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Venerdì, 11 Ottobre 2019 07:40

The oldest cetaceans retained a sense of smell

It may sound strange but it may happen that the patient entering the hospital for a CT scan is not a human but an animal lived more than 40 million years ago. In this case the "patient" is the fossil skull of an archaeocete kept at the Natural History Museum of the University of Pisa and the CT scan provided a three-dimensional image of its delicate internal structures. Very important was the observation of the thin bony sheets linked to the sense of smell; their presence and dimension testify that the smell of these ancient cetaceans was intermediate in between the well-developed ability to sniff of terrestrial mammals and the one totally absent in dolphins or extremely reduced in baleen whales. This is an important new paleontological evidence confirming that cetaceans derive from terrestrial animals and in particular from the artiodactyls, a group of mammals today represented by camels, deers, pigs and hippopotamuses.

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CT scan of the skull of Aegyptocetus tarfa in the Department of Translational research and new technologies in medicine and surgery at the University of Pisa (photo E. Peri).


The study, recently published in the Journal of Anatomy, involved Prof. Giovanni Bianucci and his PhD student Emanuele Peri, paleontologists at the Department of Earth Sciences of the University of Pisa, Dr. Giacomo Aringhieri, researcher at the Department of Translational research and new technologies in medicine and surgery at the University of Pisa and Prof. Philip Gingerich, paleontologist at the Museum of Paleontology, University of Michigan. The specimen studied is part of a skeleton described in 2012 by Giovanni Bianucci and Philip Gingerich with the name of Aegyptocetus tarfa. This extraordinary fossil was casually discovered in 2002 by a marble worker of Pietrasanta, in the province of Lucca, Tuscany, when cutting a block of limestone from Egypt.

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The skull of Aegyptocetus tarfa (photo G. Bianucci).


"In recent years - explains Giovanni Bianucci - many exceptionally well-preserved fossils of archaeocetes have been discovered and they have allowed us to reconstruct in detail the progressive transformation of these mammals to adapt to aquatic life: the forelimbs have turned into pectoral fins and posterior limbs have disappeared, replaced by the caudal fin. Thanks to these discoveries, today archaeocetes represent one of the strongest evidence supporting evolution.

Most of these discoveries had already been made when we began to study the skeleton of Aegyptocetus tarfa: it seemed that there was nothing new to say about it, especially because its limbs had not preserved. However, impressed by the exceptional mineralization and perfect conservation of its bones, we tried to reconstruct the internal anatomy of the skull and in particular the turbinates (those delicate bony plates found in the nasal cavities of mammals), through computerized axial tomography (CT scan). Therefore in 2015 I proposed to Emanuele, a student of Geological Sciences and Technologies, to develop this topic as research for his degree thesis".

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The skeleton of Aegyptocetus tarfa in the Archaeocete exhibition hall of the Natural History Museum of the University of Pisa (photo G. Bianucci).


"We have been lucky - says Emanuele Peri - because thanks to the perfect preservation of the bony plates and the high contrast of density between the bone and the surrounding rock, it has been possible to obtain thousands of sections of the skull then assembled together by a software that allowed us to reconstruct the shape of the turbinates in three dimensions. But the biggest surprise was when we realized that Aegyptocetus tarfa presented a big difference in the development of the turbinates having an olfactory function (ectoturbinates) and those having respiratory function (maxilloturbinates). The ectoturbinates were about a quarter of those of present terrestrial mammals, suggesting that this archaeocete still had a rather developed sense of smell, whereas the maxilloturbinates were extremely reduced to indicate that the loss of their function as already occurred".

"This discovery is very important - continues Bianucci - both because it is the first time that the turbinates of an archaeocete are reconstructed in such a good detail but, above all, for the precious information on the evolution of these marine mammals we obtained through the non invasive examination of extremely delicate structures generally not preserved in fossils. Moreover, the comparison between the turbinates of Aegyptocetus tarfa and those of various artiodactyls gave us a further confirmation that the cetaceans derive from this large group of mammals".

