Il vaso di Pandora: i Cycliophora (Symbion pandora)

Le circa 1.500.000 specie di animali noti sono raggruppate in 35 phyla di cui il piu’ affollato e’ sicuramente quello degli artropodi, che conta almeno  1.113.000 specie, con un numero in continuo aumento, seguito dai mulluschi (100.000 specie), dai cordati come noi (52.000 specie) dai vermi nematodi (22.000 specie, anche queste in repentino aumento), dai vermi piatti platelminti (20.000 specie) e cosi’ via.

Le differenze tra un phylum e l’altro sono sostanziali sia nell’anatomia che nella fisiologia (se fosero auto, diremmo tanto nella carrozzeria che nel motore) e si va da cose semplicissime come un placozoo (o un carro trainato da buoi) sino a una formica (o una Ferrari). Nel mezzo ci sono Ford T, Isotta Fraschini, Lancia Flavia, Fiat 131 Supermirafiori, Panda, Mercedes SLK, SUV, e cosi’ via. Visto l’impatto che abbiamo sull’ambiente direi che noi umani rientriamo facilmente tra i SUV.

Immaginare di progettare un’auto con caratteristiche completamente diverse da quelle gia’ esistenti non e’ impresa facile, ma individuare un animale con caratteristiche completamente diverse da quelle gia’ note e’ ancora piu’ improbabile, non fosse altro che per progettare un’auto si sta comodamente seduti davanti ad Autocad (credo), per trovare una nuova specie bisogna addentrarsi in quello che rimane dei luoghi piu’ solitari, pericolosi e inesplorati del pianeta. In teoria. in pratica, come sempre accade, gli animali fanno un po’ quello che vogliono e le cose non stanno sempre cosi’.

Nephrops norvegicus. Fonte

Nel 1995 due scienziati danesi, Peter Funch e Reinhardt Møbjerg Kristensen, si imbatterono un uno strano organismo specializzato a vivere solo sull’apparato buccale delle aragoste di acqua fredda, nel caso particolare l’aragosta norvegese Nephrops norvegicus volgarmente da noi chiamata scampo, esattamente la stessa bestia che in Italia si cucina con le linguine (la specie e’ moderatamente presente in alcune aree del Mediterraneo, il resto degli scampi sono importati dal Nord Atlantico). Non una bestia insolita, insomma, e neanche residente in posti pericolosi e solitari. Il posto piu’ esotico per lei sono i fiordi delle isole Faeroer. Eppure il nuovo organismo che vive sugli scampi, Symbion Pandora, e’ cosi’ diverso che e’ stato creato apposta per lui un intero nuovo phylum, i Cycliophora.

Colonia di Symbion pandora

Il motivo per cui il commensale che vive sulla bocca dello scampo e’ rimasto ignoto alla scienza sino a pochi anni fa e’ che e’ lungo, nel migiore dei casi, un terzo di millimetro e largo un decimo e vive solo su una ristretta area del corpo dell’aragosta (la bocca). Per individuarlo c’e’ voluto quindi un talent scout, un biologo marino specializato a studiare animali marini microscopici e di acqua fredda, che nessuno di solito si degna di considerare, anche perche’ non attirano l’interesse degli enti piu’ o meno governativi che finanziano le ricerche. Reinhardt Kristensen, oltre ai Cycliophora, ha infatti scoperto altri due nuovi, microscopici Phyla, i Loricifera e i Micrognathozoa, e chissa’ cos’altro c’e’ laggiu’, a guardare bene. La speranza e’ sempre quella di scoprirli prima che si estinguano.

Torniamo ai Cycliophora. Al momento e’ stata ufficialmente descritta una sola specie di Cycliophora, Symbion pandora, ma almeno altre due specie sono state potenzialmente individuate, una sull’aragosta americana e un’altra sull’aragosta europea (Homarus americanus e H. gammarus rispettivamente). Cycliophora vuol dire “portatore di ruota”, per via della bocca a imbuto dotata di un anello di ciglia per catturare microrganismi. Il nome Symbion deriva invece dal fatto che l’organismo e’ considerato un simbionte delle aragoste (anche se personalmente parlerei di commensalismo: se il Symbion ricava cibo dai microrganismi e dai residui di pasto intorno alla bocca delll’aragosta, non riesco a vedere il vantaggio dell’aragosta nel portare a spasso alcune migliaia di Symbion, a meno che non agiscano da spazzolino da denti. Il nome pandora deriva dal fatto che la bestia ha una forma di anfora e contiene una miriade di diversi tipi di larva (il vaso di Pandora per la verita’ conteneva tutti i mali del mondo, e’ un nome un po’ altisonante per questa bestia minuscola). Diciamocela tutta, probabilmente ai due danesi piace la mitologia greca.

