Taccuino delle metamorfosi

By Marco Di Domenico

Perché scrivere un libro divulgativo sulle metamorfosi animali? Innanzitutto perché non c'era. Ma il motivo principale nasce da un pensiero di qualche anno fa: se chiedessimo a delle persone di associare un nome all'espressione metamorfosi animale, la stragrande maggioranza citerebbe di getto il bruco e la farfalla. Qualcuno potrebbe spingersi fino al girino e alla rana. La realtà però è ben più complessa, perché la metamorfosi non è affatto un'eccezione nel mondo animale: è la regola. La ritroviamo in buona parte degli insetti e degli invertebrati marini, in schiere di parassiti, in moltissimi pesci e in tutti gli anfibi. Quasi tutti gli animali, insomma, hanno due o più vite, diversissime tra loro per aspetto ed ecologia. Queste pagine sono una raccolta di appunti e disegni più o meno ordinati, in precario equilibrio sulle leggi dell'evoluzione; un (breve) viaggio dalle spugne all'uomo. Percorrendolo, ci si accorge che ciò che vediamo è solo una piccola parte di un mondo invisibile, sconosciuto e meraviglioso.
Con 27 illustrazioni in bianco e nero disegnate dall'autore.

• Language: Italiano
• Publisher: Codice Edizioni
• Release date: Apr 21, 2022
• ISBN: 9791254500361

Book preview

Introduzione

L’idea di questo libro mi è venuta guidando, come spesso mi capita. Era luglio, qualche anno fa. Tornavo da un campionamento di insetti in una qualche zona della Toscana meridionale, forse la val di Cecina o il lago dell’Accesa. Stavo mentalmente contando le specie di farfalle viste e determinate e quelle che avevo fotografato e che avrei determinato, o tentato di determinare, a casa. E poi le libellule, più facili delle farfalle, e quelle due femmine di cervo volante, e il maschio che avevo forse intravisto volare al crepuscolo. Il grosso cerambicide sul fiore di carota selvatica e quello scarabeo rinoceronte ahimè schiacciato da un’auto sulla strada. Farfalle, libellule, coleotteri. Abbiamo precise immagini di questi insetti: colorati e volanti oppure veloci camminatori, diurni o notturni, con due antenne, sei zampe e occhi composti. Quando da piccole le mie figlie mi chiedevano di disegnare loro una farfalla, io disegnavo senza esitazione un insetto con antenne clavate e grandi ali variopinte. Quella sera di luglio riflettevo sul fatto che quell’immagine era solo un aspetto di quegli insetti: semplicemente quello più evidente ai nostri sensi. La farfalla, lo sappiamo tutti, nasce bruco, poi al bruco crescono le ali e vola via. I meccanismi che stanno dietro a quella trasformazione che chiamiamo genericamente metamorfosi sono complessi, bellissimi, affascinanti eppure misconosciuti. Come lo sono le fasi della vita che precedono quella che tutti conosciamo. Se chiedessi a dieci persone prese a caso di dirmi dei nomi di animali associati alla parola metamorfosi – pensavo – che cosa risponderebbero? Bruco e farfalla, certamente. Qualcuno girino e rana. Stop. Ma la metamorfosi nel regno animale è davvero così limitata a questi pochi casi? È l’eccezione? È una bizzarria? No, non lo è. Facendo due conti spiccioli, qualche tipo di metamorfosi è presente praticamente in tutti i gruppi animali, con l’eccezione dei rettili, degli uccelli e dei mammiferi, cioè di alcune decine di migliaia di specie a fronte di un numero totale che sfiora il milione e mezzo. Un esercito incalcolabile di invertebrati, soprattutto marini, miriadi di parassiti, la stragrande maggioranza degli insetti, moltissimi pesci e praticamente tutti gli anfibi hanno forme giovanili completamente diverse dagli adulti.

