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pubblicato il 10 luglio 2017 in la vita

A qualcuno piace estremo

D’estate abbiamo bisogno dell’aria condizionata, d’inverno del riscaldamento. Per salire sulle vette più alte del mondo abbiamo bisogno dell’ossigeno e se andiamo sott’acqua dobbiamo stare molto attenti a come risaliamo in superficie. Gli esempi che si potrebbero fare sono molti, ma quello che vogliamo sottolineare è molto semplice: le condizioni ambientali in cui l’uomo è in grado di sopravvivere senza il supporto della tecnologia sono limitate in termini di temperatura, umidità, pressione, composizione atmosferica, esposizione alla luce del sole… Tanto per fare qualche numero: possiamo sopravvivere tra i 4 e 35 gradi centigradi, oltre i 7925 metri di altitudine dipendiamo dalle bombole per respirare e se vivessimo su un pianeta 14 volte più grande della Terra, l’accelerazione di gravità a cui saremmo sottoposti comprometterebbe l’integrità dei nostri organi interni.

Licheni

Ma non tutti gli esseri viventi hanno gli stessi “gusti” e gli stessi limiti dell’uomo. Quelle che per noi sono condizioni fisico-chimiche letali, per altre specie (dette estremotolleranti) sono assolutamente sopportabili. Altri organismi ancora (detti estremofili) nelle situazioni limite trovano addiritttura un habitat ideale. Ci sono organismi che vivono nei ghiacci dell’Artide (a -20 °C), nelle sorgenti idrotermali (a 122°C), negli abissi oceanici (a pressioni di 110 MPa), nelle viscere del pianeta (a 6,7 Km sotto la superficie terrestre) e persino nel nostro intestino. Esistono rappresentanti di questi organismi sia tra gli eucarioti, sia tra i procarioti e alcuni di essi sono definiti poliestremofili perché possono sopravvivere a condizioni estreme sotto diversi punti di vista.

Il caso dei tardigradi
Tra gli eucarioti, uno degli esempi più impressionanti in quanto ad adattabilità e versatilità è quello dei tardigradi, noti anche come “orsetti d’acqua” o “brucolini”, per la loro somiglianza, in versione mignon, agli orsi e ai bruchi. Si tratta di un diffusissimo invertebrato – distinguibile in almeno mille diverse specie – che solo raramente raggiunge il millimetro e che può sopravvivere da un minimo di -272°C (solo un grado centigrado sopra lo zero assoluto, che è a -273°C!) fino a un massimo di 151°C, a pressioni di 6 mila atmosfere e all’esposizione ai raggi x e γ.

Tardigrade

Per sopravvivere a condizioni estreme, questi organismi hanno messo a punto una strategia molto particolare, nota come quiescenza. Osservata già da Spallanzani, il noto biologo vissuto nel XVIII secolo, la quiescenza dei Tardigradi consiste nella criptobiosi (che letteralmente significa “vita nascosta”) ovvero in un rallentamento (fino quasi alla sospensione) dell’attività metabolica e una modificazione della forma dell’organismo in seguito ad alcune variazioni ambientali. Questo fenomeno prende così diversi nomi a seconda delle condizioni ambientali in cui avviene. In particolare si parla di anidrobiosi quando si ha una perdita della quasi totalità dell’acqua presente nell’organismo per disidratazione; di criobiosi in caso di congelamento; di anossibiosi quando si ha carenza di ossigeno; e osmobiosi quando il tardigrade è sottoposto a forti variazioni della pressione osmotica della soluzione in cui è immerso. Anche dopo periodi piuttosto lunghi di sospensione del normale metabolismo, i tardigradi, al ritornare delle condizioni favorevoli, riacquistano la loro attività.

L’anidrobiosi
La forma di criptobiosi forse più conosciuta è l’anidrobiosi, che avviene quando l’acqua inizia a scarseggiare e comincia una lenta disidratazione, in cui l’animale assume una nuova forma, detta “a botticella” e perde il 97% dell’acqua corporea. A questo punto la necessità biologica per la sopravvivenza è quella di trovare un modo per impedire che le membrane cellulari si rompano, rendendo così impossibile una qualunque ripresa dopo la “finta” morte. Grazie alla sintesi di un particolare zucchero, il trealosio, i tardigradi riescono a conservare in modo integro le strutture cellulari e possono sopportare l’inasprirsi di altre condizioni fisico-chimiche, come il congelamento, l’alta concentrazione di alcune sostanze o le radiazioni UV.
Una recentissima scoperta ha evidenziato uno specifico gruppo di geni che codifica per le proteine che regolano questo processo di essicamento: le “Tardigrade-Specific Intrinsically Disordered Proteins” (TDPs).
Grazie a questo escamotage, i tardigradi possono rimanere in stato di quiescenza per anni e poi riprendere la propria attività in un tempo variabile da mezz’ora a poco più di un’ora, a seconda di quanto è durato il periodo di criptobiosi. Proprio grazie a questa capacità, questi minuscoli animaletti sono riusciti a colonizzare le terre emerse, anche quelle più ostili alla vita, e sono protagonisti di numerose ricerche della NASA che studiano la vita nello spazio.

A cura di Anna Pellizzone

Fonti e approfondimenti:

 
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