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A cosa servono le zanzare?

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Arriva l’estate (pioggia permettendo) e con essa tornano le odiate zanzare. Dalle punture al fastidioso ronzio fino alle terribili malattie che questo insetto contribuisce a diffondere, è molto difficile, se non impossibile, trovare qualcuno che ami le zanzare o le trovi in qualche modo utili. Le zanzare appartengono a quella categoria di animali in grado di far vacillare i principi morali del più convinto degli animalisti o la fede del più fervente dei credenti. Se esiste un dio buono e misericordioso, perché ha creato le zanzare?

Riflessioni teologiche e animaliste a parte, la zanzara, oltre ad essere estremamente fastidiosa, è uno degli animali più pericolosi del mondo. Per essere precisi la zanzara occupa il primo posto nella classifica degli animali più mortali per l’uomo. Le malattie che questo insetto contribuisce a diffondere includono la malaria, la febbre gialla, la febbre dengue e la febbre da virus Zika. Secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità queste patologie colpiscono centinaia di milioni di esseri umani in tutto il mondo ogni anno, causando la morte di diverse milioni di individui.

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Aedes aegypti, responsabile della diffusione della febbre gialla, dello Zika virus, delle febbre dengue e di altre malattie i cui morti si contano a milioni ogni anno.

Ma esiste una qualche utilità in questi terribili insetti? Qual è il ruolo delle zanzare all’interno degli ecosistemi?

Il nostro pianeta conosce le zanzare da più di 100 milioni di anni (chi si ricorda la zanzara imprigionata in una goccia d’ambra in Jurassic Park?). Il loro habitat non ha confini, tanto che nemmeno la tundra artica di Canada e Russia è al sicuro dalle loro punture. Al giorno d’oggi sono state descritte più di 3500 specie di zanzare differenti, di cui solo 200 pungono gli esseri umani. Tra queste ultime è importante sottolineare che solo le femmine di zanzare, che necessitano di proteine per produrre le uova, pungono e succhiano il sangue. E qui arriviamo al primo ruolo utile delle zanzare in natura, quello di impollinazione dei fiori. L’alimento principale delle zanzare adulte, infatti, non è il sangue ma bensì il nettare dei fiori. Volando da una pianta all’altra contribuiscono alla diffusione del polline in modo simile alle api.

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John Hammond (al secolo l’attore Richard Attenborough)  rimira una zanzara imprigionata nell’ambra nel film Jurassic Park del 1993, diretto da Steven Spielberg

Un secondo contributo delle zanzare agli ecosistemi è quello di fornire biomassa alla catena alimentare di numerose specie. Le larve delle zanzare vivono in acqua dove si nutrono di materiale organico come alghe unicellulari e piante. Crescendo diventano facili prede per diversi tipi di pesci e, una volta completata la metamorfosi, le zanzare adulte sono un facile banchetto per uccelli e pipistrelli.

Questi sono quindi i “ruoli” principali delle zanzare in natura. Ma bastano a dare alle zanzare una parvenza di utilità? In un articolo comparso su Nature nel 2010 si prova ad immaginare un mondo senza zanzare e le opinioni degli specialisti riguardo ad un simile scenario sono differenti. Secondo alcuni l’estinzione delle zanzare avrebbe un impatto minimo in quanto la cicatrice ecologica lasciata verrebbe risanata velocemente mentre i ruoli (ad esempio l’impollinazione dei fiori) verrebbero rilevati da altri insetti, magari meno fastidiosi e pericolosi. Per altri, invece, il danno sarebbe ingente mettendo a rischio la sopravvivenza di numerose specie animali e vegetali che nelle zanzare trovano una sicura fonte di cibo e trasporto di polline.

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Larve di zanzara che fluttuano in prossimità della superficie dell’acqua. Si possono notare i sifoni puntati verso l’alto grazie ai quali possono sopravvivere respirando aria.

Quel che è certo è che bisogna intervenire per prevenire i milioni di morti fatti ogni anno dalle zanzare. In tal senso un metodo che si sta rivelando molto efficace nel prevenire la diffusione di malattie mortali consiste nel liberare in natura zanzare geneticamente ingegnerizzate. Queste zanzare chiamate OX513A sono in grado di riprodursi, ma la loro progenie risulta sempre sterile. In questo modo la popolazione di zanzare nelle aree più colpite è calata drasticamente, riducendo così anche il contagio. L’approccio dell’ingegneria genetica, tra l’altro, è più sicuro e sostenibile di qualsiasi altro vecchio metodo in quanto permette di colpire solamente una determinata specie di zanzara, evitando la dispersione di insettici nell’ambiente che potrebbe nuocere ad altri animali e all’uomo stesso.

La riduzione della popolazione delle specie di zanzare vettori di malattie è quindi un obiettivo più che condivisibile ed auspicabile. Per le altre specie di zanzare, invece, dovremo continuare a sopportare il loro ronzio e le loro punture, per il bene degli ecosistemi che, purtroppo, dipendono da questi noiosi insetti.