La metamorfosi non è un’eccezione, la metamorfosi è la norma. E una farfalla non è un bruco a cui spuntano le ali, ma un animale completamente diverso per morfologia, fisiologia, anatomia, ecologia ed etologia. Farfalle e coleotteri, sogliole e molluschi, vermi parassiti e tritoni, crostacei e anguille, rane e meduse, libellule e stelle marine compiono trasformazioni straordinarie, a volte estreme e quasi incredibili. Noi vediamo solo una minima parte della straripante variabilità del mondo vivente, ignoriamo che le cicale che riempiono di suoni le nostre estati sono state per anni oscuri e silenziosi insetti nascosti nel terreno e che i bruchi delle piccole e graziose farfalle azzurre che svolazzano su un pascolo montano hanno trascorso l’inverno dentro un formicaio. Non sappiamo che la sogliola non nasce piatta e nemmeno che giace su un fianco, non abbiamo idea della lotta infinita tra i bruchi e i loro parassiti, non immaginiamo che dentro una galla appiccicaticcia appesa al ramo di un albero potrebbe trovarsi una minuscola larva di vespa a sua volta parassitata da una larva di un’altra specie ancor più piccola di lei. La biodiversità di cui si parla tanto, quella vera, è tutta in questo mondo a noi quasi del tutto ignoto, in cui la metamorfosi è l’essenza stessa della vita e in cui i protagonisti sono le larve, le ninfe, gli stadi giovanili, non gli adulti che diventeranno. Senza alcuna pretesa di completezza, neanche lontanamente immaginabile visti i numeri e l’immensa variabilità di forme e adattamenti, ho pensato che valesse la pena raccontarne alcune, di quelle trasformazioni, e provare a vedere le cose da un altro punto di vista: il bruco è la larva della farfalla o piuttosto è la farfalla a essere la parte finale della vita di un bruco? Un’ultima piccola riflessione, anzi due. In molti insetti e in generale in molte specie animali gli stadi giovanili sono molto più longevi degli adulti, che non di rado si limitano a essere portatori di cellule riproduttive, essenziali ma effimeri. Infine, se mi chiedessero di trovare una definizione della parola vita, forse sceglierei questa: trasformazione. La vita è trasformazione, e la metamorfosi animale, o meglio le metamorfosi animali, ne rappresentano un aspetto bellissimo e affascinante.

Nota dell’autore

Anche se le regole tassonomiche obbligano a scrivere i nomi dei gruppi sistematici con le iniziali maiuscole (Artropodi, Mammiferi, Crostacei, Echinodermi), in un libro come questo, che non è un trattato di sistematica, ciò comporta qualche problema di uniformità. Se è chiaro che la classe dei Molluschi ha un significato sistematico, come scrivere è tra i molluschi più familiari, con la maiuscola o la minuscola? Per quante regole si mettano, c’è sempre qualche caso che sfugge e genera confusione. Si rischia di scrivere Molluschi e molluschi a poche righe di distanza. Abbiamo quindi pensato di scrivere i nomi italiani dei gruppi animali sempre con l’iniziale minuscola, con la consapevolezza di contravvenire a una regola. Lo stesso vale per le categorie sistematiche: regno, phylum, classe, ordine e così via. Chiediamo scusa ai lettori più ortodossi.

Parte I

Invertebrati marini a vita libera

La classificazione dei viventi introdotta da Linneo e poi via via aggiornata e arricchita non potrà mai rispecchiare appieno l’immensa variabilità della natura. Regni, phyla, classi, ordini, famiglie, generi e specie, nonché un’infinita serie di categorie intermedie (subphyla, superclassi, sottoclassi, infraclassi, superordini, superfamiglie, sottofamiglie, fino alle tribù, ai sottogeneri e alle sottospecie) – pensate dalla sottospecie Homo sapiens sapiens per ordinare se stessa e ogni altro vivente in un suo proprio scaffale, come facciamo con i file e le cartelle del nostro pc – non bastano allo scopo. Per quanti sforzi compiano i sistematici, c’è sempre qualche eccezione, qualche gruppo di organismi che si rifiuta di essere incasellato.

