By the way

Some random corridor talks with other biology nerds.

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“I used to work on pipefish before. They are Sygnathidae, like seahorses. They are interesting animals: the males get pregnant, instead of the females. …What? Oh, no, they don’t just carry the eggs: it’s a proper pregnancy. Well, actually there’s a gradient in the degree of specialization across species: some of them just have a sticky area on the tail where the eggs adhere until hatching; others have complete pouches and sometimes even a specific tissue to bring oxygen to the eggs, like a placenta. Evolution at work!”

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“The are crazy examples of parasitism among insects. Many of them parasitize other insects. There is even a kind of mite, genus Dicrocheles, that live in the ear of moths. A female get in and form a whole colony. In the end the ear stop working and the moth is half deaf: but the parasite always manage to colonize only one ear, so the moth can still hear and avoid bats.”

(I didn’t even imagine moths do have ears.)

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“We carry on a wide range of ecological studies on frogs. Here we have toads, while in that terrarium we keep tree frogs, Hyla arborea. In this one there are only flies: we grow them to feed the animals. This one is empty now, the experiment is over. This… Oh, here I keep two pythons: but it’s not for science, they’re just pets”.

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To know more:

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Sex, drugs, and protists

Sei settimane sono trascorse dal mio arrivo in Svizzera e dall’inizio del dottorato. Sei settimane dense di eventi, degno contrappasso ai mesi fin troppo rilassati che le hanno precedute.

Che ci faccio in Svizzera? Bella domanda, in alcuni momenti di scoramento me lo sono chiesto anch’io. Come mio solito ho lasciato passare un bel po’ di tempo dal mio ultimo messaggio da queste parti: direi che urge un riassunto.

Mi sono laureato ormai un anno fa e, dopo i consueti mesi di cazzeggio travestito da lavoro (nel mio caso si è trattato di un periodo di volontariato alle Shetland su cui almeno tre quarti di voi lettori sono già stati ampiamente edotti), è cominciata la dulcamara ricerca del “poi”, all’insegna del grande enigma: «bene, mi sono laureato. E mo’ccheffaccio?».Scartata l’ipotesi di andare in India alla ricerca di me stesso, mi sono lanciato alla ricerca di un dottorato: obiettivo solo apparentemente più arrivabile. Eviterò di soffermarmi sui particolari: se ci siete già passati, sapete cosa comporta; se non ci siete ancora passati, non voglio rovinarvi la sorpresa.

Di una cosa ero assolutamente convinto: di voler andare il più lontano possibile dall’Italia, per darmi alla field ecology. Che fosse l’artico canadese, l’antartico neozelandese, le foreste australiane o quelle del Vermont, doveva essere “into the wild”, lontano dalla civiltà o almeno dall’Italia.

Ed eccomi qui: a Zurigo, a 350 Km da casa, in un gruppo di ricerca che si occupa di ecologia dei protisti in microcosmo (ovvero, in laboratorio). Questo perché sono una persona coerente! Non che i dubbi siano mancati, anzi: sussistono tutt’ora.

Dubbi

Certi giorni penso che l’ecologia “da laboratorio” abbia grandissime potenzialità, sia dal punto di vista scientifico sia da quello della mia formazione. In laboratorio tutti (o quasi) i fattori sperimentali sono attentamente calibrati e controllati: si può così concentrare l’attenzione su un singolo processo ecologico “ripulendo” il sistema dal rumore di fondo, ovvero tutta quella aliquota di variabilità naturale che rende difficili gli esperimenti sul campo.

Inoltre studiare i protisti in laboratorio permette di svolgere esperimenti in tempi molto rapidi rispetto a quelli classici dell’ecologia (settimane invece che mesi o anni): questo significa ottenere risultati rapidamente, ma soprattutto rende gli eventuali errori meno tragici. In questa fase della mia crescita scientifica, in cui sto passando finalmente dallo studio alla ricerca attiva, credo che il mio metodo scientifico sarà particolarmente esposto a falle. E un conto è combinare un casino su un esperimento che dura due settimane, un mese o magari anche due; un conto è fare errori mentre si lavora sul campo, dove se ti va bene te ne accorgi al momento del primo campionamento (a mesi di distanza dal setup).

Non dimentichiamo poi che creare degli ecosistemi “in bottiglia” ha il suo fascino: ieri ad esempio ero al microscopio e ho assistito “in diretta” alla predazione di un Paramecio da parte di un Didinium (entrambi protisti). Sapere che organismi unicellulari come questi abbiano raggiunto una complessità tale da poter essere classificati come erbivori o predatori, proprio come una zebra o un leone, colpisce. Ma se siamo ormai abituati a vedere leoni che mangiano zebre, almeno in televisione, vedere una cellula-predatore che mangia una cellula-preda, e sapere che questo sta avvenendo in una goccia d’acqua, a un livello così piccolo da richiedere un microscopio, è impressionante.

Poi ci sono i giorni in cui i dubbi mi buttano giù e mi chiedo: che valore ha un esperimento ecologico basato su un ecosistema in bottiglia? D’accordo, possiamo focalizzare le dinamiche ecologiche ripulendole dalla variabilità naturale: ma ha davvero senso questa operazione di “ripulitura”? E’ giusto ridurre artatamente quella variabilità che ha così tanta parte nei sistemi reali? E per finire che cacchio ci faccio qui, in mezzo agli svizzeri e ai protisti, quando potevo essere nell’antartico coi pinguini – magari scientificamente meno fecondi ma, diciamolo, molto più fichi?

