Picnogonidi in passerella

Nothing tastes as good as thin feels

Kate Moss, esperta internazionale di Picnogonidi

Abbandonati lungo l’autostrada dell’evoluzione, naufraghi nell’oceano degli adattamenti, i picnogonidi si sono evoluti in lenta solitudine, in mare, dal Cambriano, aspettando un soccorso che non e’ mai arrivato. Ragni e scorpioni, probabilmente i loro parenti piu’ prossimi, hanno abbandonato gli oceani in tempi remotissimi e si sono evoluti alla luce del sole nelle almeno 75.000 specie attuali. I picnogonidi sono rimasti indietro, hanno perso il treno, e si sono dovuti adattare come meglio hanno potuto, con quello che avevano, ad acque fredde,  buie ed inospitali, lasciando che l’oceano e il tempo modellassero il loro corpo.

Le circa 1300 specie note di picnogonidi sono piu’ che aliene, sono forse gli animali piu’ improbabili che si possano immaginare, e meritano sicuramente un buon secondo posto, dopo i tardigradi, nella mia classifica personale. Se continuate a leggere, capirete perche': non c’e’ niente della loro anatomia che non sia “alieno” e “impossibile”.

Vagamente, molto vagamente, i picnogonidi assomigliano a dei ragni, al punto che il loro nome inglese e’ sea-spider (picnogonidi invece viene dal greco pyc, nodoso e gonida, ginocchia, “dalle ginocchia nodose” e appartengono all’ordine dei Pantopoda, “tutti piedi”). Come i ragni, hanno delle appendici, delle zampe modificate, vicino alla bocca, i cheliceri e i pedipalpi e come i ragni hanno spesso otto zampe. E qui finiscono le similitudini.

Questa fotografia lascia sospettare che il nome Pantapoda sia giustamente meritato. Dietro la proboscide, arancione, le due strutture filiformi tipo braccia sono i due ovigeri. Fotosource: oceanexplorer.noaa.gov

Tanto per cominciare, tutti i ragni sono terrestri, tutti i picnogonidi sono marini. I picnogonidi vivono a tutte le latitudini (Mediterraneo incluso), e in particolare nelle zone polari, e a tutte le profondita’, dalle acque costiere a 7000 metri di profondita’ e hanno generalmente colori mimetici. Le dimensioni variano da pochi mm a bestioni da 75 cm (con zampe da 40 cm l’una!). Sfortunatamente, le loro abitudini furtive, i loro colori mimetici e la loro silouhette particolare li rendono praticamente invisibili. Nove specie di picnogonidi hanno dieci o 12 zampe  e questa e’ un’altra anomalia che li allontana dai ragni e scorpioni, che ne hanno sempre e costantemente otto. I picnogonidi, manco a dirsi, non sono velenosi mentre tutti i ragni lo sono.

Quello che pero’ salta subito agli occhi sui picnogonidi e’ l’inconsistenza del loro corpo: si e’ praticamente ridotto al minimo indispensabile, ad un segmento per attaccare le lunghissime zampe. Fondamentalmente sembrano delle modelle di Prada: anoressici e con le gambe lunghissime. Al contrario di Kate Moss, pero’, il motto dei picnogonidi sembra essere “scusate-se-esisto-non-fate-caso-a-me”. In molte specie l’addome e’ ridottissimo, in altre e’ praticamente vestigiale, quindi gli rimane solo la testa ed il torace, fusi insieme (altro che taglia zero, Victoria Beckam sarebbe invidiosissima se conoscesse i Picnogonidi!). D’altro canto tutti i picnogonidi hanno una proboscide lunga e ben sviluppata con cui iniettano succhi gastrici nelle loro prede, di solito invertebrati marini lenti o sessili (idrozoi, briozoi, anemoni, spugne etc) e ne succhiano i fluidi, come farebbe una grossa zanzara. A guardarli camminare,  sembra che vadano al contrario, ma in realta’ quello che ci sembra l’addome e’ in realta’ la proboscide e i picnogonidi procedono in avanti. Il prosoma, ovvero quel che gli rimane del corpo, ha delle evidenti segmentazioni, che invece sono invisibili nei chelicerati terrestri.