L’avvento della biologia molecolare ha ulteriormente complicato le cose, mettendo in discussione certezze acquisite da decenni e dimostrando che la diversità a livello genetico e molecolare non sempre coincide con la diversità morfologica. Farfalle identiche possono appartenere a specie diverse, uccelli un tempo associati nello stesso gruppo possono divergere geneticamente a tal punto da rendere necessaria la loro assegnazione a ordini differenti. Persino l’uomo, il bonobo e lo scimpanzé oggi sono oggetto di revisione sistematica. Chi li vorrebbe nella stessa famiglia Hominidae (un tempo bonobo e scimpanzé, insieme ai gorilla e all’orango, erano collocati a una certa distanza, nei Pongidae), chi addirittura nello stesso genere Homo. Anche i regni, che al tempo della mia infanzia erano invariabilmente cinque (Bacteria, Protista, Fungi, Plantae, Animalia), sono diventati sei, con la divisione dei batteri in Bacteria e Archaea, poi sette con l’ingresso dei Chromista, fino a un totale rimescolamento in cui tutto è tornato in discussione, anche la stessa suddivisione nei regni tradizionali. In una delle tante classificazioni proposte gli animali non sarebbero più un regno ma una categoria del regno Opisthokonta, insieme a vari gruppi di funghi e di (ex) protisti…

Le inafferrabili spugne

Se c’è un phylum animale che appare inafferrabile dal punto di vista sistematico, è quello dei poriferi, gli animali che chiamiamo comunemente spugne. Quasi tutte marine e comunque acquatiche, le spugne (5.000 specie conosciute) sono organismi semplici, in cui la differenziazione tra le cellule è minima e che mancano di qualsiasi sistema o apparato. Ogni individuo vive attaccato a una roccia o a qualsiasi altro substrato solido, filtrando acqua e nutrendosi di particelle organiche e microrganismi. Le spugne più semplici (tipo ascon) hanno una forma a sacco aperto superiormente; l’acqua entra dai pori che a milioni attraversano la parete del corpo (da qui il nome poriferi: portatori di pori) ed esce dall’apertura del sacco, detta osculo. La cavità interna del sacco prende il nome di spongocele. Nei tipi sycon e leucon, più complessi, la cavità interna si ramifica in tubi e camere, e all’esterno compaiono canali inalanti. Le cellule che guardano l’esterno del sacco prendono il nome di pinacociti, quelle che rivestono l’interno si chiamano invece coanociti. I pinacociti hanno una forma poligonale e somigliano a pietre di mura ciclopiche in miniatura; i coanociti hanno invece un flagello che si muove nella cavità del sacco e che ha la funzione di catturare i nutrienti. L’ossigeno penetra direttamente all’interno delle cellule. Tra lo strato esterno dei pinacociti e quello interno dei coanociti c’è una matrice gelatinosa, detta mesoglea, che avvolge vari tipi di cellule di forma e funzione diverse. Tutta la struttura è sostenuta da piccolissime strutture rigide, le spicole, e da una proteina detta spongina. A seconda del tipo di spicola le spugne sono divise in quattro classi: spugne calcaree, spugne silicee, spugne vitree e spugne coralline. Questi animali, che per precauzione i sistematici hanno inserito in un sottoregno a sé stante, quello dei parazoi, somigliano più a colonie di organismi unicellulari alleati a formare un superorganismo maggiormente funzionale rispetto alle singole cellule che a un vero animale pluricellulare differenziato in tessuti, organi e apparati. In determinate condizioni una spugna disintegrata nelle sue cellule può riorganizzarsi e riformare un organismo completo.

