNT, could cause analogous toxic effects by binding to the same enzyme, a protein that accelerates chemical reactions in cells, specifically monodehydroascorbate reductase 6 (MDHAR6). This enzyme transforms TNT into free radicals, unstable molecules that continuously react within cells, producing chemical compounds that damage cell membranes, mitochondria, and DNA.

To test DNAN's toxicity, A. thaliana plants were exposed to increasing concentrations of DNAN and TNT, simulating the levels found in contaminated sites. Results showed that TNT is more toxic at high concentrations but degrades in soil within about 24 hours. Conversely, DNAN remains active longer, accumulating in plants and soil with chronic effects. Additionally, DNAN reacts with the MDHAR6 enzyme, activating a harmful chemical cycle that consumes cellular energy and produces toxic compounds. To confirm the enzyme’s role, researchers grew genetically modified plants lacking MDHAR6 in DNAN-contaminated soil and observed that they grew better than normal plants, confirming that the enzyme is one of the main causes of toxicity.

Another finding concerns DNAN's mobility in plants. While TNT accumulates mainly in roots, where it is detoxified into safer compounds, DNAN also spreads to shoots and leaves, making it accessible to herbivores and potentially transmissible through the food chain. Moreover, plant enzymes appear to have a limited ability to detoxify DNAN, allowing it to persist for longer periods than TNT, thus increasing environmental risks.

This study shows that while TNT causes acute toxicity localized in roots, DNAN, with its mobility and persistence, represents a greater environmental risk. Although considered safer in military contexts, its chronic effects could worsen the problems already known for TNT. Developing effective remediation strategies is essential to prevent DNAN from becoming a new chapter in the history of explosive-related pollution.

See You Soon, and Good Science !

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¿Qué queda de un explosivo en el ambiente?

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Las explosiones, ya sean causadas por guerras o ejercicios militares, no solo dejan destrucción; los explosivos también tienen impactos ambientales significativos y persistentes. Entre ellos, el TNT (2,4,6-trinitrotolueno) fue durante años uno de los más utilizados, pero la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos lo ha clasificado como un carcinógeno de Grupo C (posiblemente cancerígeno para humanos) y altamente tóxico para plantas, animales y microorganismos. El TNT se acumula en el suelo y en las plantas, no se degrada fácilmente y sigue siendo un problema en sitios contaminados. Los costos de limpieza de estas áreas en los Estados Unidos se estiman entre 16 y 165 mil millones de dólares.

Para reducir estos riesgos, se introdujo el 2,4-dinitroanisol (DNAN), una molécula utilizada en municiones insensibles, diseñadas para detonar solo en condiciones precisas, haciéndolas más seguras de manejar. Sin embargo, el DNAN aún no se ha estudiado adecuadamente para comprender su impacto ambiental y tóxico. Por esta razón, un grupo de investigación de la Universidad de York analizó sus efectos en Arabidopsis thaliana, un modelo vegetal de laboratorio, ya que las plantas absorben contaminantes del suelo y, al estar en la base de la cadena alimentaria, pueden transferirlos a los animales.

Los investigadores plantearon la hipótesis de que el DNAN, con una estructura química similar al TNT, podría causar efectos tóxicos análogos al unirse a la misma enzima, una proteína que acelera las reacciones químicas en las células, específicamente la monodeshidroascorbato reductasa 6 (MDHAR6). Esta enzima transforma el TNT en radicales libres, moléculas inestables que reaccionan continuamente dentro de las células, produciendo compuestos químicos que dañan membranas celulares, mitocondrias y ADN.

Para probar la toxicidad del DNAN, plantas de A. thaliana fueron expuestas a concentraciones crecientes de DNAN y TNT, simulando los niveles presentes en sitios contaminados. Los resultados mostraron que el TNT es más tóxico a altas concentraciones, pero se degrada en el suelo en aproximadamente 24 horas. Por el contrario, el DNAN permanece activo durante más tiempo, acumulándose en las plantas y en el suelo, con efectos crónicos. Además, el DNAN reacciona con la enzima MDHAR6, activando un ciclo químico dañino que consume energía celular y produce compuestos tóxicos. Para confirmar el papel de la enzima, los investigadores cultivaron plantas genéticamente modificadas que carecían de MDHAR6 en suelos contaminados con DNAN y observaron que crecían mejor que las plantas normales, confirmando que esta enzima es una de las principales causas de toxicidad.

