L’orso d’acqua – com’è comunemente definito il Tardigrado – appartiene alla famiglia d’invertebrati protostomi celomati e l’aspetto goffo e paffutello, che appunto li accomuna con gli orsi, ha incuriosito gli scienziati sin dalla prima osservazione avvenuta nel XVIII secolo.
L’aspetto che mostra un’andatura pesante e sgraziata, ha incuriosito molti studiosi in merito alla loro mutazione. Maggiormente sul perché i Tardigradi si siano evoluti per camminare.
Animali piccoli e morbidi come i tardigradi raramente hanno le gambe e quasi mai si preoccupano di camminare. Per esempio, vermi con aspetto cilindrico e, dimensioni di corpo simili, si dimenano, strisciando e si muovono armonizzando le loro forme molli su substrati imprevedibili. Eppure l’orso acquatico, un micro-animale così distinto che gli scienziati sono stati costretti ad assegnarlo al proprio phylum – o tipo – usa otto zampe tozze per spingersi e camminare, attraverso sedimenti marini e d’acqua dolce. Oppure attraverso dune del deserto e nel sotto il suolo.
Ora, un nuovo studio su PNAS analizza le andature dei tardigradi e scopre che questi invertebrati camminano in un modo più simile a quello degli insetti 500.000 volte la loro dimensione. La scoperta implica l’esistenza di un antenato comune o di un vantaggio evolutivo che spiega perché, una delle creature più piccole e tozze si è evoluta per camminare proprio come gli insetti più grandi e dal corpo robusto.
Jasmine Nirody, una collega del Rockefeller’s Center for Studies in Physics and Biology, spiega che il Tardigrado, che si muove in modo corpulento e netto, è accumunabile al modo di muoversi d’insetti o artropodi più grandi e ciò introduce un discorso più ampio che crea un collegamento evolutivo su questa specie.
Tardigrado: un vero corridore
Nirody e colleghi hanno prima determinato come gli orsi acquatici camminano e corrono.
“Se guardi i tardigradi sotto un microscopio ottico abbastanza a lungo, puoi catturare una vasta gamma di comportamenti”. Spiega Nirody. “Non li abbiamo costretti a fare nulla. A volte erano molto tranquilli e volevano solo passeggiare intorno al substrato. Altre volte, vedevano qualcosa che gli piaceva e ci correvano incontro”.
Nirody ha scoperto che, al loro massimo agio, gli orsi acquatici si spostano di circa mezza lunghezza al secondo. A tutto gas, i loro passi lenti li portavano a due lunghezze di corpo nello stesso lasso di tempo. Ma la sorpresa è arrivata quando ha osservato come i piedi di un orso acquatico entrano in contatto con il terreno quando guadagna slancio. A differenza dei vertebrati, che hanno andature distinte per ogni velocità – immaginiamo gli zoccoli di un cavallo quando passa dalla camminata al galoppo – i tardigradi corrono più come gli insetti, sgambettando a velocità crescenti senza mai cambiare i loro modelli di base.
“Quando i vertebrati passano dal camminare al correre, c’è una discontinuità“, dice Nirody. “Con gli artropodi, tutti i modelli di passo esistono lungo lo stesso continuum“.
Coordinazione davvero avanzata
Perché i tardigradi condividono una strategia motoria con insetti molto più grandi e dal corpo solido?
Una possibile spiegazione, che si è ipotizzata per lungo tempo, sostiene che il Tardigrado, non fa parte di nessuna tassonomia esistente, e può condividere antenati comuni – e anche un circuito neurale comune – con insetti come moscerini della frutta, formiche, e altre creature segmentate striscianti. Infatti, alcuni scienziati sostengono di classificare i tardigradi all’interno del clade panarthropoda (cioè un gruppo naturale composto da un antenato comune e da tutti i suoi discendenti lineari su un albero filogenetico), un gruppo generico che assegnerebbe lo spazio di archiviazione comune a insetti, crostacei, vermi di velluto e orsi acquatici.
Un’altra possibilità è che non ci sia una connessione ancestrale tra Tardigrado e artropodi, ma che i gruppi di organismi non correlati siano arrivati indipendentemente alle stesse strategie di camminata e corsa perché erano evolutivamente vantaggiose. Forse il modo migliore per navigare su un terreno imprevedibile con un corpo microscopico è quello di arrancare come un orso acquatico.
In Nuce
Nirody è ugualmente affascinata da entrambe le possibilità. “Se c’è qualche sistema neurale ancestrale che controlla tutta la camminata dei panartropodi, abbiamo molto da imparare”; aggiunge. “D’altra parte, se gli artropodi e i tardigradi convergono su questa strategia in modo indipendente, allora c’è molto da dire su ciò che rende questa strategia così appetibile per le specie in ambienti diversi”.
Oltre alle implicazioni per la biologia evolutiva e lo studio della locomozione animale, i risultati possono avere ramificazioni per i fiorenti campi della robotica morbida e su micro scala.
Studiando come il piccolo Tardigrado si è evoluto per muoversi in ambienti difficili, gli scienziati potrebbero essere in grado di progettare robot che possono più efficientemente infilarsi in piccoli spazi o operare su microscala.
“Non sappiamo molto su ciò che accade agli estremi della locomozione – come fare un piccolo camminatore efficiente, o come le cose dal corpo morbido dovrebbero muoversi”, dice Nirody. “I tardigradi sono un importante oblò sulla locomozione su microscala e con corpo molle”.
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