Quasi senza l’addome e con un torace esilissimo i picnogonidi si sono trovati a dover fronteggiare il grave problema di dove sistemare gli organi interni. Innanzi tutto si sono disfatti del superfluo: via qualunque forma di apparato respiratorio, tanto sono cosi’ magri che l’ossigeno arriva per semplice diffusione; via l’apparato escretore, che e’ rimasto vestigiale e ridotto a poche cellule; il grosso degli scarti viene espulso per diffusione o immagazzinato all’interno dell’esoscheletro ed eliminato alla muta successiva; via l’apparato circolatorio: il sottilissimo cuore pompa ad una velocita’ frenetica per muovere i fluidi interni dell’emocele ma non c’e’ trasporto; via anche il celoma, la cavita’ interna del corpo di quasi tutti gli animali esistenti, in noi umani e’ rappresentata dalla cavita’ del peritoneo, della pleura e del pericardio; via i fasci muscolari, ciascun muscolo ridotto ad un’unica cellula. Il cervello e la corda ventrale per fortuna sono rimasti al loro posto, al contrario di quello che accade alle modelle anoressiche. Gli occhi sono generalmente quattro, posti su una “torretta” (tubercolo) sul capo, ma nelle specie abissali i picnogonidi dicono ciao-ciao anche agli occhi. I ragni terrestri ne hanno di solito otto, di occhi. Fatto cosi’ spazio, rimangono solo due organi fondamentali ma voluminosi da sistemare: l’apparato digerente e quello riproduttore. L’unica possibilita’ era sistemarli nelle zampe.

L’intestino e’ molto largo (altro che anoressici, i picnogonidi, anche le specie vegetariane, si limitano solo ad ottimizzare gli spazi!) e si estende nelle otto zampe per quasi la loro intera lunghezza. Il cibo indigerito torna indietro verso il torace (i diverticoli nelle zampe sono a fondo cieco) e viene normalmente escreto dall’ano posto all’estremita’ di quello che sarebbe l’addome se ci fosse.

Di gonade ne e’ rimasta solo una, centrale e sistemata dorsalmente nel torace al di sopra dell’intestino, ma siccome e’ molto grande anche la gonade si estende nelle zampe per un buon tratto. Visto che uova e spermi sono prodotti nelle zampe non c’era motivo che le aperture genitali fossero altrove. Le femmine dei picnogonidi hanno un’apertura genitale (quella che per noi sarebbe una vagina) per zampa, quindi ne hanno otto. I maschi (tutti i picnogonidi tranne una specie sono a sessi separati, la specie che non lo e’ e’ ermafrodita) invece hanno solo quattro aperture genitali, nelle seconde e nelle quarte zampe. Non e’ molto chiaro come avvenga l’accoppiamento, ma dev’essere interessante. Quando e’ stato osservato il maschio o e’ appeso sotto la femmina, pancia contro pancia, o regolarmente lui sopra e lei sotto. Le uova di solito maturano nel segmento delle zampe detto femore (praticamente la coscia) e una femmina gravida di uova mature invece del pancione di noi mammiferi ha le zampone che si gonfiano vistosamente.

Dal momento che lui ha l’apertura genitale nelle zampe e quindi sarebbe scomodo avere un pene nell’incavo del gomito o del ginocchio, la fecondazione e’ esterna e le uova vengono fecondate man mano che fuoriescono. Il maschio allora le raccoglie e con molta cura le sistema su un terzo paio di appendici cefaliche dette ovigeri. A differenza dei ragni, quindi, che hanno solo due appendici cefaliche, i cheliceri ed i pedipalpi, i picnogonidi hanno ben tre appendici:

1) i cheliceri, detti anche chelifori, che in alcune specie hanno delle vere e proprie chele come quelle delle aragoste e degli scorpioni (cosa che non accade mai nei ragni). Sono posti ai lati della proboscide ma nelle specie dove la proboscide e’ ben sviluppata i cheliceri si riducono fino anche a scomparire (sempre verso il minimalismo)

2) i palpi, che somigliano piu’ a zampe e servono come organi di senso, per pulirsi e per mangiare. Anche questi in alcune specie minimaliste scompaiono

3) gli ovigeri che il maschio usa per raccogliere amorevolmente le uova, trasportarle sino alla schiusa ed in alcune specie continuare a trasportare le larve sino allo sviluppo. Nelle femmine gli ovigeri sono molto ridotti o (guarda un po’) eliminati del tutto.