La prima caratteristica rara dei Symbion e’ che, pur avendo una simmetria bilaterale, sono acelomati, ovvero mancano della cavita’ interna del corpo che hanno quasi tutti gli animali noi inclusi (nella forma di cavita’ toracica e addominale). Praticamente sono anforette piene, solide e turgide, con un peduncolo che li ancora ad un pelo (seta) di una delle appendici boccali dello scampo e una bocca ad imbuto circondato da ciglia. Essere acelomati non e’ grave, capita nelle migliori famiglie tipo quella delle planarie e delle tenie (Platelminti). Anche l’avere una simmetria bilaterale e’ una caratteristica relativamente ben accetta nel Regno.

Quello che e’ strano invece e’ che ogni tanto i Symbion perdono la testa. Anche a me capita di non sapere dove ho la testa, perdo di tutto, dagli ombrelli ai campioni da esaminare, ma ai Symbion la faccenda non e’ metaforica. Quando l’imbutino ciliato e l’intestino ad U si consumano vengono persi e rimpiazzati da un altro imbuto con annesso tutto l’apparato digerente, che si e’ creato per gemmazione all’interno del corpo del Symbion. La gemma-digerente migra verso l’alto e rimpiazza la precedente, ma, come le uova delle galline, nel corpo c’e’ gia’ un’altra gemma-digerente ad uno stadio di maturazione piu’ precoce. Mi chiedo cosa consumi l’intestino, visto che mangiano microrganismi e residui premasticati, e l’unica risposta che riesco a darmi e’ che non abbiano alcuna protezione interna dai propri succhi gastrici. Del resto, anche esternamente hanno una cuticola delicata priva sia di chitina che di cheratina che lascia intravvedere in trasparenza gli organi interni. Mancano un apparato riproduttore, escretore, respiratorio e vascolare, e cosi’ pure gli organi di senso. C’e’ invece un cervello bilobato, ma cosa pensino queste creature sessili resta un mistero.

Per riprodursi asessualmente i Symbion producono una gemma da una delle cellule staminali poste in prossimita’ del peduncolo, che si sviluppa internamente al corpo in un apposito “marsupio”. Quando il nuovo individuo e’ pronto viene “partorito” dalla cloaca. Il nuovo organismo viene chiamato larva Pandora e a questo stadio e’ libero di muoversi. Striscia o nuota usando le ciglia lungo le appendici dell’aragosta e si fissa poco piu’ in la’ rispetto al Symbion madre, tornando a quello che viene chiamato in inglese “feeding stage”, che riesco solo a tradurre come “stadio alimentare” Altri hanno tradotto in Italiano il feeding stage come “individuo feeding” ma siccome penso che l’espressione “individuo feeding” sia un crimine contro l’umanita’, usero’ il nome inglese. In termini terra terra, il feeding stage, asessuato, si chiama cosi’ perche’ e’ l’unico momento del ciclo vitale in cui il Symbion e’ dotato di bocca e si nutre, e teoricamente potrebbe continuare a riprodursi asessualmente per sempre, se la larva Pandora fosse in grado di migrare su altre aragoste.

Purtroppo invece ogni tanto accade un terremoto nella pacifica vita di una colonia di Symbion, e la scossa tellurica e’ costituita dalla muta dell’aragosta: con l’ecdisi (cambio dell’esoscheletro esterno per crescere, come accade in tutti gli artropodi), lo scampo si disfa di tutti i Symbion, che perderanno cosi’ il ristorante. I Cycliophora pero’ sono in grado di percepire in qualche modo il terribile sconvolgimento che sta per accadere, smettono di riprodursi in modo asessuato con le larve Pandora e danno il via ad un ciclo di riproduzione sessuata in cui tutti gli stadi coinvolti sono molto piu’ piccoli del feeding stage e non si nutrono.

Symplified Symbion pandora life cycle, redrawn according to Funk and Kristensen (1995) and Obst and Funch (2003). Never been any good at drawing but feel free to use it if you like it

Per quanto i feeding stage siano asessuati, cioe’ identici tra loro esternamente e non dotati di organi riproduttivi, alcuni feeding stage genereranno solo maschi, mentre altri solo femmine, quindi deve esserci una qualche discriminante genetica che rimane inespressa nello stadio asessuato.

Un feeding stage maschio genera, per gemmazione interna ed espulsione dalla cloaca, una larva Prometeo, che e’ un maschio immaturo non dotato di gonadi. La larva Prometeo e’ libera di muoversi e nuota verso un altro feeding stage, uno che generera’ una femmina, e si attacca a questo aspettando il momento giusto. La larva Prometeo e’ dotata, al contrario del feeding stage, di organi di senso per cui e’ evidentemente in grado di distinguere il sesso del feeding stage a cui si attacca. Dentro la larva Prometeo si sviluppano, in marsupi simili a quello della larva pandora, due maschi adulti, piccolissimi, circa un decimo di un feeding stage (una trentina di micrometri), nutriti a spese della larva Prometeo, che lentamente degenera. Il maschio ha un lungo pene falciforme ma anche un cervello molto grande, entrambi circca un terzo del corpo dell’adulto. Non e’ chiaro perche’ il maschio adulto abbia un cervello cosi’ sproporzionatamente grande, il piu’ grande di tutti gli stadi, probabilmente gli serve per coordinare gli organi di senso.

