Il limulo, chi è il prezioso animale giurassico dal sangue blu in grado di rilevare i batteri

Attraversare milioni di anni, sopravvivendo a estinzioni di massa senza grandi variazioni evolutive, è sicuramente un grande successo per una specie animale: anche solo per questo motivo, il Limulo (chiamato in inglese Horseshoe Crab, granchio a ferro di cavallo) suscita grande interesse in ambito scientifico. A incuriosire il grande pubblico, invece, è il suo particolare aspetto "giurassico", così diverso da quello di specie marine più diffuse come granchi o altri crostacei, di cui sono comunque lontani parenti in quanto appartengono allo stesso phylum degli artropodi, una categoria tassonomica che comprende forme di vita terrestri come i ragni, ma anche acquatiche come appunto granchi e aragoste. Dal suo "nobile" sangue blu si estrae una proteina, chiamata "coagulogen", in grado di formare un gel quando incontra dei batteri. Per questo è utilizzata in test anti-batterici per rilevarne la presenza in soluzioni intravenose medicinali, come i vaccini, e garantire così sterilità e sicurezza.

Il limulo nelle ere geologiche

Sebbene siano spesso accostati ai granchi, come dimostra il nome inglese, sono in realtà parte di un gruppo diverso e più antico, con antenati comparsi già 480 milioni di anni fa e che già 200 milioni di anni fa, nel periodo Giurassico, avevano raggiunto struttura e dimensioni degli esemplari "moderni". Da allora, sono sopravvissuti alle glaciazioni, all'estinzione dei dinosauri e alla diffusione dei mammiferi, restando praticamente invariati.

Oggi conosciamo 4 specie viventi: la più famosa è Limulus polyphemus, diffusa sulle coste Nord Americane, mentre le restanti 3 specie (Tachypleus tridentatus, Tachypleus gigas e Carcinoscorpius rotundicauda) sono diffuse nelle coste dell'Asia, dal Giappone all'India.

Com'è fatto e dove vive

Il corpo del limulo è diviso in tre parti: il cefalotorace, con la caratteristica corazza a ferro di cavallo, un addome più piccolo e una coda rigida, usata soprattutto per il movimento a terra e per direzionarsi in nuoto. Sono inoltre dotati di due paia di occhi sulla parte superiore del cefalotorace, di cui una coppia sensibile anche ai raggi UV, e di 6 paia di zampe su quella inferiore.

Questi animali possono raggiungere una dimensione di 60 cm, anche se generalmente si attestano sui 30-40 cm con esemplari femminili di maggiori dimensioni. Vivono tipicamente sui fondali marini a profondità tra i 30 e i 200 metri, ma si spostano sulle coste per deporre le uova, e gli esemplari larvali e giovani tendono ad abitare coste basse.

Come viene usato il sangue blu del limulo: le applicazioni mediche

Il sangue del limulo è sicuramente una delle sue caratteristiche più sorprendenti. Il colore blu/azzurro è dovuto ad una proteina detta emocianina, necessaria al trasporto dell'ossigeno proprio come l'emoglobina presente nel sangue degli animali e dell'uomo, ma differisce da questa perché basata sul rame (e non sul ferro).

A contatto con l'ossigeno, il rame si ossida, donando alla proteina il caratteristico colore: una proprietà comune ad altri crostacei, anche se le strutture delle proteine differiscono tra le specie.

L'importanza del limulo risiede però in un secondo componente del suo sangue: la proteina coagulogen, in grado di fornire una primitiva ma efficace difesa contro le infezioni batteriche. La proteina è infatti in grado di attaccare i batteri Gram negativi (una "famiglia" che può presentare resistenza agli antibiotici) riconoscendone la struttura cellulare e in particolare la cosiddetta "endotossina", parte della membrana del batterio responsabile degli effetti tossici.

Anche a bassissime concentrazioni di endotossine batteriche, la proteina coagulogen innesca una reazione di coagulazione che porta alla gelificazione del sangue del limulo. La reazione fu scoperta nel 1953 dal ricercatore Frederick Bang, che solamente dieci anni dopo con supporto del collega Jack Levi sviluppò un test batterico basato proprio sul coagulogen, chiamato LAL test (Limulus Amebocyte Lysate).

Il test è ancora oggi utilizzato per verificare la sterilità di soluzioni per endovena, vaccini, come quello contro il COVID-19, e altri farmaci, ed è caratterizzato da altissime sensibilità (una parte per trilione, ossia riesce a rilevare 0,000001 milligrammi di endotossine per litro) e tempi di risposta brevi (circa 45 minuti). Se nella soluzione sono presenti batteri, l'aggiunta del LAL porta rapidamente alla formazione del gel, evidenziando la non sterilità del preparato.

Per questo motivo, ha soppiantato rapidamente altri metodi, che necessitavano di cavie vive e attese di diverse ore.

Una specie in pericolo di estinzione

I limuli sopravvivono a prelievi di oltre 400 grammi di sangue e possono poi essere rilasciati in natura, ma l'intera procedura (dalla cattura al rilascio) può comunque essere letale per una importante percentuale degli animali: diverse fonti indicano una mortalità tra 10 e il 30%.

Le sue abitudini riproduttive lo rendono anche una preda facile per uccelli e animali terrestri come volpi e procioni, e per la pesca da parte degli umani, che spesso lo usano come esca per altre specie marine (Nord America) o come pietanza (Sud-Est Asiatico). Sono soprattutto questi problemi, più che l'uso medico, ad aver causato un declino delle specie già riscontrato dal 1850.

La specie americana è oggi classificata come "vulnerabile" e quella giapponese "a rischio", quindi con maggiori possibilità di estinzione; delle altre specie diffuse nel sud-est asiatico si hanno, invece, minori notizie, anche se è stato evidenziato il degrado degli habitat naturali dovuto anche a inquinamento e pesca intensiva, e in alcune aree i limuli sono già considerati "localmente estinti".

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