I TARDIGRADI E LA LORO MERAVIGLIOSA BIOFLUORESCENZA

Articolo di Gioacchino Savarese, nostro associato che ha seguito il corso in Comunicazione e Divulgazione scientifica.

Parole chiave: Tardigradi, Tardigrado, Biofluorescenza, Paramacrobiotus, Biofluorescenza tardigradi, Scienza, Biologia.

I tardigradi, chiamati anche orsi d’acqua (per la loro particolare forma), sono un phylum di invertebrati che comprende poco più di un migliaio di specie. Sono al limite del visibile, infatti le loro dimensioni variano dai 0,1 millimentri ai circa 1,5 millimetri; possono essere quindi osservati al meglio soltanto tramite un microscopio. Fin qui sembrano dei normali esseri microscopici, ma non è così. I tardigradi, infatti, sono una delle tipologie di esseri viventi più resistenti al mondo. Recentemente uno studio ha evidenziato anche una particolare caratteristica dei tardigradi, la biofluorescenza.


I tardigradi, come accennato poco fa, sono degli invertebrati microscopici. Vivono praticamente ovunque (anche ai poli). Preferiscono, però, gli ambienti acquatici, anche se possono vivere senza problemi anche in altri luoghi, dai deserti ai ghiacciai. Sono caratterizzati da un corpo che ricorda vagamente quello di un orso (da qui il nome di orso d’acqua), otto zampe molto piccole (caratterizzate da cinque dita con relative unghie) e due piccoli ocelli (in pratica occhi primitivi). Assumono nutrimento mangiando prevalentemente vegetali o altri microrganismi. I tardigradi assumono il cibo aspirandolo tramite una microscopica bocca che somiglia ad un piccolo tubo. La loro riproduzione avviene tramite uova. Infine il loro sistema digestivo, il loro sistema respiratorio (cutaneo) e il loro sistema nervoso sono molto semplici.

La semplicità strutturale e biologica dei tardigradi è evidente, ma, incredibile a dirsi, sono tra gli esseri viventi più resistenti e forti al mondo; capaci anche di resistere ad una guerra mondiale nucleare. In poche parole saranno, in caso (si spera di no) di qualche calamità naturale devastante (come per esempio essere colpiti da dei lampi gamma) o una guerra atomica che eliminerà quasi tutta la vita sulla Terra, tra i pochissimi superstiti sul nostro pianeta.
L’insieme di alcune proteine, di particolari strategie metaboliche (come la criptobiosi, una stato in cui particolati animali semplici annullano le proprie attività metaboliche per resistere a determinate condizioni avverse, in una sorta di “congelamento”) e la loro struttura permettono ai tardigradi di resistere agli scenari peggiori.

Molti studi hanno dimostrato che i tardigradi riescono a vivere in media sessant’anni, in condizioni avverse. In condizioni favorevoli i tardigradi vivono anche più di cento anni. Questi invincibili invertebrati possono sopravvivere senza cibo e acqua per interi decenni, possono resistere ad eventi astronomici devastanti, possono sopravvivere senza respirare per un lunghissimo periodo di tempo, riescono a resistere per giorni interi nel vuoto e nello spazio, possono resistere a pressioni elevatissime e sono in grado di resistere anche a temperature che vanno dai 150 gradi centigradi fino ai -200 gradi centigradi. Inoltre sono resistenti alle radiazioni, ai raggi UV e alle onde elettromagnetiche.

Di norma reputiamo forti e possenti animali come i leoni, le tigri e gli elefanti; ma spesso e volentieri è il microcosmo a riservare i veri esempi di vita più spettacolari e i tardigradi sono l’emblema della forza e della resistenza, sono un prodigio della natura, delle vere e proprie macchine da guerra naturali.

Un recente studio indiano ha dimostrato un’ennesima caratteristica fenomenale dei tardigradi, più precisamente del genere Paramacrobiotus. Questo genere di tardigradi è dotato di biofluorescenza e riesce a diventare blu fluorescente in determinate condizioni. La biofluorescenza è presente in natura anche in alcuni pesci, alghe, crostacei, meduse, insetti ed addirittura uccelli come forma di comunicazione ed avviene dalla presenza di particolari proteine o sostanze organiche.

La fluorescenza è la proprietà di una sostanza di assorbire radiazioni elettromagnetiche (soprattutto quelle nell’ultravioletto) e riemettere (con una lunghezza d’onda maggiore e con energia minore) luce visibile di varie colorazioni. Non bisogna confondere la fluorescenza con la fosforescenza. Sono due proprietà simili, ma la fluorescenza emette luce visibile per un lasso di tempo abbastanza breve dopo aver assorbito le radiazioni elettromagnetiche, mentre nella fosforescenza l’emissione di luce visibile dura molto di più. Inoltre non bisogna confondere la biofluorescenza con la bioluminescenza. La biofluorescenza, come abbiamo visto, avviene solo in presenza di luce mentre la bioluminescenza anche senza, come per esempio nelle lucciole, dove una reazione chimica interna che avviene con l’ossigeno esterno permette di illuminarle.

Detto questo, l’incredibile biofluorescenza dei tardigradi studiati è una proprietà naturale per difendersi dalle radiazioni ultraviolette, letali per moltissimi microrganismi. Per dimostrarlo i ricercatori hanno sacrificato, frullandoli, alcuni tardigradi del genere Paramacrobiotus per creare una lozione fluorescente da applicare su organismi non fluorescenti e non resistenti alle radiazioni. Questa “zuppa” è stata infatti applicata su un tardigrado non resistente alle radiazioni, della specie Hypsibius exemplaris e un verme della specie Caenorhabditis elegans. Il risultato finale è stato strepitoso, la lozione fluorescente non solo ha reso fluorescenti quelle due specie, ma gli ha permesso di resistere ad una lampada germica ad ultravioletti che normalmente li avrebbe uccisi.

In conclusione bisogna dire che questa scoperta fenomenale ha permesso di capire che alcune specie di tardigradi sono dotati di uno schermo protettivo in grado di assorbire le radiazioni ultraviolette pericolose ed emettere (sfruttando la fluorescenza) luce blu visibile ed innocua. I tardigradi sono ricchi di sorprese e con simili scoperte si mostrano come dei veri e propri organismi corazzatti. In futuro ulteriori studi sui tardigradi possono riservare moltissime sorprese e far capire di più sulla stessa vita, sulla Terra e non. È bellissimo sapere che i tardigradi sono anche facilmente studiabili perché si trovano praticamente ovunque (soprattutto nel muschio) ed anche un microscopio ottico poco potente può mostrarli con grande precisione. Inoltre il loro studio può essere utilissimo nel campo biomedico per evitare effetti collaterali di moltissime medicine e prevenzioni e trovare cure mediche (soprattutto per quanto riguardano i danni dell’invecchiamento) precise, definitive, miracolose, prive di effetti collaterali ed utili per la nostra salute. 

Articolo di Gioacchino Savarese