L’animale più puccioso che non avete mai visto

I tardigradi sono microscopici animali famosi per essere in grado di sopravvivere in condizioni estreme di temperatura e pressione, mettendosi come in standby e restando senza cibo anche per anni, oltre che per avere un aspetto puccioso che li ha resi una specie di meme di internet, un tipo di peluche e personaggi di un fumetto. Ora uno studio pubblicato sulla rivista Molecular Cell propone una nuova teoria su come facciano a sopravvivere quando si disidratano, cioè quando perdono tutti i liquidi contenuti nel loro corpo. Se non ne avete mai sentito parlare, in media sono lunghi mezzo millimetro, e visti al microscopio (indispensabile per osservarli) sono fatti così:

Un tardigrado, quello con le zampette, e un paramecio, un altro organismo microscopico (Dr. Ralf Wagner)

I tardigradi sono stati osservati per la prima volta nel 1773 dallo zoologo tedesco Johann August Ephraim Goeze, ma il nome “Tardigrada” – che significa “animali che camminano lentamente” – è stato dato loro nel 1777 da un biologo (e gesuita) italiano: Lazzaro Spallanzani, che tra le altre cose è stato uno dei primi a fare esperimenti sulla fecondazione artificiale. In inglese vengono chiamati informalmente “water bears”, cioè “orsi d’acqua”, per via della loro forma, che ricorda vagamente quella di un orso (due paia di zampe in più a parte), o anche “moss pigs”, cioè “maiali del muschio”, visto che spesso vivono su questo tipo di piante. Sono invertebrati e finora ne sono state identificate più di mille specie. Alcuni tardigradi sono vegetariani, altri sono carnivori e mangiano altri invertebrati (in alcuni casi sono cannibali) e molte specie sono in grado di produrre uova senza accoppiarsi e, in alcuni casi, sono ermafroditi e capaci di fecondarsi da soli. Alcune specie hanno gli occhi, altre no.

Si trovano in tutte le zone del mondo e probabilmente ne avete mangiati tantissimi nella vostra vita senza nemmeno accorgervene, per esempio con un’insalata: si possono trovare sulle piattaforme di ghiaccio antartiche, nelle sorgenti naturali di acqua calda, a più di seimila metri di altitudine sull’Himalaya e a più di quattromila metri sotto il livello del mare negli oceani. Sono sopravvissuti dopo essere stati tenuti a -200 °C per venti mesi e dopo essere stati “cotti” a 150 °C, una temperatura molto superiore a quella di ebollizione dell’acqua. Sono sopravvissuti anche dopo essere stati tenuti a una pressione pari a circa 400 volte quella atmosferica ed essere stati esposti a una serie di gas tossici, come il monossido di carbonio.

Una delle ragioni per cui riescono a vivere un po’ dappertutto è che se le condizioni del posto in cui si trovano diventano troppo sfavorevoli, i tardigradi possono mettersi come in standby in uno stato che in biologia viene chiamato criptobiosi. Ci sono vari modi per entrare in questo stato: uno è il congelamento, un altro una forma di disidratazione in cui i tardigradi si liberano di quasi tutta l’acqua contenuta nel loro corpo e induriscono le membrane che li formano, facendo rientrare le otto zampe e la testa nel tronco del loro corpo e così restringendosi in ancora più microscopiche palline. In questo stato possono sopravvivere anche per 120 anni, per tornare a svolgere le loro funzioni vitali non appena tornano in contatto con dell’acqua.

Un tardigrado che entra ed esce dalla criptobiosi: prima si essicca, poi viene reidratato.

Nello stato criptobiotico sono anche sopravvissuti alle radiazioni ultraviolette presenti nello Spazio. Infatti nel 2007 sono diventati i primi animali multicellulari a sopravvivere nello Spazio grazie a un esperimento fatto dall’Agenzia Spaziale Europea. In quell’occasione alcuni tardigradi in stato criptobiotico furono mandati nello Spazio, su un satellite che orbitava a 260 chilometri sopra la Terra, e furono esposti direttamente alla radiazione solare. Una volta tornati sulla Terra si ripresero benissimo. Per questo in giro su internet potreste incappare in articoli in cui i tardigradi vengono chiamati “orsetti alieni” o in altri modi simili: grazie alle loro straordinarie capacità di sopravvivenza ipoteticamente potrebbero resistere a un viaggio nello Spazio su un asteroide e per questo è stato ipotizzato che possano provenire da altri pianeti. Tuttavia, se è vero che i tardigradi possono sopravvivere in assenza di ossigeno e sono resistenti alle forti radiazioni presenti nello Spazio, è altamente inverosimile che siano in grado di resistere all’impatto di un meteorite con l’atmosfera e poi con la superficie terrestre.

La mano dello zoologo e biologo Georg Mayer mentre prepara una piastra di Petri contenente dei tardigradi in un laboratorio dell’Istituto di Biologia di Lipsia, in Germania, l’11 marzo 2013 (Waltraud Grubitzsch/picture-alliance/dpa/AP Images)

Nonostante siano animali conosciuti da più di duecento anni, ci sono ancora molte cose che non sappiamo sui tardigradi: per esempio come fanno a sopravvivere dopo essersi disitratati. Infatti togliere l’acqua alle cellule di un organismo vivente è come eliminare l’impalcatura che sostiene un intero edificio: proteine, cromosomi e altre componenti crollano, si deformano e, in sostanza, si rompono. Per anni gli scienziati hanno pensato che riuscissero a salvaguardare le proprie cellule nei periodi passati in stato di disidratazione grazie a uno zucchero chiamato trealosio.  È lo stesso “trucco” usato dalle cosiddette “scimmie di mare”, un tipo di crostacei: in questi animali, che allo stato larvale possono vivere migliaia di anni all’interno di cisti disidratate, il trealosio forma una specie di impalcatura alternativa a quella normalmente fornita dall’acqua, che sostiene le cellule quando le cisti si seccano ed entrano in ibernazione. Tuttavia i livelli di trealosio presenti nei tardigradi sono molto inferiori a quelli delle scimmie di mare e per questo i ricercatori che hanno scritto l’articolo pubblicato su Molecular Cell hanno cercato altre spiegazioni per le capacità dei tardigradi.

Lo studio è stato realizzato da cinque ricercatori della University of North Carolina at Chapel Hill, due dell’Università della California, una della North Carolina State University e due dell’Università di Modena e Reggio Emilia. Gli scienziati hanno scoperto che i tardigradi hanno un gene che fa produrre loro delle proteine battezzate “tardigrade-specific intrinsically disordered proteins (TDPs)” che fanno quello che fa il trealosio nelle scimmie di mare, cioè preservano le cellule nei periodi di disidratazione creando una protezione attorno a esse.

Lo studio dei geni dei tardigradi e le loro modalità di sopravvivenza in ambienti estremi è interessante non solo perché ci dà più informazioni su un affascinante tipo di animale ma anche perché potrebbe far progredire la ricerca in campo biomedico, anche relativamente agli esseri umani. Il primo autore dello studio Thomas C. Boothby ha detto a Wired che una delle possibili applicazioni di queste ricerche è nel campo dei vaccini: per essere spediti e trasportati in giro per il mondo devono essere congelati e riuscire a farlo senza sprechi di energie facendo andare i vaccini in uno stato criptobiotico potrebbe essere un grosso risparmio. Lo stesso vale anche per alcuni tipi di farmaci che devono essere conservati a basse temperature.