Otro hallazgo interesante es la movilidad del DNAN en las plantas. Mientras que el TNT se acumula principalmente en las raíces, donde se detoxifica en compuestos más seguros, el DNAN también se distribuye en brotes y hojas, haciéndolo accesible a los herbívoros y potencialmente transmisible a través de la cadena alimentaria. Además, las enzimas de las plantas parecen tener una capacidad limitada para detoxificar el DNAN, lo que permite que persista durante períodos más largos que el TNT, aumentando los riesgos ambientales.

Este estudio demuestra que, aunque el DNAN se considera más seguro en contextos militares, sus efectos crónicos podrían agravar los problemas ya conocidos del TNT. Es crucial desarrollar estrategias de remediación eficaces para evitar que el DNAN se convierta en un nuevo capítulo en la historia de la contaminación por explosivos.

¡Hasta pronto y buena ciencia!

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Cosa resta di un esplosivo nell’ambiente?

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Per ridurre questi rischi, si è introdotto il 2,4-dinitroanisolo (DNAN), una molecola usata nelle munizioni insensibili, progettate per esplodere solo in condizioni precise, rendendole più sicure da maneggiare. Tuttavia, il DNAN non è ancora stato studiato a fondo per comprenderne il potenziale impatto ambientale e tossico. Per tale ragione, un gruppo di ricerca dell’Università di York ha analizzato i suoi effetti su Arabidopsis thaliana, un modello vegetale da laboratorio, poiché le piante assorbono contaminanti dal suolo e, essendo alla base della catena alimentare, possono trasferirli lungo agli animali.

I ricercatori hanno ipotizzato che il DNAN, avendo una struttura chimica simile al TNT, potesse provocare effetti tossici analoghi legandosi ad un medesimo enzima, proteina che accelera reazioni chimiche nelle cellule, in particolare alla monodeidroascorbato reduttasi 6 (MDHAR6). Questo enzima trasforma il TNT in radicali liberi, molecole instabili che reagiscono continuamente all’interno delle cellule producendo composti chimici che danneggiano membrane cellulari, mitocondri e DNA.

Per verificare la tossicità del DNAN, piante di A. thaliana sono state esposte a concentrazioni crescenti di DNAN e TNT, simulando i livelli presenti nei siti contaminati. I risultati hanno mostrato che il TNT è più tossico a concentrazioni elevate, ma si degrada nel suolo in circa 24 ore. Al contrario, il DNAN rimane attivo più a lungo, accumulandosi nelle piante e nel terreno, con effetti cronici. Inoltre, il DNAN reagisce con l’enzima MDHAR6, attivando un ciclo chimico dannoso che consuma energia cellulare e produce composti tossici. Per dimostrare il ruolo di questo enzima, i ricercatori hanno fatto crescere piante geneticamente modificate prive di MDHAR6 in terreni contaminati da DNAN e hanno osservato che crescevano meglio rispetto a quelle normali, confermando che l’enzima è una delle principali cause della tossicità.

Un altro risultato riguarda la mobilità del DNAN nella pianta. Mentre il TNT si accumula soprattutto nelle radici, dove viene detossificato, ovvero trasformato in composti più sicuri, il DNAN si distribuisce anche nei germogli e nelle foglie, rendendolo accessibile agli erbivori e potenzialmente trasmissibile lungo la catena alimentare. Inoltre, gli enzimi delle piante sembrano avere una scarsa capacità di detossificare il DNAN, che quindi persiste per periodi più lunghi rispetto al TNT, aumentando i rischi per l’ambiente.

I risultati di questo studio evidenziano che, mentre il TNT provoca una tossicità acuta localizzata nelle radici, il DNAN, con la sua mobilità e persistenza, rappresenta un rischio ambientale maggiore. Sebbene sia considerato più sicuro a livello militare, i suoi effetti cronici potrebbero aggravare i problemi già noti per il TNT. È essenziale sviluppare strategie di bonifica efficaci per evitare che il DNAN diventi un nuovo capitolo nella storia dell’inquinamento da esplosivi.

A Presto e Buona Scienza!

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Doblarse, pero no Romperse: La Resiliencia de los Árboles al Viento

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Cualquiera que haya observado fuertes ráfagas de viento sabe cómo los árboles pueden doblarse sin romperse, regresando a su posición original. Esta resiliencia depende de estrategias naturales que permiten a los árboles disipar la energía del viento y prevenir daños. En algunos casos, los vientos moderados mejoran la estabilidad de los árboles, ayudándolos a adaptarse a entornos ventosos. Sin embargo, cuando la fuerza del viento supera su umbral de resistencia, troncos, ramas o raíces pueden romperse, causando efectos devastadores en los bosques.