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Three-dimensional CT-scan reconstruction of skulls and related turbinates in dorsal and lateral view of Aegyptocetus tarfa (image processing: E. Peri).

"I particularly wish to underline - concludes Prof. Davide Caramella, director of the School of Specialization in Radiology at the University of Pisa - that this interdisciplinary collaboration is of great value especially for our young Researchers. In fact, testing innovative applications in a context that is "atypical" for us, such as the paleontological one, can lead not only to important scientific discoveries, such as the one just published, but also represents an opportunity to look beyond the classical boundaries of our discipline and expand the research perspectives of 3D imaging".

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Three-dimensional CT-scan reconstruction of skulls and related turbinates in dorsal and lateral view of three extant artiodactyls (image processing: E. Peri).


Sembrerà strano ma può capitare che il paziente che entra in ospedale per una TAC non sia un malato ma un animale vissuto più di 40 milioni di anni fa. In questo caso il “paziente” è il cranio fossile di un archeoceto conservato al Museo di Storia Naturale dell’Università di Pisa e la TAC ha permesso di ottenere un’immagine tridimensionale delle sue delicate strutture interne. Importantissima è stata l’osservazione delle sottili lamine ossee legate al senso dell’olfatto che testimoniano come questi antichi cetacei avessero un fiuto intermedio tra quello ben sviluppato dei mammiferi terrestri e quello totalmente assente dei delfini o estremamente ridotto delle balene. Si tratta di una nuova importante “prova paleontologica” a conferma del fatto che i cetacei derivano da animali terrestri e in particolare dagli artiodattili, quel gruppo di mammiferi oggi rappresentato da cammelli, cervi, maiali e ippopotami.

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TAC del cranio di Aegyptocetus tarfa presso il Dipartimento di Ricerca Traslazionale e delle nuove Tecnologie in Medicina e Chirurgia dell’Università di Pisa (foto E. Peri).


Lo studio, da poco pubblicato su Journal of Anatomy, ha coinvolto il professor Giovanni Bianucci e il suo dottorando Emanuele Peri, paleontologi del Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Pisa, Giacomo Aringhieri, ricercatore del Dipartimento di Ricerca Traslazionale e delle nuove Tecnologie in Medicina e Chirurgia dell’Università di Pisa e il professor Philip Gingerich, paleontologo del Museum of Paleontology, University of Michigan. Il reperto studiato è parte di uno scheletro descritto nel 2012 da Giovanni Bianucci e Philip Gingerich con il nome di Aegyptocetus tarfa. Si tratta di un fossile straordinario scoperto casualmente nel 2002 quando un marmista di Pietrasanta, in provincia di Lucca, aveva tagliato in lastre un blocco di calcare proveniente dall’Egitto.

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Il cranio di Aegyptocetus tarfa (foto G. Bianucci).


“In questi ultimi anni - spiega Giovanni Bianucci - sono stati scoperti molti fossili di archeoceti eccezionalmente ben conservati che hanno permesso di ricostruire in dettaglio la progressiva trasformazione subita dal corpo di questi mammiferi per adattarsi alla vita acquatica: gli arti anteriori si sono trasformati in pinne pettorali e quelli posteriori sono scomparsi, sostituiti dalla pinna caudale. Grazie a queste scoperte, gli archeoceti rappresentano oggi una delle prove più solide a sostegno dell’evoluzione.

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Lo scheletro di Aegyptocetus tarfa nella sala degli Archeoceti del Museo di Storia Naturale dell’Università di Pisa (foto G. Bianucci).


La maggior parte di queste scoperte era già stata fatta quando ci siamo messi a studiare lo scheletro di Aegyptocetus tarfa: sembrava che non ci fosse niente di nuovo da dire a questo proposito, tanto più che gli arti di questo archeoceto non si sono conservati. Tuttavia, impressionati dall’eccezionale mineralizzazione e conservazione delle ossa di Aegyptocetus tarfa, abbiamo provato a ricostruire tramite la tomografia assiale computerizzata (TAC) l’anatomia interna del cranio e in particolare i turbinati, cioè quelle delicate lamine ossee che si trovano nelle cavità nasali dei mammiferi. Pertanto nel 2015 ho proposto a Emanuele, allora studente di Scienze e Tecnologie Geologiche, di sviluppare questa ricerca nell’ambito della sua tesi di laurea”.