Per ulteriori approfondimenti vi consiglio di visitare QUESTO sito e di guardare QUESTA interessante TED talk.

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Il mistero della tigre bianca: tra genetica, leggenda e cultura popolare

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Una coppia di tigri bianche

La tigre bianca è una rara variante della tigre reale del Bengala (Panthera tigris tigris) caratterizzata da occhi azzurri e un manto bianco a strisce nere. Questa particolare colorazione, insieme all’elusività che la contraddistingue, stimola da sempre l’ammirazione e l’immaginazione dell’uomo.

Nell’astronomia cinese, ad esempio, la Tigre Bianca è uno dei Quattro Simboli delle costellazioni dei quattro punti cardinali insieme al Drago Azzurro, all’Uccello Rosso e alla Tartaruga Nera. Sempre secondo la mitologia cinese, inoltre, una comune tigre arancione diventerebbe una tigre bianca dopo 500 anni vita e si mostrerebbe agli uomini solo nel caso in cui il Paese fosse guidato da un imperatore virtuoso o durante un lungo periodo di pace. Guardando alla cultura popolare più recente, invece, se chi legge questo post ha una certa (ma ancora giovanile) età potrebbe ricordarsi la tigre bianca del cartone animato giapponese “I cinque Samurai” trasmesso da Italia 7 all’inizio degli anni ’90.

La tigre bianca de “I cinque Samurai”

Il fascino che accompagna questo splendido animale è ulteriorimente alimentato dal mistero che ha avvolto per secoli le ragioni di questa particolare forma di albinismo che colpisce il giallo e l’arancione del manto ma non il nero delle strisce.

Quando i misteri si infittiscono, però, arriva quasi sempre la Scienza a dissipare la nebbia riportandoci con i piedi per terra con spiegazioni razionali che, lo ammetto, tolgono un po’ di fascino alle leggende.

Lo scorso maggio è infatti stata pubblicata una ricerca sulla rivista internazionale Current Biology che dichiara di aver finalmente svelato il mistero della tigre bianca. A firmare l’articolo è un team di ricercatori cinesi che ha individuato le ragioni genetiche di questo particolare fenotipo (il fenotipo sono tutte le caratteristiche osservabili in un organismo vivente) nella mutazione di un singolo gene associato alla gestione dei pigmenti di melanina.

Il gene in questione si chiama SLC45A2 (solute carrier family 45, member 2) e codifica una proteina presente nei melanociti (le cellule che producono la melanina responsabile della colorazione della pelle, dei capelli e degli occhi). La mutazione del gene SLC45A2, che determina il colore bianco nella tigre del Bengala, provoca la sostituzione di un singolo amminoacido all’interno della catena di circa 530 amminoacidi che compongono l’intera proteina codificata.

L’alterazione di questa proteina si ripercuote quindi sulla produzione dei pigmenti gialli e arancioni mentre ha pochissimo effetto sui pigmenti neri delle strisce. Per questo motivo la tigre bianca conserva la colorazione delle striscie mentre perde quella del manto.

Basta quindi una variazione infinitesimale (1 amminoacido su 530 in una delle migliaia di proteine codificate dal genoma della tigre) per passare dalla bellezza della tigre comune all’intrigante fascino della tigre bianca.

È interessante notare come la mutazione del gene SCLA45A2 nell’uomo sia associata ad una rara variante di albinismo chiamata albinismo oculocutaneo di tipo 4 (OCA4) di cui sono stati identificati solo 30 casi in tutto il mondo (dato aggiornato al 2009).

Queste alterazioni genetiche della pigmentazione corpoea sono estremamente rare poiché sono trasmesse tramite ereditarietà autosomica recessiva. Ciò significa che affinché un individuo sia affetto albinismo questo dovrà avere la mutazione sia sulla copia materna che sulla copia paterna del gene responsabile. Se una sola delle due copie dovesse risultare normale (non mutata) l’individuo sarà del tutto normale e definito portatore sano.

Perché possa nascere un individuo albino, quindi, i genitori devono essere per forza entrambi albini o entrambi portatori sani (e in questo caso la probabilità di avere un figlio albino scende a 1 su 4).

Esempio di ereditarietà autosomica recessiva con due genitori portatori sani. (Immagine tratta da Wikipedia)

Nonostante la sua rarità la tigre bianca rappresenta comunque una varietà naturale della diversità genetica della tigre del Bengala e può sopravvivere senza problemi nella giungla Indiana. Secondo i ricercatori questo fatto può essere dovuto al probabile daltonismo delle principali prede della tigre (come i cervi ad esempio), il che rappresenterebbe un vantaggio per un animale con un deficit di mimetismo come appunto la tigre bianca.