Con el aumento de eventos climáticos extremos, como ciclones y tifones causados por el cambio climático, entender los mecanismos de resistencia de los árboles es crucial. Este conocimiento no solo ayuda a reducir pérdidas económicas, sino también a prevenir la propagación de patógenos e insectos dañinos. Un estudio reciente analizó el comportamiento de árboles de Cryptomeria japonica en dos parcelas forestales con diferentes configuraciones. En la parcela no clareada P-100, había 3000 troncos por hectárea, mientras que en la parcela clareada P-50, el número se redujo a 1500 troncos por hectárea. Para estudiar las respuestas de los árboles al viento, los investigadores instalaron galgas extensométricas en la base de los troncos para medir fuerzas de torsión y unidades de medición inercial a seis metros de altura para rastrear movimientos tridimensionales.

Entre 2017 y 2019, los investigadores recopilaron datos sobre las respuestas de los árboles a vientos naturales, incluidos los provocados por el súper tifón Trami en 2018. Posteriormente, utilizaron árboles arrancados para experimentos de torsión y tracción. En estos experimentos, los árboles se arrancaron para medir el torque máximo, la fuerza necesaria para derribarlos. Los resultados mostraron que los árboles oscilan en dos frecuencias principales. Con vientos ligeros, oscilan a alta frecuencia (2-2.3 ciclos por segundo), donde las ramas absorben la mayor parte de la energía, protegiendo troncos y raíces. Con vientos más fuertes, pasan a una oscilación de baja frecuencia (0.2-0.5 ciclos por segundo), donde todo el árbol se mueve como un sistema único, transfiriendo fuerzas al tronco y raíces, aumentando el riesgo de ruptura o arranque.

La transición entre estos modos de oscilación depende de la densidad del bosque. En la parcela densa P-100, la transición ocurrió a velocidades de viento entre 1.79 y 7.44 m/s, mientras que en la parcela clareada P-50, ocurrió a velocidades más bajas, entre 1.57 y 5.63 m/s, debido a una mayor exposición al viento. Durante el tifón Trami, los investigadores encontraron que la resistencia real de los árboles arrancados en la parcela clareada era solo el 48% de la resistencia estimada en experimentos. Esta discrepancia se atribuyó a la fatiga radicular, un fenómeno donde las raíces acumulan estrés debido a vientos ligeros repetidos antes de los más fuertes. Este movimiento continuo debilita progresivamente las raíces, haciéndolas incapaces de soportar cargas mayores. La parcela clareada sufrió más daños porque su menor densidad permitió una mayor penetración del viento, agravando la fatiga radicular.

Con el cambio climático intensificando eventos extremos, adaptar las prácticas de gestión forestal es esencial para garantizar bosques resilientes. Aunque el clareo promueve el crecimiento, también puede aumentar la vulnerabilidad a tormentas. Este estudio demuestra que integrar conocimientos mecánicos y dinámicos en la gestión forestal es vital para equilibrar crecimiento y resiliencia.

¡Hasta Pronto y Buena Ciencia!

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Foto de Hans

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Liste Rosse IUCN 2024: Cresce l’Emergenza per le Specie a Rischio, Ora Anche per il Riccio Europeo

Le Liste Rosse IUCN delle specie minacciate rappresentano un inventario dello stato di conservazione globale e del rischio di estinzione delle specie biologiche. In base al livello di minaccia, le specie vengono classificate in diverse categorie: Non Valutata, Dati Insufficienti, Minima Preoccupazione, Quasi Minacciata, Vulnerabile, In Pericolo, In Pericolo Critico, Estinta in Natura, Estinta. Lo scorso 28 ottobre è stato pubblicato un nuovo aggiornamento di queste liste, che ora include 166.061 specie, di cui 46.337 minacciate di estinzione. La tendenza globale mostra un grave declino delle popolazioni in numerosi gruppi di specie.

Tra le situazioni più critiche, vi è il calo delle popolazioni di uccelli costieri migratori a livello mondiale, con 16 specie riclassificate in categorie di maggiore minaccia. Ad esempio, la pivieressa (Pluvialis squatarola) e il piovanello maggiore (Calidris ferruginea) le cui popolazioni sono diminuite del 30%, passando rispettivamente a Vulnerabile e Quasi Minacciato.

