Sopravvivere al freddo estremo: rivelate le origini dell'antigelo animale
La capacità di alcuni animali di sopravvivere nel ghiaccio e nella neve deriva da speciali proteine antigelo. Gli scienziati hanno scoperto che queste ebbero origine molto prima di quanto si pensasse in precedenza.
I ricercatori hanno scoperto che le proteine antigelo si sono evolute molto prima di quanto si pensasse in precedenza e hanno avuto origine in un minuscolo animale simile a un insetto che probabilmente puoi trovare nel tuo giardino. La capacità di prevenire danni cellulari durante il freddo estremo si è evoluta più volte in modo indipendente, in alcuni pesci, insetti e ragni.
Questa abilità unica è conferita da speciali proteine che si legano ai cristalli di ghiaccio all'interno delle cellule, impedendo loro di crescere e ricristallizzarsi in un modo che diventerebbe fatale. In precedenza gli scienziati credevano che queste proteine si fossero formate negli ultimi 40 milioni di anni. Ma una nuova ricerca, pubblicata su Scientific Reports, ha scoperto che sono almeno 10 volte più antichi, avendo avuto origine circa 400 milioni di anni fa negli artropodi comuni noti come collemboli.
Una molla in fase evolutiva
Alla fine del periodo Ordoviciano, circa 450 milioni di anni fa, la Terra era un paradiso oceanico appiccicoso, umido, abitato da creature strane e meravigliose che non avevano ancora fatto il salto verso la terra. Tuttavia, tutto sarebbe cambiato poco dopo, con l’abbassamento delle temperature globali e l’inizio della crescita delle calotte polari. Il risultato fu la seconda più grande estinzione di massa della storia, che uccise metà della vita sulla Terra.
In questo nuovo mondo di ghiaccio e neve, un animale che prevalse fu l'umile collembolo, che si adattò all'ambiente più freddo sviluppando la prima proteina antigelo.
Nello studio, collemboli provenienti dai climi artici sono stati raccolti e conservati in piastre di Petri in laboratorio. Sono stati quindi condotti una serie di esperimenti molecolari per scoprire quando gli animali svilupparono per la prima volta la proteina antighiaccio, restringendo il campo al periodo Ordoviciano.
"Sapevamo che le proteine antigelo si erano sviluppate indipendentemente l'una dall'altra diverse volte durante la storia dell'evoluzione", ha detto Martin Holmstrup, coautore dello studio e professore presso il Dipartimento di Ecoscienza dell'Università di Aarhus. "I pesci le hanno. Gli insetti le hanno. Alcuni ragni le hanno. Ma finché non abbiamo visto questi risultati, non sapevamo che si fossero sviluppate così presto nel mondo animale."
Cosa sono i collemboli e dove vivono?
I collemboli sono animali minuscoli, lunghi meno di 7 mm, che sembrano insetti ma in realtà hanno un proprio ramo sull'albero evolutivo. Esistono oltre 9.000 specie diverse di collemboli, presenti quasi ovunque nel mondo, compreso il tuo giardino. Prendono il nome dalle loro code biforcute, che tengono sotto il corpo come sbarre di catapulta.
Quando viene rilasciato, questo spinge l'animale fino a 10 cm in aria, aiutandolo a sfuggire ai predatori come i ragni. I collemboli sono più comuni nell’Artico, dove prosperano a causa della mancanza di molti predatori o concorrenti naturali. Di solito si trovano negli strati superiori del terreno o nella lettiera delle foglie, si nutrono di funghi microscopici, batteri e altri microrganismi e migliorano l'ecosistema riciclando i nutrienti.