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La neotenia e gli anfibi: un mondo a sé stante

Tra gli animali più strani che abitano il nostro pianeta ci sono senza dubbio gli anfibi, che già dall’origine del nome “ampho” doppio e “bios” vita, dovrebbero farci intendere le stranezza che ruotano attorno a loro, i primi vertebrati a passare dall’acqua alla terra. Il nome, infatti, ci indica la doppia vita degli stessi: dapprima acquatica, poi terrestre.

Com’è noto dagli studi sull’evoluzione animale, i primi organismi che abitavano la Terra erano acquatici, prevalentemente abitanti dei mari e degli oceani ancestrali, successivamente adattatisi ad ambienti terrestri per via della competizione e della ricerca di nuovi spazi e nuove risorse per il proprio prosperamento. Secondo gli studiosi, intorno a 360 milioni di anni fa, si ebbe il passaggio dall’acqua alla terra, con anfibi arcaici del tutto simili alle odierne salamandre. Se si osserva un anfibio moderno, al quale appartengono rane (Anuri), tritoni e salamandre (Urodeli) e cecilie (simili a vermi), sembra quasi che lo stesso, nel corso della sua metamorfosi, continui a seguire i processi evolutivi dei vertebrati. metamorfosi-ranaLa metamorfosi di un anfibio, infatti, è un meccanismo complesso e incredibile, nel quale le strutture di un girino vengono completamente “smantellate” per lasciare spazio a quelle dell’adulto, e i composti chimici riciclati nelle nuove componenti. Durante il processo, i girini, che assomigliano del tutto a piccoli pesci dotati di branchie e coda, subiscono importanti modifiche, quali la scomparsa della coda (per quanto riguarda gli anuri), la formazioni di zampe anteriori e posteriori, la trasformazione delle branchie in sacche polmonari e modifiche anche a livello di intestino e bocca, essendo il girino erbivoro mentre l’adulto tendenzialmente carnivoro od onnivoro. La respirazione branchiale diventa dunque polmonare, ma gli anfibi  riescono a respirare anche in altro modo: tramite la pelle. Essa, infatti, è molto permeabile e mucosa, e questo rappresenta forse uno dei motivi per i quali gli anfibi sono presenti soprattutto negli ambienti umidi e risentono dei cambiamenti climatici. Tuttavia, un numero sorprendentemente alto di anuri vive negli ambienti desertici dove tendono a trascorrere 9-10 mesi l’anno nascosti in rifugi umidi, anche a più di un metro sottoterra, per emergere solo durante la stagione delle piogge (Zoologia dei vertebrati – Pough,  Janis, Heiser, 2014).

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Benché, quindi, gli anfibi siano organismi già affascinanti per le loro incredibile strategie vitali, c’è un altro fattore che la natura ci ha permesso di conoscere e che li rende, per un certo verso, “estremi”, ed è quello della neotenia, la capacità cioè di un organismo di sviluppare le strutture riproduttive pur mantenendosi allo stadio larvale. In parole semplici, è come se un bambino fosse già fertile e pronto per il concepimento. Un fatto quasi assurdo, per noi esseri umani, ma non per il mondo animale. La neotenia, il cui termine significa letteralmente “tendenza alla gioventù”, permette dunque ad alcuni organismi di riprodursi molto prima di quanto non lo farebbero normalmente, se seguissero il consueto corso dell’età.

Si tratta di un fenomeno evolutivo descritto negli anfibi e in poche altre creature, quali ad esempio i tunicati larvacei, organismi marini planctonici, che diviene una sorta di adattamento a condizioni ambientali non favorevoli, ad esempio in condizioni di scarsità di cibo. In altri termini, sapendo che un girino e una rana adulta hanno esigenze trofiche (alimentari) differenti, l’uno è erbivoro e richiede cibo in qualità e quantità minori, l’altro, al contrario, è carnivoro e necessita di un dispendio energetico maggiore, mantenendosi allo stadio larvale e quindi a quello con meno richieste, c’è una maggiore probabilità di sopravvivenza. Se, in condizioni ambientali tali da non garantire la presenza di risorse indispensabili per tutti, ogni girino metamorfosasse, gli adulti che ne deriverebbero entrerebbero in competizione e solo pochi riuscirebbero a svolgere l’intero ciclo vitale. In alcune specie di salamandre che vivono in laghi montani, dove il cibo e le risorse sono limitate, gli individui tendono a mantenere la forma giovanile per tutta la vita. Si parla addirittura di forme nane che in tal modo, tuttavia, riescono a riprodursi e a restare vitali.

La scienza ci ha permesso di distinguere alcune tipologie di neotenia: quella geografica o accidentale, nel caso in cui, in una specie, la maggior parte degli individui compie la metamorfosi, mentre alcuni, più rari o distribuiti in una zona geografica ristretta e precisa, non lo fanno, restando quindi nella fase larvale. È il caso della salamandra tigre Ambystoma tigrinum, diffusa nel nord America, e dell’Ambystoma gracile, presente in Canada e in Alaska.