D’altronde da qualche parte bisogna pure iniziare: così, con tutti i miei dubbi, per ora studio i protisti in bottiglia, poi sarà quel che sarà.

Il team

Bene, fine del riassunto: veniamo al “qui ed ora”. Il laboratorio dove lavoro è alla Universität Zürich in Irchel e fa parte dell’Institut für Evolutionsbiologie und Umweltwissenschaften. Per chi è digiuno di tedesco, come me, dirò che si tratta dell’Istituto di biologia evoluzionistica e scienze ambientali: in altre parole ecologia, etologia ed evoluzione. Il dipartimento si compone di ben 21 gruppi di ricerca. Quello a cui appartengo si concentra su “Cause e conseguenze delle estinzioni” (http://www.ieu.uzh.ch/research/ecology/extinction.html), che vengono affrontate in senso piuttosto lato: dalle reti trofiche alle dinamiche di popolazione. Si tratta di un piccolo gruppo, che al momento si compone di soli sei componenti: Owen Petchey, il boss; Dennis Hansen, il braccio destro; io e Gian Marco Palamara, i tirapiedi; Mathab e Yves, gli assistenti di laboratorio.

Owen e Dennis, i miei supervisors, sono entrambi ottimi scienziati e ottime persone. Hanno background piuttosto differenti: Owen è sempre stato un ecologo da laboratorio, Dennis invece si è concentrato finora sulle interazioni tra piante e animali nei Tropici, ed ha passato buona parte degli ultimi 15 anni nelle foreste tropicali d’Africa e d’Asia. La diversità delle loro esperienze, interessi e punti di vista mi è molto preziosa.

Gian Marco è un fisico prestato all’ecologia: applica le teorie dei network alle reti trofiche. Anche la sua presenza nel gruppo è una gran cosa, e non solo perchè è una bella persona: in quanto fisico ne sa di numeri e di modellistica, ambiti in cui noi ecologi siamo consapevolmente e frustratamente limitati; in compenso ha delle ovvie carenze teoriche in biologia ed ecologia, per cui c’è un flusso proficuo di informazioni da entrambe le parti. In più, le sue lacune in ecologia lo rendono particolarmente entusiasta di ogni nuova scoperta, anche quelle che per noi sono assodate e quasi naif. Infine, avere tra noi qualcuno di estraneo alla “tribù degli ecologi” ci obbliga a non parlare in ecologhese, ad arrivare subito al nocciolo in modo chiaro, così si vede subito se un’idea è buona o è aria fritta.

Il gruppo è internazionale: Owen dall’Inghilterra, Dennis dalla Danimarca, Mathab dall’Iran, io e GM dall’Italia… Yves appartiene alla “minoranza svizzera”: un caso classico nei gruppi di ricerca qui all’UZH. Oltre a noi ci sono altri quattro dottorandi che Owen continua a seguire ma che sono rimasti a Sheffield, la sua vecchia università. Ci hanno raggiunti a Zurigo all’inizio di Maggio, restando una decina di giorni: purtroppo io ero appena arrivato, dovevo ancora capire bene da che parte ero girato e non sono stato particolarmente espansivo, ma vedere a che punto sono le loro ricerche a un anno e mezzo, due anni dall’inizio del dottorato è galvanizzante. Due anni in fondo scorrono veloci, ma ci si possono fare un sacco di cose.

Cosa bolle in pentola

Ora, a distanza di un mese e mezzo, ho avuto tutto il tempo di ambientarmi. Ho cominciato a prender confidenza col laboratorio e col nostro “zoo” (le colture di protisti). Conosco continuamente nuove persone prodighe di consigli e potenziali collaborazioni. Mi sono già sparato due corsi intensivi di statistica. Ho iniziato a leggere un po’ d’articoli e a maturare un po’ di idee, che grazie al contributo del resto del gruppo si stanno rapidamente definendo.

In linea di massima mi concentrerò sulla “forza” delle interazioni biologiche quali predazione, parassitismo, competizione per le risorse, e studierò come queste variano al variare delle condizioni ambientali. La mia variabile ambientale primaria sarà la temperatura: abbiamo ben dodici camere termostatate che ci permetteranno parecchi giochini in questo senso, manipolando la temperatura e le sue variazioni nel tempo in modo molto fine. A questo, poi, conto di aggiungere anche altre variabili: in particolare la dimensione e il tipo di habitat a disposizione degli organismi.

Manipolare temperatura e dimensione degli habitat non è soltanto un bel gioco: capire come essi influenzano le interazioni tra organismi in laboratorio può essere utile per comprendere le medesime dinamiche in condizioni naturali. Per questo, una volta fatte sufficienti esperienze in laboratorio vorrei trasferire gli esperimenti in ambiente, selezionando luoghi naturalmente caratterizzati da gradienti di temperatura: le montagne sono l’esempio più ovvio, e certo in Svizzera non mancano; un altra possibilità gustosa sono i siti geotermici.

Un passo alla volta.

Vi terrò informati.