Perché la coda delle lucertole si stacca e continua a muoversi? L’auto-amputazione che le salva dai predatori

Un gatto si avvicina furtivo ad una lucertola ferma al sole e, con balzo felino, sta per catturarla, ma il piccolo rettile perde improvvisamente la coda e scappa via. Ebbene si! La lucertola, i gechi e altri animali sono in grado di perdere un tratto della coda o porzioni di arti per sfuggire ai predatori: restano amputati, ma vivi. La parte da amputare si separa in una sorta di punto debole, ma non comporta danni all’animale; può infatti rigenerarsi nel tempo grazie a un gruppo di cellule staminali che hanno la capacità di differenziarsi in varie linee cellulari per riformare i tessuti. La presenza di fasci di cellule nervose che mantengono attivi i muscoli nella coda appena staccata, le permettono di continuare a muoversi per qualche minuto in modo da distrarre il predatore. Si tratta di un meccanismo evolutivo, chiamato autotomia, davvero efficiente e molto studiato anche per possibili applicazioni in campo medico. L’uomo e gran parte degli altri mammiferi hanno perso questa attitudine nel corso dell’evoluzione ed è per questo che gli scienziati stanno cercando di scoprire quale sia il gruppo di geni responsabili della ricrescita, ipotizzando poi di poter riattivare la loro funzione anche in tessuti umani danneggiati. Questo meccanismo non è però totalmente esente da conseguenze, visto che comporta un notevole dispendio energetico per l’animale e l’appendice non ricresce perfettamente identica all'originale.

Come fa la coda amputata delle lucertole a continuare a muoversi da sola

Il fenomeno dell’auto-amputazione fu descritto per la prima volta da Aristotele ben 2400 anni fa osservando delle lucertole, ma a ricostruire l’intero processo furono Spallanzani e René Réamur molto tempo dopo, intorno alla metà del ‘700, osservando le salamandre. Si chiama autotomia e ogni specie che è in grado di compierla, distacca un tratto ben preciso di un’appendice, nell'intendo di distrarre un predatore.

Nella lucertola e nel geco il distacco è rapido e avviene in una zona ben precisa in cui le vertebre si spezzano più facilmente perché attraversate da una sorta di fenditura, detta “piano di frattura”. La lucertola contrae improvvisamente i muscoli del bacino, spezzando le vertebre e provocando così l'amputazione della coda.  Nello stesso tempo, è stato scoperto che le lucertole presentano al livello del punto di rottura, delle strutture microscopiche, dette nanopori, che conferiscono invece una grande resistenza alla coda anche se viene tesa. In poche parole un'appendice molto resistente, ma nello stesso tempo in grado di sganciarsi volontariamente e con rapidità.

La coda della lucertola e del geco, una volta persa, continua a muoversi per alcuni minuti (così da distrarre ulteriormente il predatore) grazie alla presenza di fasci di cellule nervose che mantengono attivi i muscoli. Si tratta di gruppi di neuroni in grado di dare impulsi in modo autonomo rispetto al cervello e sono definiti generatori di pattern centrali. I meccanismi di controllo neuromuscolare della coda amputata non sono ancora ben noti; per questo un'equipe di ricercatori dell'Università di Calgary ha effettuato elettromiografie alle code amputate di alcuni gechi, impiantando degli elettrodi, e le ha riprese con telecamere ad alta velocità. Così è stato possibile osservare che le code si muovono in tutte le direzioni, piuttosto velocemente e a volte si capovolgono, continuando ad oscillare anche per 30 minuti. A quanto pare, i diversi movimenti della coda derivano da una sorta di circuiti neurali indipendenti, di cui ancora non è chiaro il funzionamento.

L’autotomia delle lucertole ha dei costi elevati

Il processo di rigenerazione della coda o degli arti non è “un gioco da ragazzi”, prima di tutto perché comporta un notevole dispendio di energia per ricostituire i tessuti. E' stato calcolato che il costo energetico della sintesi della coda nella lucertola, comporta un aumento del 36% del tasso metabolico standard e questa energia, in qualche modo, viene sottratta ad altre funzioni vitali. Inoltre, gli arti e le appendici rigenerate non sempre mantengono la stessa forma e funzionalità degli originali e i tempi di rigenerazione sono lunghi.

Nei crostacei la completa rigenerazione della chela si ottiene dopo diversi cicli di muta e intanto la menomazione  può influenzare l'efficienza dell'alimentazione e le fasi del corteggiamento. Le lucertole e i gechi con code rigenerate si spostano meno lontano e meno velocemente rispetto a quelli con code “originali” e, quindi, anche le risposte anti-predazione cambiano. A volte, in esemplari di gechi è stata osservata una coda rigenerata bifida o trifida (cioè che finisce con 2 o 3 punte) e questo riduce notevolmente le capacità di equilibrio degli esemplari.

Quali animali sono in grado di perdere la coda o un arto

L’auto-amputazione della coda della lucertola o del geco sono forse le più studiate, ma diverse specie sia di invertebrati che di vertebrati sono in grado di attivare questo meccanismo. La capacità di autotomia si è ridotta nel corso dell’evoluzione ed è infatti piuttosto rara nei mammiferi. Diverse specie di ragni perdono una delle 8 zampe in caso di pericolo, così come molti insetti. Il granchio può perdere una chela, i polpi distaccano una delle 8 braccia per distrarre il predatore, i cetrioli di mare (Oloturie) sono addirittura in grado di espellere l’intestino attraverso l’ano in caso di pericolo imminente.  Le stelle marine generano persino nuovi individui da parti del corpo distaccate per effetto di traumi.

Il fenomeno si verifica anche nei mammiferi, ma molto raramente. Alcune specie di roditori distaccano volontariamente la coda, ma non riescono a rigenerarla e restano menomati. Probabilmente, il meccanismo era presente anche negli animali preistorici: da recenti studi sembra che già i Mesosauri, rettili marini  vissuti nel Cretacico superiore (95-65 milioni di anni fa), fossero capaci di perdere un tratto della coda.

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