Nel frattempo dentro il feeding stage femmina si sviluppa la femmina adulta, sempre nel solito marsupio interno. La femmina adulta e’ in tutto simile ad una larva Pandora, salvo che al suo interno contiene una unica, grande oocisti.

Il meccanismo della fertilizzazione non e’ chiaro e non e’ mai stato osservato. Il maschio potrebbe:

1) (versione de Sade) usare il pene come uno stiletto gia’ da dentro la larva Prometeo, passare la cuticola di questa, passare la cuticola del feeding stage, passare la cuticola della femmina adulta in via di sviluppo e arrivare all’oocisti. Una prestazione indiscutibilmente interessante, ma il pene del maschio, per quanto lungo circa una decina di micron arriverebbe a malapena a al corpo della femmina, e comunque non sono mai stati osservati zigoti dentro un feeding stage.

2) (versione maniaco dei giardinetti) aspettare di essere finalmente libero dall’involucro degenerato della larva Prometeo e attendere il momento in cui la femmina adulta fuoriesce per “zac!”  stilettarla mentre lei e’ impegnata a venire alla luce

3) (versione Jane Austen) aspettare che entrambi gli stadi maschili e femminili siano liberi e consensualmente disponibili ad una sincera e disinteressata amicizia.

Comunque le cose avvengano, dopo la fertilizzazione l’oocisti si strasforma in zigote, la femmina adulta si allontana un po’ e comincia a degenerare. Dallo zigote nasce una larva cordoide capace di nuotare decentemente grazie a un folto set di ciglia e finalmente di cercarsi l’Aragosta Promessa, lontano dalla terra dei suoi avi. Quando la larva cordoide ha raggiunto un altro scampo si fissa e si trasforma in un feeding stage, per ricominciare tutto il ciclo. Se non trova un’altra aragosta… non c’e’ scampo per lei.

La larva cordoide ha una particolarita’ molto, molto interessante. Ha una “corda” interna simile alla notocorda, la struttura che ha dato origine alla nostra colonna vertebrale (e grazie alla quale facciamo parte del phylum dei cordati). La corda della larva e’ costituita da una cinquantina di dischi muscolari con un vacuolo nel mezzo circondati da fasci muscolari per migliorare il movimento. Urocordati, Cefalocordati e Gastrotrichi condividono una struttura analoga. In piu’ la larva Cordoide ha anche dei protonefridi (reni) e un cervello bilobato.

Prima pero’ di gridare “nonna!” e’ il caso di dire che la posizione tassonomica di queste bestie non e’ chiara. Le analisi molecolari accostano i Cycliophora ai rotiferi e agli acantocefali riunendoli in un gruppo chiamato Syndermata, che sembra avere nulla a che spartire coi cordati. Potrebbe quindi trattarsi di una convergenza evolutiva piuttosto che della traccia di una lontana parentela, ma bisogna ovviamente attendere di saperne di piu’.

La prossima volta che mangiate un piatto di linguine agli scampi pensate pero’ quante incredibili sorprese potremmo ricevere se ci guardassimo intorno piu’ accuratamente senza dare nulla e nessuno per scontato.

Fonte: akkiapparicette.it

 

Referenze;

Funch P, Kristensen RM. (1995). Cycliophora is a new phylum with affinities to Entoprocta and Ectoprocta. Nature 378:711–714

Ruppert, E. E., fox, R. S., Barnes, R. D. (2004). Invertebrate Zoology, Seventh Edition. Cengage Learning, India Edition, Delhi. 963 pp.

ResearchBlogging.org

Obst, M., & Funch, P. (2003). Dwarf male ofsymbion pandora (cycliophora) Journal of Morphology, 255 (3), 261-278 DOI: 10.1002/jmor.10040

Published by tupaia on maggio 7th, 2012 tagged invertebrati, marini


3 Responses to “Il vaso di Pandora: i Cycliophora (Symbion pandora)”

  1. Landolfi Says:

    Dicono che disse il sig. A.E. “Due cose sono infinite: l’universo e la stupidità umana, ma riguardo l’universo ho ancora dei dubbi.”

    Io ci aggiungerei la complessità della vita… e conosciamo solo una parte di quella terrestre!

    E qui, in mezzo alle stupidaggini, mi sorge una domanda più seria: secondo te quante specie animali ignote esistono (sulla Terra)?

  2. tupaia Says:

    Secondo le stime piu’ restrittive almeno il doppio di quelle note, forse anche dieci volte tanto, ma temo che alla fine non lo sapremo mai con precisione e tutto sommato neanche importa veramente.

  3. Landolfi Says:

    Concordo, saperlo con precisione non ha nessun interesse. Ma capire l’ordine di grandezza permette di farsi un’idea delle dimensioni del problema.

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