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Ricostruzione 3D tramite TAC del cranio e dei relativi turbinati di Aegyptocetus tarfa in veduta dorsale e laterale (elaborazione immagine: E. Peri).


“Siamo stati fortunati – afferma Emanuele Peri – perché grazie alla perfetta conservazione delle lamine ossee e all’elevato contrasto di densità tra l’osso e la roccia inglobante, è stato possibile ottenere migliaia di sezioni del cranio poi assemblate insieme da un software che ci ha permesso di ricostruire tridimensionalmente la forma dei turbinati. Ma la sorpresa maggiore è stata quando ci siamo accorti che in Aegyptocetus tarfa c’era grande differenza nello sviluppo dei turbinati responsabili dell’olfatto (ectoturbinati) e quelli deputati a inumidire e riscaldare l’aria per la respirazione (mascelloturbinati). I primi erano circa un quarto di quelli dei mammiferi terrestri attuali, suggerendo che questi archeoceti avessero ancora un olfatto piuttosto sviluppato, mentre i secondi erano estremamente ridotti ad indicare che avevano già perso la loro funzione”.

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Ricostruzione 3D tramite TAC del cranio e dei relativi turbinati di tre artiodattili attuali in veduta dorsale e laterale ((elaborazione immagine: E. Peri).


“Questa scoperta è molto importante – continua Bianucci – sia perché è la prima volta che i turbinati di un archeoceto vengono ricostruiti con questo dettaglio ma soprattutto per le preziose informazioni sull’evoluzione di questi mammiferi marini che l’esame di queste delicate strutture, in genere non conservate nei fossili, ci ha permesso di ottenere. Inoltre, il confronto tra i turbinati di Aegyptocetus tarfa e quelli di vari artiodattili ci ha dato un’ulteriore conferma che i cetacei derivano da questo grande gruppo di mammiferi attuali”.

“Tengo particolarmente a sottolineare – conclude il professor Davide Caramella, direttore della Scuola di specializzazione in radiodiagnostica dell’Università di Pisa – come questa collaborazione interdisciplinare sia di grande valore specialmente per i nostri giovani ricercatori. Infatti la sperimentazione di applicazioni innovative in un contesto per noi "atipico" come quello paleontologico può portare non solo a importanti scoperte scientifiche, come quella appena pubblicata, ma rappresenta anche un’occasione per volgere lo sguardo oltre i confini classici della nostra disciplina ampliando le prospettive della ricerca nel campo dell'imaging”.

Dopo il successo dell'iniziativa “La Sapienza Night Experience” con circa 800 persone che hanno assistito dal vivo alla serata evento del 27 settembre, il racconto della storia del Palazzo simbolo dell’Università di Pisa continua con una mostra istallazione che sviluppa e approfondisce quanto proposto in quell'occasione.
Per tutto ottobre il cortile della Sapienza ospita infatti un percorso narrativo composto da pannelli illustrativi e quattro monitor posti agli angoli del colonnato che si aggiungono, in una cornice grafica coordinata, alla piccola mostra permanente con i reperti archeologici rinvenuti durante il restauro.
I video racconti, a cura di Lorenzo Garzella in collaborazione con Nanof, l'Acquario della Memoria e l'Ufficio Stampa e Comunicazione dell'Ateneo, sono sottotitolatati in lingua inglese. Ripercorrono l'evoluzione dell'area in cui è sorta la Sapienza fin dalle case torri medievali e dalla piazza del Grano, passando poi per il periodo mediceo in cui fu costruito il Palazzo per arrivare, attraverso l'epoca dei Lorena, alla Prima Riunione degli Scienziati Italiani del 1839, al Risorgimento con l'eroico episodio di Curtatone e Montanara, al fascismo e alla guerra, al periodo delle contestazioni studentesche. La visita di Papa Wojtyla con l'omaggio alla statua di Galileo Galilei apre la sezione contemporanea delle vicende del Palazzo, con la chiusura del 2012 e la riapertura del 2018 preludio alla Cerimonia del ricordo e delle scuse per l'infamia delle leggi razziali e all'ultima laurea honoris causa conferita a Don Luigi Ciotti.