E’ interessante quindi notare che non solo quindi i picnogonidi hanno cure parentali (come del resto fanno anche i loro pro-pro-pro-pro cugini terrestri ragni e scorpioni), ma anche che eccezionalmente per gli invertebrati e’ il maschio e non la femmina che esercita queste estese e complesse cure parentali.

Dalle uova, a seconda della specie e dello stile di vita della larva, possono nascere tre tipi di larva ma quella piu’ comune e’ detta protoninfa e fa impressione: praticamente la larva appena uscita dall’uovo e’ formata solo dalla testa, con le tre appendici cefaliche chelifori, palpi e ovigeri. Niente addome, niente torace, niente zampe. Man mano che la larva cresce e fa le mute si attivano in successione gli opportuni geni HOX e crescono i vari segmenti del torace, ognuno col suo paio di zampe. Ogni tanto c’e’ un errore nei geni Hox ed ecco che spunta un altro paio di zampe in alcune specie. In base alla specie la larva rimane tra gli amorevoli ovigeri di papa’, si allontana per vivere per conto suo o si sviluppa dentro gli idrozoi o i polipi dei coralli come parassita. Gli adulti sono genericamente a vita libera ma possono parassitare i molluschi.

La collocazione tassonomica dei picnogonidi e’ state recentemente rivista e si comincia a sospettare che la vaga somiglianza coi ragni sia solo una coincidenza. Analisi genetiche e morfologiche suggeriscono infatti che i Picnogonidi siano in realta’ un antichissimo sister taxon degli artropodi, cioe’ da un antenato comune da un lato sarebbero derivati tutti gli artropodi oggi esistenti (aracnidi, insetti, crostacei, millepiedi etc etc), dall’altro i picnogonidi. Il sospetto e’ venuto guardando i celiceri, che sarebbero analoghi ma non omologhi di quelli dei ragni (cioe’ hanno la stessa funzione ma non la stessa derivazione embriologica). I cheliceri dei Picnogonidi sarebbero invece omologhi a quelli di Anomalocaris, un inquetante proto-artropode predatore della fauna fossile del Cambriano di Burgess e a quelli degli onicofori moderni, rappresentati nel cambriano da bestie come l’Hallucigenia.Si resta tuttavia nel campo delle ipotesi e non c’e’ niente di provato per cui al momento si propende comunque per l’ipotesi conservativa che vede i Picnogonidi dei cugini dei chelicerati (ragni & co). E’ notevole pero’ sottolineare che i resti fossili dei Picnogonidi del Devoniano non solo avevano un addome, ma addirittura anche una coda. Evidentemente la taglia zero e’ un’ossessione “recente” (evolutivamente parlando).

Per vederli in movimento: http://www.youtube.com/watch?v=CRViW_NpPcU

Referenze:

Ruppert, Edward E. and Robert D. Barnes . 1994. Invertebrate Zoology, Sixth Edition. Saunders College Publishing, Harcourt Brace and Company, Orlando, Florida

Lecointre, Guillaume, and Hervé Le Guyader. The tree of life: a phylogenetic classification. Harvard University Press, 2006. http://books.google.com/books?hl=en&lr=&id=S4LxB9MRdzMC&pgis=1.

Miyazaki, K. and Makioka, T. (1991), Structure of the adult female reproductive system and oogenetic mode in the sea spider, Endeis nodosa (Pycnogonida; Endeidae). Journal of Morphology, 209: 257–263. doi: 10.1002/jmor.1052090303

Published by tupaia on febbraio 19th, 2011 tagged Aracnidi, invertebrati, marini


13 Responses to “Picnogonidi in passerella”

  1. falecius Says:

    Sono INCREDIBILI. Non avrei mai immaginato che un cosa del genere potesse esistere, nemmeno nella fantascienza. L’intestino nelle zampe? Wow!
    Grazie.