Purtroppo la tigre rientra nella categoria delle specie a rischio e la rara variante bianca esiste oramai solo in cattività (l’ultimo avvistamento di tigre bianca in natura risale al 1958).

Il gruppo di ricercatori auspica un adeguamento delle condizioni delle tigri in cattività in modo da mantenere una popolazione sana di tigri arancioni e di tigri bianche che possa essere, un giorno, reintrodotta in natura.

Guardando al futuro, quindi, l’obiettivo è quello di reintrodurre la tigre bianca nel suo habitat naturale, ridando a questo misterioso e sfuggente felino il ruolo che gli spetta nella giungla indiana e nel nostro immaginario collettivo.

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News: il serpente che inganna l’evoluzione

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Il fenomeno della speciazione è sostanzialmente il contrario dell’estinzione e si verifica nel momento in cui il percoso evolutivo di una specie si divide in rami differenti, ciascuno corrispondente ad una nuova specie.

I meccanismi che sottostanno al processo di speciazione sono numerosi e differenti ma in generale si tratta di un fenomeno che tende a progredire più rapidamente se due gruppi della stessa specie vengono completamente (o parzialmente) isolati tra di loro dando così vita a due popolazioni distinte che seguiranno destini evolutivi differenti. Un esempio pratico sono i celebri “fringuelli di Darwin” i quali, a partire da un progenitore comune, si sono evoluti in specie differenti distribuite e divise sulle diverse isole delle Galapagos. Le barriere fisiche (la distanza tra le isole) e la pressione evolutiva (le differenti fonti di cibo presenti su ciascuna isola) hanno contribuito ad accelerare il processo di speciazione favorendo lo sviluppo di nuove varianti di fringuelli, ciascuna adattata al proprio habitat di riferimento.

La speciazione adattativa dei fringuelli di Darwin

La bellezza della Scienza risiede anche nella sua indeterminatezza; nessuna teoria è una Verità assoluta e prima o poi salta sempre fuori il caso particolare che sembra andare contro ogni previsione.

Nell’immaginario collettivo il serpente è spesso associato al dubbio che si insinua, alla tentazione che fa vacillare le certezze e, in questa storia, è proprio un serpente a far traballare le nostre idee sull’evoluzione delle nuove specie.

I serpenti marini della sottofamiglia Hyfrophiinae, infatti, si dividono in circa 62 specie che vivono nell’oceano indiano con un elevato livello di simpatria (che non si riferisce a serpenti particolarmente simpatici, ma alla coabitazione di diverse specie nello stesso territorio geografico). Questo serpenti sviluppano rapidamente nuove specie nonostante condividano lo stesso spazio e perciò in assenza della spinta di una separazione fisica tra gruppi differenti, stravolgendo il concetto di speciazione così come l’ho descritto sopra.

Un serpente marino della sottofamiglia Hydrophiidae

Per risolvere questa apparente contraddizione un gruppo di ricerca internazionale ha analizzato quattro specie di questo particolare tipo di serpente. I risultati sono stati pubblicati recentemente su Molecular Ecology:

“Delle quattro specie studiate una è l’antenato comune delle altre tre, le quali si sono evolute molto rapidamente passando dall’avere una testa larga e una lunghezza del corpo di circa tre metri ad avere una testa piccola e una lunghezza complessiva di appena un metro.”

Nonostante le evidenti differenze morfologiche a livello genetico queste diverse specie di serpente sono in realtà molto simili. La somiglianza genetica tra le specie sarebbe la prova che la speciazione in questo caso è avvenuta nell’arco di un periodo relativamente breve.

I geni coinvolti sarebbero geni cosidetti regolatori, ovvero responsabili della gestione di altri geni. Un’alterazione di questi geni regolatori avrebbe quindi un effetto più ampio poichè eventuali conseguenze si ripercuoterebbero su tutto il gruppo di geni regolati.

Ma quale logica sottostà a questo particolare fenomeno di speciazione promiscua?

La spiegazione fornita dai ricercatori si basa sul concetto evolutivo “più cibo uguale più prole”. In sostanza, un serpente ben nutrito avrà più energie e risorse per produrre più uova.

La necessità di evolvere teste dalle forme differenti sarebbe quindi legata allo sviluppo di differenti strategie di caccia. I serpenti dalla testa più grande hanno una bocca più grande e di conseguenza possono introdurre quantità maggiori di cibo rispetto ai loro cugini dalla testa piccola. D’altro canto i serpenti dalla testa ridotta sono in grado di infilarsi negli stretti cunicoli delle tane delle anguille, raggiungendo così una fonte di cibo inaccessibile per i serpenti a testa larga. Sono due strategie diverse, ma entrambe evolute per ottenere più cibo possibile.

Insomma un modo per non pestarsi i piedi… pardon, le spire a vicenda.

(Per l’articolo originale a cui mi sono ispirato per questo post visitate la pagina di ScienceNordic)

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