L'associazione L’IstaMina ha pubblicato una guida per le matricole del corso di laurea in Medicina e Chirurgia.

La publicazione sarà distribuita martedì 15 ottobre alle 15 durante un'assemblea dedicata.

La  guida è stata realizzata con i fondi di ateneo per le attività studentesche autogestite (rif. 2006).

Scarica il pdf della Guida

Info: Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

Giovedì, 10 Ottobre 2019 10:54

Guida per le matricole in Medicina e Chirurgia

L'associazione L’IstaMina ha pubblicato una guida per le matricole del corso di laurea in Medicina e Chirurgia.

La publicazione sarà distribuita martedì 15 ottobre alle 15 durante un'assemblea dedicata.

La  guida è stata realizzata con i fondi di ateneo per le attività studentesche autogestite (rif. 2006).

Scarica il pdf della Guida

Info: Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

Si terrà sabato 12 ottobre, alle ore 17 in Piazza Vittorio Emanuele, il dibattito dal titolo "Quando lo sport fa bene", che fa parte delle iniziative legate all'expo della mezza maratona di Pisa in programma domenica 13. Esperti del settore e medici specialisti discuteranno tra loro e con i presenti sui benefici che l’esercizio fisico apporta a tutti, aiutando a mantenersi in forma, a migliorare le funzionalità cardiovascolari e la forza fisica, permettendo un controllo del peso corporeo e, aspetto non certo trascurabile, influendo sul lato mentale per esempio con il miglioramento dell’umore e la capacità di aiutare a gestire lo stress.
Organizzato dall'Università di Pisa e dal suo Centro di Medicina Riabilitativa "Sport and Anatomy”, che assisterà gli atleti della mezza maratona, il dibattito vedrà come protagonisti il professor Stefano Taddei, ordinario di Medicina interna, il professor Marco Gesi, prorettore con delega alle Attività sportive e direttore del Centro "Sport and Anatomy", il dottor Ferdinando Franzoni, specialista in Medicina dello sport, e il dottor Marco Vaglini, specialista in Ortopedia e traumatologia. La discussione sarà moderata da Daniele Menarini, direttore del mensile "Correre”.

Al via la nona edizione di Internet Festival-Forme di Futuro, la manifestazione internazionale dedicata alla Rete e ai suoi protagonisti che animerà 13 location in città dal 10 al 13 ottobre, con 280 appuntamenti tra incontri, workshop e spettacoli richiamando migliaia di studenti, docenti, professionisti, famiglie, scuole, curiosi e appassionati dell’innovazione. Un’occasione unica per Pisa per farsi conoscere meglio, al di là dei circuiti turistici più battuti, con le sue università d’eccellenza, i suoi centri di ricerca, i suoi teatri e i suoi centri di aggregazione.

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La manifestazione è stata presentata nella Sala Baleari del Comune dal sindaco Michele ContiIacopo Di Passio, presidente di Fondazione Sistema Toscana, Anna Vaccarelli, Istituto di Informatica e Telematica del CNR e Registro .it, Gian Luigi Ferrari, direttore del dipartimento di Informatica dell'Università di Pisa, Andrea Zavanella, Giunta della Camera di Commercio di Pisa, e Claudio Giua direttore Internet Festival 2019.