  2. claudio Says:

    ne avevo sentito parlare parecchi anni fa in un forum di acquariofilia.
    sono davvero assurdi, ridotti al minimo indispensabile per diffondere il DNA e basta.
    addirittura avevo letto (sempre nel forum) che si nutrivano per via osmotica.

  3. tupaia Says:

    Claudio: beh, oddio se ci pensi tutti noi siamo ridotti al minimo indispensabile per diffondere il DNA e basta :)
    No, non si nutrono per via osmotica, gli adulti hanno apposta una proboscide da elefante e un grosso intestino. Di solito non uccidono gli anemoni che succhiano, ma dipende dalle dimensioni relative, i picnogonidi grossi possono fare stragi. Immagino pero’ che possano sopravvivere a lungo senza mangiare, specie le specie polari. Le larve invece, quelle formate solo dalla testa, non hanno l’ano, l’intestino e’ a fondo cieco, sopravvivono grazie alle riserve del sacco vitellino dell’uovo e cominciano a mangiare quando arrivano le zampe. Non mi stupirebbe pero’ che ci fossero picnogonidi adattati a vivere sulle fumarole nere che si nutrono grazie a batteri solforiduttori, sarebbe un bel colpo per loro, potrebbero eliminare anche l’intestino

  4. claudio Says:

    bè certo, se si va a guardare nello specifico è così, ma loro sono il caso più estremo in assoluto :-D

  5. danilo Says:

    I Picnogonidi sono veramente incredibili, però avrei qualche esitazione a levare il secondo posto alla Sacculina…
    Comunque, la cosa che mi ha più sorpreso è stato scoprire che Anomalocaris potrebbe avere dei parenti, e che uno di questi potrebbe essere Hallucigenia. Devo essere rimasto un po’ indietro, come informazioni.

  6. Guidus Says:

    C’è un bel video che mostra un piccolo picnogonide in movimento, trovato a quanto pare in Italia:

    http://www.youtube.com/watch?v=BlB4Me3lDlQ

    Grazie per il bell’articolo!

  7. Aldo Says:

    L’idea degli organismi che cercano di ridursi fino a scomparire è affascinante, una specie di “Visconte dimezzato”. Anche fra i vegetali esistono casi simili, come la Rafflesia Arnoldii che però compensa il suo minimalismo di foglie, fusto e radici con un fiore mostruoso… Un’idea per un post interessante.

  8. Alessio R- Says:

    finalmente un post sui picnogonidi, non vedevo l’ora! ho conosciuto di recente uno studioso che li avuti per le mani un po’ qualche anno fa e li ho potuti osservare sui vetrini al microscopio; ce ne sono diverse specie anche a qualche km da casa mia, vicino al conero, ma sono animali che si trovano per caso studiando altre cose, non è facile vederli. Ma io rompo le scatole in giro eh eh …

  9. Alessio R- Says:

    propongo un post sui funghi marini, magari sui trichomycetes

  10. danilo Says:

    Se era quello da settantacinque centimetri, beh, non era un vetrino, era una finestra…

  11. tupaia Says:

    @ Aldo e Alessio: questo blog tratta esclusivamente (o quasi) di metazoi, quindi temo che per le rafflesie bisogna rivolgersi a Erba volant, per i funghi… boh, a qualcuno piu’ “generalista” di me. Comunque i Trichomycetes non sono marini, vivono nell’intestino di artropodi terrestri o d’acqua dolce.
    Il motivo per cui mi limito alla zoologia e’ che a) mi interessa di piu’ b) posso parlarne con un minimo piu’ di competenza, e quindi andare un po’ piu’ nel profondo, cosa che non mi sento generalmente di fare con altri argomenti

  12. mukawama Says:

    molto interessante il collegamento con l’Anomalocaris (in effetti i cheliceri chelati possono avere un collegamento con l’appendice F erroneamente scambiata da walcott per un appendice masticatoria della Sydneia e poi riporposta come una struttura boccale completa di un animale più grande!), però non mi convince per niente il collegamento con l’Hallucigenia che oltre al non possedere per niente apparati boccali si presume sia anche esso una appendice incompleta di un animale maggiore. cosa ti porta a fare questo collegamento?

  13. mukawama Says:

    ovviamente complimentoni per l’articolo!!! quasi più approfondito del manuale sistematico Argano :)

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