La neotenia può essere anche facoltativa, attraverso la quale alcuni individui metamorfosambystoma-mexicanumano e altri no, pur vivendo nello stesso ambiente. Noto esempio è quello dell’Axolotl, Ambystoma mexicanum, endemico del lago di Xochimilco, vicino a Città del Messico. Considerata da alcuni una specie ormai estinta per via di molteplici fattori quali inquinamento, pesca e competizione con specie opportuniste, da un’ultima indagine del 2014 ne risulta che la densità della stessa è diminuita sino alla scomparsa totale.

Una caratteristica affascinante di questo piccolo animale, che misura in media 25 cm di lunghezza, è la sua incredibile capacità di rigenerare parti del corpo amputate o danneggiate quali zampe o addirittura polmoni e pezzi di cervello. Si ritiene che queste straordinarie abilità siano dovute alla presenza di particolari cellule simili a quelle staminali dei mammiferi.

Un’ultima tipologia di neotenia è quella obbligatoria, dove tutti gli individui di una specie permangono allo stadio larvale per l’intera vita, senza mai subire alcun tipo di metamorfosi. Tra gli esempi vi sono il cane d’acqua Necturus maculosus, nord americano, la salamandra gigante giapponese Andrias japonicus, endemica di alcune isole del Giappione, che può raggiungere il metro e mezzo di lunghezza, l’amphiuma Amphiuma means, che ricorda un’anguilla a causa della forma allungata e della presenza di microscopiche zampette quasi del tutto invisibili, abitante del sud est degli Stati Uniti, e il Proteo Proteus anguinus, presente nelle zone carsiche che si estendono da Gorizia sino alla Bosnia Erzegovina. proteoVivendo in grotte oscure e prive di luce, il proteo è un organismo cieco, che si nutre di quel poco di risorse che è in grado di trovare in ambienti così particolari. Secondo gli scienziati che conducono studi sul suo conto, è una specie che si nutre pochissimo, che vive all’incirca dieci anni e che mantiene la neotenia per tutta la vita. Una delle caratteristiche morfologiche che ci riconducono alla neotenia, nel caso di tutte le salamandre appena citate, è il mantenimento delle branchie esterne per l’intero ciclo vitale. Solitamente esse sono tipiche dello stadio larvale e durante la metamorfosi vengono riassorbite, anche perché l’adulto, pur vivendo in prossimità dei corsi d’acqua e in zone umide, respira grazie ai polmoni, che si formano, appunto, durante il passaggio dalla forma giovanile a quella adulta.

Nel 2013 sono state trovate alcune uova di proteo nelle grotte di Postumia, e la scoperta si è rivelata eccezionale per gli studiosi, se si considera che la specie è considerata Vulnerabile dalla Cites a causa della frammentazione del suo habitat e della limitata area di distribuzione.

La neotenia non solo è un meccanismo evolutivo che gli studiosi ritengono affascinante studiare, ma ha delle caratteristiche a dir poco incredibili. Esperimenti in laboratorio hanno rivelato che alla base del processo c’è l’attività di alcuni ormoni. Si sa, anche nell’uomo gli ormoni hanno un ruolo notevole nello sviluppo e nella crescita, basti pensare ad esempio alla somatotropina, nota appunto come ormone della crescita, necessaria per stimolare lo sviluppo nei vertebrati inducendo la divisione cellulare. Nel caso delle salamandre e degli altri anfibi neotenici, ruolo importante lo svolgono gli ormoni tiroidei: lo scarso funzionamento della ghiandola tiroidea, che produce dunque una minore concentrazione di ormoni rispetto alla norma, limita lo sviluppo e la formazione di strutture anatomiche e morfologiche, impedendo la metamorfosi. E il mancato sviluppo della ghiandola tiroidea necturus-maculosusè legato a una bassa concentrazione o scarsità di iodio. Questo, infatti, è l’elemento essenziale per lo sviluppo degli ormoni tiroidei. Se, dunque, la salamandra nella sua dieta ingerisce quantità di iodio insufficienti, non riuscirà a metamorfosare restando pertanto nella fase giovanile per tutto il suo ciclo vitale.

Gli studiosi hanno dimostrato, però, che nei casi di neotenia obbligatoria, come nel proteo, anche la somministrazione di iodio non induce la metamorfosi; pare infatti che gli individui abbiano perso i recettori per gli ormoni tiroidei. In altri casi, solo la somministrazione molto elevata di iodio può causare modifiche e indurre un lieve sviluppo.

Dunque, gli anfibi rappresentano un mondo a sé stante, un gruppo di organismi bizzarri per natura, incredibili da studiare e affascinanti per le loro sorprendenti capacità di sopravvivenza e per la loro doppia vita. Molti si sono estinti, la maggior parte di essi è vulnerabile, altri devono ancora essere scoperti. L’aumento della temperatura potrebbe nuocere loro seriamente. Speriamo di essere in grado di evitare la scomparsa e l’estinzione di specie che ancora non abbiamo avuto modo di conoscere.

 

 

 

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