Anche le spugne devono assolvere al compito della riproduzione e dare alle generazioni future un’opportunità di vita, possibilmente in un luogo diverso da dove vivono i genitori, in modo da abbassare la competizione e garantire al contempo variabilità genetica. Tutto ciò non è facilissimo per un organismo che vive attaccato a una roccia per tutta la vita, e non è un caso che l’80 per cento degli animali marini, e la quasi totalità di quelli sessili, cioè ancorati al substrato e incapaci di movimento, abbiano forme larvali. Le spugne sono ermafroditi non sufficienti, cioè ogni individuo è contemporaneamente maschio e femmina ma non può autofecondarsi. Al momento giusto i coanociti di una spugna calcarea come la Leucandra abratsbo si trasformano in spermi o uova. Gli spermi vengono rilasciati nell’atrio e da qui, attraverso l’osculo, si allontanano nella corrente. Se saranno fortunati penetreranno nei pori di un’altra Leucandra, saranno catturati dai flagelli dei coanociti insieme alle particelle alimentari e, una volta all’interno, feconderanno le uova in attesa. È ovvio che tutto il sistema si basa su numeri altissimi e perfetta sincronizzazione. Le uova fecondate danno origine a uno zigote detto stomoblastula, il quale poi si rivolta come quando ci si sfila un calzino e diventa un’anfiblastula, che si libera e fuoriesce dall’osculo. L’anfiblastula è lunga, si fa per dire, circa un decimo di millimetro e ha la forma di una sferetta dotata di una frangia di flagelli che, muovendosi, la spingono nell’immensità del volume marino. Una corrente la porterà via e la larva entrerà a far parte del plancton, il multiforme e popolatissimo mondo microscopico che è alla base della catena alimentare marina. La strategia di affidare larve (e uova) al plancton per assicurare la dispersione di specie sessili o poco mobili è diffusissima, e vale la pena fare una distinzione. Generalizzando, le larve planctoniche appartengono a due categorie ecologicamente e morfologicamente molto diverse: le larve planctotrofiche, che derivano da uova piccole e vivono a lungo prima della metamorfosi, e le larve lecitotrofiche, che sono più grandi, hanno vita breve e vanno incontro presto a metamorfosi. Le prime si nutrono di altri organismi, le seconde consumano le riserve del sacco vitellino. D’altra parte, gli organismi che hanno larve planctotrofiche possono permettersi di produrre un numero altissimo di uova; quelli con larve lecitotrofiche ne generano invece un numero molto inferiore, perché ogni uovo è un pacchetto di energia più consistente.

Se le conoscenze sui poriferi adulti sono abbastanza sviluppate, non è così nel caso delle larve, di cui si contano almeno otto tipologie diverse. Oltre all’anfiblastula vi sono la calciblastula, la disferula, la cinctoblastula, la parenchimula, l’hoplitomella, la trichimella e la clavablastula. Alcune non arrivano a un ventesimo di millimetro altre superano addirittura i 5 millimetri: variazioni eco-morfologiche sul tema. Inoltre, di molte specie non si conoscono larve, ma non sappiamo se ciò sia dovuto all’effettiva assenza di uno stadio larvale o alla nostra ignoranza. La più incredibile (e bella) di tutte è comunque l’hoplitomella, l’unica priva di ciglia. È una sferetta di un quarto di millimetro di diametro, irta di lunghissime (in proporzione) protuberanze che la fanno sembrare un minuscolo riccio di mare vagante nel plancton. Le protuberanze altro non sono che spicole, ma non le stesse che avrà da adulta. Inserita all’inizio tra i radiolari (un gruppo di protozoi dotati di scheletro), ci si è resi conto solo più tardi che era solo una (ennesima) forma larvale di porifero. L’oggetto più diverso da una spugna che si possa immaginare è – a tutti gli effetti – una spugna.

L’uomo si domanda da sempre se sia nato prima l’uovo o la gallina. Per le larve planctoniche delle spugne e di altri animali marini l’interrogativo è lo stesso: le larve sono frutto di un adattamento a cui sono stati costretti gli organismi sessili e quelli che vivono sul fondo del mare, detti bentonici, per assicurarsi la dispersione e lo scambio genetico? Oppure l’organismo ancestrale era planctonico, e la scelta successiva di scendere al fondo lo ha obbligato a mantenere almeno una fase planctonica? Gli studiosi dibattono, e chissà se le loro discussioni, oggi allo stadio larvale, metamorfoseranno mai in una qualche certezza.

Tavola 1. Poriferi. Alcuni tipi larvali delle spugne: a. calciblastula; b. disferula; c. cinctoblastula; d. parenchimula; e. hoplitomella; f. anfiblastula. (Non in scala)

Tavola 1. Poriferi. Alcuni tipi larvali delle spugne: a. calciblastula; b. disferula; c. cinctoblastula; d. parenchimula; e. hoplitomella; f. anfiblastula. (Non in scala)

Polipi o meduse?