Internet Festival ha scelto di mettere radici a Pisa fin dalla prima edizione perché qui è nata l’informatica italiana nel dopoguerra; il primo corso di laurea in Scienza dell’Informazione (poi Informatica) è stato aperto dall’Università in Corso Italia esattamente 50 anni fa; nell’area pisana gravitano oltre 1.300 imprese digitali di cui più di 800 del settore ICT; Pisa detiene il record mondiale di trasmissione dati via internet con 1200 Gigabit al secondo, pari a oltre un Terabit, realizzata dai ricercatori della Scuola Sant'Anna e Cnit. A Pisa, sotto l’egida del CNR, è attivo Registro .it, l’ente che sovraintende a tutti i domini .it. E poiché a Pisa si segue da una posizione privilegiata ogni dibattito che riguarda modi e tempi della crescita dell’universo digitale, con attenzione sia agli aspetti tecnici che a quelli giuridici ed etici, il tema scelto per #IF2019 è “Le regole del gioco”.

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L’inaugurazione di Internet Festival 2019 è fissata per le ore 15 di giovedì 10 ottobre alle Logge dei Banchi dove sarà già a disposizione la bolla +2°C di Legambiente, la struttura di 18 metri per 4 di diametro ideata per spiegare al pubblico gli effetti del global warming. Sempre alle Logge saranno esposte le opere che l’artista di tape art No Curves ha realizzato ad hoc per il Festival: si tratta dei megaritratti di Steve Jobs, Samantha Cristoforetti e Adriano Olivetti, donati alla città di Pisa (iniziativa promossa dalla Fondazione Sistema Toscana e realizzato dall’Associazione stART-Open your eyes).

Alle 16 al Centro Congressi delle Benedettine saranno inaugurati gli spazi dedicati ai T-Tour, i percorsi didattici che caratterizzano IF, il gioco interattivo Escape War!, l’installazione The Sound of The Crowd e la mostra Hello World, un viaggio nel tempo che ripercorre tre secoli di storia degli strumenti di calcolo in occasione dei 50 anni del primo corso di laurea in Informatica. Nell'occasione sarà inoltre possibile sperimentare l'interfaccia neurale: indossando una speciale cuffia, i pensieri potranno interagire con una installazione video e "comandarla" in base ai propri stati d'animo. Alle 15.30, sempre alle Benedettine, si terrà l'incontro un incontro sul progetto Software Heritage lanciato dall’Inria.

Venerdì 11, le Manifatture digitali cinema, ospiteranno l’installazione (Algo)Ritmi di danza e le performance di danzatori che interagiranno con l’opera modificandone la resa artistica. 

Grazie alla collaborazione delle associazioni di categoria Confesercenti e Confcommercio con il Museo degli Strumenti per il Calcolo, le vetrine del centro della città mostreranno i test di logica del contest “LogicaMente” per mettere alla prova le capacità deduttive del pubblico che potrà vincere buoni spendibili nei negozi aderenti all’iniziativa.

Novità di quest’anno dell’area del Festival dedicata ai libri – Book(e)Book - il coinvolgimento del Circolo LaAV - Letture ad Alta Voce che, nel pomeriggio di giovedì 10 ottobre, con l’associazione Il Gabbiano e in collaborazione con CCT Nord, animeranno i viaggi sui bus cittadini con letture ad alta voce dei grandi classici della fantascienza. Prosegue anche la collaborazione con il Circolo Pickwick che, alle Logge dei Banchi, da venerdì 11, animerà l’angolo Booktuber, dedicato agli amanti della lettura.

Tra gli eventi collaterali di forte impatto locale si segnala la seconda edizione di Tech Jobs Fair, occasione di incontro tra le aziende operanti nel ramo hi-tech e IT e chi è in cerca di una nuova posizione professionale nel settore (sabato 12 ottobre le Officine Garibaldi).

Nei quattro giorni di Festival saranno presenti a Pisa, tra gli altri, il futurologo Gerd Leonhard gli scrittori fantascientifici Rudy Rucker e Bruce Sterling, il capo della comunicazione di Papa Francesco Lucio Adrián Ruiz, la influencer più anziana d’Italia Licia Fertz, lo chef stellato Antonello Colonna, le star di YouTube Yuri “Gordon” Sterrone e Valeria Vedovatti, il CT della Fiorentina Women Antonio Cincotta, l’icona della musica africana Tony Allen, il disegnatore Makkox, giornalisti innovatori come Luca Sofri, Giuseppe Smorto e Massimo Russo, l’esperta di dark web Carola Frediani.