Altre specie animali sono ora classificate come “In Pericolo Critico,” il che significa che, se il declino prosegue, l'estinzione potrebbe essere imminente. Tra queste troviamo il ratto spinoso dell'isola di Manus (Rattus detentus), avvistato per l'ultima volta nel 2016 nell'Arcipelago di Bismarck in Papua Nuova Guinea e minacciato da predatori invasivi e degrado dell'habitat. Anche il rinkhals del Nyanga (Hemachatus nyangensis), un serpente presente negli altopiani orientali dello Zimbabwe, soffre per la trasformazione del suo habitat agricolo e l'invasione di piante aliene, e dal 1988 non sono stati registrati nuovi avvistamenti. Un'altra specie critica è il fagiano del Vietnam (Lophura edwardsi), non avvistato in natura dal 2000 e vittima di deforestazione, caccia ed effetti degli erbicidi durante la Guerra del Vietnam; sono in corso programmi di conservazione e riproduzione ex-situ per cercare di recuperare la specie.

Anche i coralli stanno lottando per sopravvivere: il 44% delle specie di corallo duro è a rischio di estinzione, con un aumento dell’11% dal 2008. Tra i generi più colpiti c’è Acropora, di cui 99 su 150 specie sono ora minacciate.

Una triste sorpresa è data poi dal riccio europeo occidentale (Erinaceus europaeus), ora classificato come Quasi Minacciato. La sua popolazione è crollata vertiginosamente negli ultimi dieci anni, a causa della pressione umana dovuta all'intensificazione agricola e allo sviluppo urbano.

Per la prima volta, la maggior parte delle specie arboree è stata elencata nella Lista Rossa: almeno 16.425 delle 47.282 specie valutate a livello mondiale, quindi oltre un terzo, è minacciato di estinzione. In particolare, le specie insulari sono sotto grave minaccia a causa della deforestazione per lo sviluppo urbano, parassiti, malattie e specie invasive. Gli alberi sono componenti fondamentali degli ecosistemi, e la loro scomparsa comprometterebbe la sopravvivenza di migliaia di altre specie di piante, funghi e animali che dipendono da loro, oltre a destabilizzare i cicli del carbonio, dell'acqua e dei nutrienti, la formazione del suolo e la regolazione del clima.

Questo aggiornamento delle Liste Rosse IUCN non solo rappresenta un barometro della biodiversità globale, ma evidenzia anche la necessità urgente di interventi di conservazione mirati e coordinati per evitare che il nostro pianeta perda preziosi elementi della sua ricchezza biologica.

A Presto e Buona Scienza!

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foto di Jörg Hempel

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IUCN Red Lists 2024: Growing Emergency for Species at Risk, Now Including the European Hedgehog

The IUCN Red Lists of Threatened Species represent an inventory of the global conservation status and extinction risk of biological species. Based on threat levels, species are categorized as: Not Evaluated, Data Deficient, Least Concern, Near Threatened, Vulnerable, Endangered, Critically Endangered, Extinct in the Wild, Extinct. A new update to these lists was published on October 28, now including 166,061 species, 46,337 of which are threatened with extinction. The global trend shows a severe decline across many species groups.

Among the most critical situations is the decline of migratory shorebird populations worldwide, with 16 species reclassified into higher threat categories. For example, the Grey Plover (Pluvialis squatarola) and Curlew Sandpiper (Calidris ferruginea), whose populations have decreased by 30%, were reclassified as Vulnerable and Near Threatened, respectively.

Other animal species are now classified as "Critically Endangered," meaning extinction could be imminent if their decline continues. Among these, the Manus Island spiny rat (Rattus detentus), last seen in 2016 in Papua New Guinea's Bismarck Archipelago, is threatened by invasive predators and habitat degradation. The Nyanga rinkhals (Hemachatus nyangensis), a snake in Zimbabwe's Eastern Highlands, faces habitat transformation and invasive plants, with no sightings since 1988. The Vietnam pheasant (Lophura edwardsi), not seen in the wild since 2000, suffers from deforestation and hunting, and ex-situ conservation programs are underway.

Corals are also struggling for survival: 44% of hard coral species are threatened, an 11% increase since 2008. Among the most affected is the Acropora genus, with 99 out of 150 species now at risk.

Another distressing case is the Western European hedgehog (Erinaceus europaeus), now classified as Near Threatened. Its population has plummeted in the last decade due to human pressure, particularly from agricultural intensification and urban development.

For the first time, most of the world’s tree species have been included in the Red List: at least 16,425 out of 47,282 species assessed, or over a third, are at risk of extinction. Island species, in particular, face severe threats due to urban development, pests, diseases, and invasive species. Trees are essential to ecosystems; their loss would compromise the survival of thousands of other species, destabilize carbon, water, and nutrient cycles, and disrupt soil formation and climate regulation.

This update of the IUCN Red Lists is not only a barometer of global biodiversity but also emphasizes the urgent need for coordinated conservation actions to prevent our planet from losing precious elements of its biological wealth.

See you soon and Good Science!

source

pic by Jörg Hempel