Nel mare nuota, delicata e apparentemente fragile, una piccola medusa trasparente. È una scifomedusa, e appartiene al gruppo degli scifozoi, quello che comprende le meduse più comuni. Si unisce ad altre a formare banchi sempre più numerosi; come ogni anno, nello stesso periodo, maschi e femmine si riuniscono per riprodursi. I maschi emettono spermi a milioni, che vanno a fecondare le uova emesse contemporaneamente dalle femmine. Dall’unione nasce non una medusa, ma una larva simile a una fogliolina, piatta e orlata di ciglia mobili. È una planula. La planula si avventura, insieme a miliardi di altre, in mare aperto. Va a unirsi a larve di altri animali marini, alghe e microrganismi, a formare il plancton. La planula ha vita breve, e dopo alcuni giorni si trasforma in un polipo, o meglio nell’idea che abbiamo noi di polipo: un essere piccolo, sessile, ancorato al fondo con un lungo peduncolo e sottili tentacoli mobili, detto scifostoma.

Il nostro piccolo polipo è nato da meduse, è stato planula vagante, ora è saldamente attaccato a una roccia sommersa. Costruirà un suo scheletro insieme ad altri, come fanno i polipi coralligeni? Poserà il primo mattone di una nuova barriera corallina che sarà visibile dalla luna? Non lui, non quel piccolo polipo. Gli accade invece qualcos’altro: strobila, come dicono gli zoologi. Cioè si divide più volte orizzontalmente sullo stesso peduncolo a formare una serie di organismi impilati l’uno sull’altro. Cloni di se stessi. Finché le singole parti si staccano. Ora sembrano minuscole stelle contrattili; le loro corte braccia derivano dai tentacoli del polipo che erano stati. Questi esseri prendono il nome di efire. Le efire si allontanano dallo strobilo, si capovolgono e iniziano a sembrare quello che diventeranno: meduse. Ancora piccole, quasi abbozzate, come lo sono i lineamenti dei piccoli di tanti animali. Le efire tornano a far parte del plancton, abbandonano il fondo, le correnti le portano via. Le braccia si allungano, tornano tentacoli, non più protesi verso l’alto ma fluttuanti in basso, tesi a catturare microrganismi. L’efira è ormai una medusa e inizia a crescere. Alcune specie arrivano a misurare un metro di diametro. Qualsiasi essere marino delle giuste dimensioni che avrà la sventura di toccare i suoi tentacoli rimarrà paralizzato e verrà divorato. I tentacoli pullulano infatti di piccole cellule urticanti che al minimo contatto sparano microscopici dardi avvelenati dotati di tossine tra le più potenti che esistano in natura. L’anno seguente le meduse adulte si ritroveranno e dalla loro unione nasceranno planule ciliate che si trasformeranno in polipi e si divideranno in efire, le quali, ribaltandosi, daranno vita a nuove meduse. Un ciclo senza fine, dove è assai difficile capire chi si trasforma in cosa.

Tavola 2. Scifozoi. Ciclo vitale di una scifomedusa: a. planula; b. scifostoma (strobilazione); c. efira; d. giovane medusa; e. medusa adulta. (Non in scala)

Tavola 2. Scifozoi. Ciclo vitale di una scifomedusa: a. planula; b. scifostoma (strobilazione); c. efira; d. giovane medusa; e. medusa adulta. (Non in scala)

Concludo. Una delle meduse più note e comuni del Mediterraneo, la Pelagia noctiluca, non attraversa la fase polipoide. La planula si divide direttamente in piccole meduse che inizieranno a nutrirsi e crescere. Non esiste gruppo in natura che non contempli eccezioni.