Tra le tematiche che saranno affrontate a #IF2019 l’impatto delle nuove leggi sui diritti nel mondo digitale; il rapporto tra sport e strumenti tecnologici pensati per ridurre l’errore umano; la relazione tra uomo e natura alla luce della tecnologia; la cybersecurity. Si parlerà molto di economia circolare, di impresa 4.0, delle ricadute economiche, sociali e ambientali del 5G. In tema di green economy la Regione Toscana offrirà informazioni sulla campagna di sensibilizzazione Plastic Free contro l’utilizzo indiscriminato della plastica, coinvolgendo la cittadinanza e gli ospiti.

Grande attenzione ai temi dell’informazione e della satira con The Jackal e Il terzo segreto di satira alle Officine del .it a cura di Registro .it, in collaborazione con la redazione del Post.

All’interno di una cupola geodetica la Camera di Commercio di Pisa consentirà di conoscere e attivare strumenti digitali per il cittadino. L’11 ottobre un facilitatore aiuterà un gruppo di imprenditori ad affrontare le sfide della digital transformation utilizzando “LEGO® Serious play®”.

Un segno dell’attenzione crescente nei confronti di Internet Festival-Forme di Futuro è dato dalla qualità dei media partner. La Rai ha scelto di essere il Main Media Partner di #IF2019 con TGR e Rai Cultura. Entrambe le testate avranno la troupe a Pisa per seguire il Festival da vicino insieme a Rai 4 (trasmissione Wonderland) e alla troupe social di Rai2. Inoltre, Radio 1 Rai trasmetterà in diretta dalla Logge dei Banchi la puntata di Eta Beta in programma sabato mattina 12 ottobre.

Il Festival sarà raccontato, con i propri inviati, da Repubblica, La Stampa, Nazione, Corriere Fiorentino, Tirreno, Punto Informatico, intoscana.it, sestaporta.news, Post, Wired e altre testate nazionali e regionali. Anche quest’anno la rete wifi di IF sarà allestita da Devitalia, sponsor tecnico ufficiale della manifestazione. Grazie all’infrastruttura messa in campo da Devitalia nel 2018 - 350 Access Point WiFi, 30 Routers Captive Portal, 7 Nodi di accesso in Fibra e i 10 Nodi di accesso in Wdsl – il pubblico del Festival ha potuto scambiarsi dati per 2.120 TeraByte in download e 378 Gbyte in upload per 22.266 pagine web scaricate e ben 19.520 autenticazioni di dispositivi in transito dalla rete Wifi.

Tredici le location nelle quali si svilupperà il festival diffuso, destinato come ogni anno a contagiare l’intera città: Camera di Commercio (cupola geodetica), Centro Congressi Le Benedettine, Cinema Arsenale, Cittadella Galileiana, Gipsoteca di Arte Antica, Logge dei Banchi, Lumière, Manifatture Digitali Cinema, Mixart, Museo delle Navi Antiche di Pisa, Officine Garibaldi, Scuola Normale Superiore, Scuola Superiore Sant’Anna.

Internet Festival è promosso da Regione Toscana, Comune di Pisa, Registro.it e Istituto di Informatica e Telematica del Cnr, Università di Pisa, Scuola Superiore Sant’Anna, Scuola Normale Superiore insieme a Camera di Commercio di Pisa, Provincia di Pisa e Associazione Festival della Scienza. La progettazione e l’organizzazione sono a cura di Fondazione Sistema Toscana. Il direttore del Festival è Claudio Giua. Project leader Adriana De Cesare (Fondazione Sistema Toscana). Anna Vaccarelli (IIT-CNR e di Registro .it) e Gianluigi Ferrari (Università di Pisa) coordinano rispettivamente il comitato esecutivo e scientifico.

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