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Tardigradi: veri duri grazie al DNA

Quando pensiamo a un ambiente estremo di solito associamo implicitamente questa parola all’abitabilità di quel luogo dove, per noi, sarebbe impossibile sopravvivere. Pensa ad esempio al cratere di un vulcano all’interno del quale, per via delle elevate temperature, piogge acide, lava, gas tossici, sembra impossibile concepirvi la vita. Eppure la natura sa superare questi ostacoli andando oltre la nostra fantasia.

Tardigrada (© animale.me)

Gli organismi estremofili sono microrganismi così chiamati perché capaci di sopravvivere e moltiplicarsi in ambienti le cui condizioni sono proibitive, ad esempio temperature, pH, salinità e/o pressione o molto alte o molto basse. Grazie a questi microrganismi riusciamo a spingere la nostra capacità di osservare il mondo oltre il limite.

Tra gli estremofili i più famosi (e carini) ci sono i Tardigradi, scoperti nel 1773 da Johann August Ephraim Goeze, zoologo tedesco, e così chiamati nel ’77 da Lazzaro Spallanzani, biologo italiano. Ad oggi, di questi piccoli invertebrati di circa un millimetro, ne sono state identificate più di mille specie.

È possibile trovarne in ogni zona del mondo e, con tutta probabilità ne avremmo mangiati a migliaia considerato che si possono trovare in alcuni alimenti come, ad esempio, un’insalata.

Cosa hanno di incredibile i Tardigradi a parte un simpatico soprannome inglese, “Orso d’acqua” (“Water bear”), e le loro buffe sembianze da astronauta con la tuta troppo larga? Sono i veri Rambo della natura.

Nel corso del tempo i Tardigradi sono stati studiati nei modi più disparati: viaggi nello spazio e esposizione ai raggi X e Gamma, congelamento e scongelamento, essiccazione, mancanza d’ossigeno, cambiamenti di salinità, sottovuoto, alta e bassa pressione e… Sono sempre sopravvissuti, tanto da far pensare alcuni scienziati che saranno proprio i Tardigradi gli ultimi esseri viventi che osserveranno il sole esplodere.

Ma come fanno i Tardigradi a essere così resilienti? (capace di adattarsi al cambiamento. n.d.r)

Il recente studio condotto dall’Università di Edimburgo presso l’Istituto di Biologia Evolutiva attribuisce i “superpoteri” dei Tardigradi alla loro capacità di resistere alla disidratazione, anidrobiosi e di entrare in uno stato di quiescenza.

Hypsibius dujardini ©Goldestein lab – Ramazzottius varieomatus © Nature Publishing Group

Per verificare questa ipotesi hanno confrontato il DNA di Hypsibius dujardini, un piccolo Tardigrado capace di sopravvivere all’essiccazione solo affrontandola in modo graduale, con quello di Ramazzottius varieornatus, una specie affine capace tuttavia di resistere a una disseccazione veloce.

In particolare sono state confrontate le regioni geniche chiamate HOX (dall’inglese “homeobox” = “regione conservata”),  sequenze di DNA che regolano le procedure di sviluppo anche di funghi, piante e animali.

È stato quindi possibile comprendere quali geni venissero attivati in Hypsibius d. durante l’anidrobiosi identificando un set di proteine che sembra andare a “sostituire” l’acqua persa dal Tardigrado durante la disidratazione. Queste proteine sono altamente solubili e, man mano che l’acqua viene meno, si dissolvono all’interno della cellula sostituendosi all’acqua intracellulare. In questo modo formano un microscopico strato protettivo, una matrice che protegge il suo contenuto. È così che le proteine, la membrana e lo stesso DNA sono protetti e riparati ponendo l’organismo in uno stato quiescente che terminerà soltanto con il contatto con l’acqua.

I Tardigradi continuano a far nascere nuove domande per il mondo scientifico, non solo per l’importanza che potrebbe avere riuscire a comprendere la loro resistenza alla mancanza d’acqua in un mondo come il nostro il cui clima sta cambiando drasticamente, ma anche a comprendere meglio i limiti della vita sul nostro o su altri pianeti.

Carlo Taccari

Bibliografia:

  1. Jonsson, K. I. et al. Tardigrades survive exposure to space in low Earth orbit. Curr. Biol. 18, R1–R3 (2008).
  2. Tsujimoto, M. et al. Recovery and reproduction of an Antarctic tardigrade retrieved from a moss sample frozen for over 30 years. Cryobiology. Feb;72(1):78-81. (2016)
  3. Horikawa D.D. & Higashi, S. Desiccation tolerance of the tardigrade Milnesium tardigradum collected in Sapporo, Japan, and Bogor, Indonesia. Zoolog Sci. Aug;21(8):813-6. (2004)
  4. Yoshida, Y. & et. al. Comparative genomics of the tardigrades Hypsibius dujardini and Ramazzottius varieornatus. Plos Biology, Jul;27. (2017)


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