La medusa immortale

Le metamorfosi, in zoologia, hanno sempre una direzione. Il bruco diventa pupa e poi farfalla, il leptocefalo diventerà alla fine un’anguilla, il girino una rana. Anche chi non ha metamorfosi e si limita, per così dire, a crescere, lo fa in un solo senso: un bambino evolve in un adulto, un nidiaceo implume è destinato prima o poi a volare via, in un uovo di ornitorinco un embrione diventerà un piccolo, pronto a sgusciare fuori e nutrirsi di latte materno. È legge di natura. Eppure c’è un’eccezione, o forse ce ne sono più di quelle che immaginiamo. Esiste un piccolo animale marino, la Turritopsis nutricula, che può scegliere di tornare indietro, da adulto a larva, da vecchio a giovane. La Turritopsis è una medusa appartenente al gruppo degli idrozoi. Dalle uova si origina una planula che scende sul fondo e si trasforma in polipo, che poi si accresce fino a formare una colonia costituita da polipi con funzioni diverse: i gastrozoidi catturano e digeriscono le prede, i dattilozoidi stanno a difesa della colonia e i gonozoidi provvedono alla riproduzione. Qui non c’è strobilazione: i gonozoidi producono per gemmazione piccolissime meduse di entrambi i sessi che si liberano, iniziano a nutrirsi di plancton e si accrescono fino a diventare sessualmente mature e produrre nuove uova e nuovi spermi.

Dopo la riproduzione le meduse, giunte al termine del loro ciclo, muoiono. Lo stesso vale per molti insetti, per le anguille e i salmoni, oltre che per migliaia di specie di piante annuali. Per quanto sia paradossale, la morte degli individui è parte della strategia di sopravvivenza delle specie: morendo, gli adulti eviteranno di competere con la nuova generazione, mettendo i giovani, portatori dei loro stessi geni, nelle condizioni migliori per crescere, vivere e riprodursi a loro volta, garantendo ai propri geni di replicarsi all’infinito, virtualmente immortali. Inoltre per molte specie l’ambiente non potrebbe sostenere il peso di più generazioni sovrapposte. La vita è una staffetta, l’individuo uno dei corridori, il gene il testimone, ogni passaggio una generazione. Un corridore si ferma quando l’altro parte, ma il testimone è sempre lo stesso. Una staffetta che dura da quattro miliardi di anni e forse ne durerà altrettanti. Ma c’è chi è andato oltre, chi ha raggiunto un’immortalità almeno potenziale. Come se la farfalla tornasse bruco, la rana girino, e la mosca perdesse ali e zampe e tornasse a strisciare, bianca e vermiforme. Nessun uccello torna nidiaceo e si circonda di un guscio d’uovo, nessun vecchio torna bambino. La corsa della vita segue quella del tempo e il tempo corre sempre nella stessa direzione.

Ma non nel caso della medusa Turritopsis. Dopo essersi riprodotta, aver passato il testimone, la Turritopsis infatti inverte il proprio ciclo vitale. Ora è la medusa a tornare polipo. Torna ciò che era stata. Immortale, capace di andare indietro nel tempo. Da medusa a polipo, da polipo a colonia e, quando è il momento, di nuovo a medusa. Non un’altra generazione, ma se stessa, figlia di se stessa, sorella delle proprie figlie. Invece che un susseguirsi di generazioni una spola tra la giovinezza e la vecchiaia, tra il futuro e il passato, tra l’arrivo e la partenza. La Turritopsis ha trovato la sua immortalità senza dover scendere a patti con il diavolo, in una metamorfosi eterna tra la medusa e il polipo, in una perenne trasformazione dell’una nell’altro e viceversa.

Gli animali-muschio

I briozoi (Ectoprocta nelle classificazioni più moderne) sono un tipo di animali, quasi tutti marini e quasi tutti sessili, di cui si conoscono oggi circa 4.000 specie. Vivono formando colonie che assomigliano molto a coralli, talvolta a spugne. Nei briozoi però generalmente gli individui non sono tutti uguali, come appunto nei coralli: alcuni provvedono alla difesa della colonia (avicularie) mentre altri sono addetti alle pulizie (vibracularie). In ogni caso i briozoi non sono imparentati né con i coralli né tantomeno con le spugne. Li accomuna invece l’ecologia, perché vivono sostanzialmente allo stesso