• Scienza
  • mercoledì 14 febbraio 2018

La grande fuga di un coleottero dallo stomaco di un rospo

Questi insetti producono piccole esplosioni irritanti quando vengono ingeriti, e ne escono indenni (è più affascinante che rivoltante, promesso)

Un rospo adocchia un coleottero nelle vicinanze, in poche frazioni di secondo estende la sua lunga lingua appiccicosa e lo inghiotte per poi pentirsene amaramente: quello che sembrava un innocuo spuntino si trasforma in un mal di stomaco rivoltante (letteralmente: vedremo perché) che può durare più di un’ora, e che porta infine il rospo a vomitare la sua preda. Avvolto nel muco e nei succhi gastrici, il coleottero riemerso è ancora vivo e si allontana dal suo predatore.

Quella che potrebbe sembrare la scena di un cartone animato o di un film di fantascienza è la realtà per diverse specie di rospi, che loro malgrado hanno a che fare almeno una volta nella vita con i coleotteri bombardieri, una sottofamiglia di insetti in grado di emettere un misto di sostanze irritanti e ustionanti quando sono minacciati da qualche altro animale che se li vuole mangiare. Sono insetti studiati da tempo, ma è grazie a una ricerca pubblicata da pochi giorni che siamo riusciti a scoprire qualcosa di più sul loro comportamento, sugli effetti che hanno sui rospi e sulla loro capacità di sopravvivere per decine di minuti all’interno di un altro animale.

Se avete resistito fin qui, non c’è motivo di fermarvi.

Gli entomologi – cioè chi studia gli insetti – stimano che esistano almeno 50 specie diverse di coleotteri bombardieri (Brachininae). Il nome suggerisce efficacemente la loro principale caratteristica: se si sentono minacciati, colpiscono i loro predatori con una sostanza urticante e molto calda che viene spruzzata dal loro addome. Questi coleotteri producono e mantengono diverse sostanze chimiche in ambienti separati all’interno del loro organismo. Sono messi in comunicazione da minuscole valvole, che in caso di pericolo si aprono consentendo ai composti di miscelarsi tra loro. La loro reazione porta a sviluppare temperature fino a 100 °C e a fare aumentare la pressione all’interno dell’addome, che viene ridotta attraverso una sorta di sfiatatoio dal quale fuoriescono gas e fluidi irritanti, che sono quindi proiettati ad alta velocità contro i predatori. Come si vede nel video qui sotto, il processo è pressoché istantaneo e in questo caso risparmia una brutta fine a un coleottero tra le grinfie di una mantide religiosa.

Non tutti i predatori reagiscono allo stesso modo quando vengono irrorati dalle sostanze caustiche dei coleotteri bombardieri, e molto dipende dalle dimensioni. In alcuni casi i predatori più piccoli muoiono dopo poco tempo, mentre quelli più grandi sopravvivono, anche se talvolta patiscono per ore la loro scelta di caccia.

Shinji Sugiura e Takuya Sato, due ricercatori dell’Università di Kobe (Giappone), hanno effettuato diversi esperimenti per comprendere meglio le difese dei coleotteri bombardieri e soprattutto gli effetti sui rospi, tra i loro predatori più grandi. Hanno prelevato rospi appartenenti a due specie diverse che vivono nel Giappone centrale: una condivide abitualmente il proprio habitat con quello dei coleotteri bombardieri, mentre l’altra li incontra raramente.

Ogni rospo è stato collocato in una vasca di plastica, dove i ricercatori hanno poi aggiunto un coleottero. Così facendo hanno notato che, poco dopo l’ingestione dell’insetto, era udibile una piccola esplosione provenire dall’interno del rospo: il coleottero aveva attivato le sue difese contro il predatore. Come diversi altri anfibi, i rospi ingurgitano praticamente intere le loro prede senza masticarle, quindi può accadere che restino vive quando raggiungono lo stomaco dove i succhi gastrici le scioglieranno.

Dopo l’ingestione e la piccola esplosione, i ricercatori hanno cronometrato quanto tempo passava prima che i rospi vomitassero la loro preda, messi a dura prova dalle sostanze bollenti e urticanti. Il 43 per cento dei rospi ha vomitato mettendoci un minimo di 12 minuti e un massimo di quasi due ore. La variabilità nei tempi di reazione è così marcata perché i rospi non vomitano come noi. Il prossimo paragrafo parla di questo, avvisati.

La possibilità di vomitare è molto importante per la nostra sopravvivenza, come per quella di quasi tutti gli animali: ci consente di espellere velocemente qualcosa che potrebbe essere nocivo per la salute, prima che raggiunga le parti più delicate del tubo digerente. Il processo in sé è piuttosto semplice: i muscoli dell’addome e il diaframma si contraggono e premono contro lo stomaco, facendo aumentare la pressione al suo interno, fino a quando il suo contenuto non viene spinto verso l’esofago e infine espulso. Non è un’esperienza piacevole, ma rispetto ai rospi è una cosa da niente. Molte loro specie non possono vomitare come facciamo noi: per liberarsi di un pasto sbagliato, come un coleottero bombardiere, devono letteralmente rivoltare il loro stomaco come un calzino e spingerlo verso la bocca con una serie di spasmi. Dopo avere vuotato lo stomaco aprendo la bocca, lo ingoiano nuovamente riportandolo alla posizione di partenza. Il processo è piuttosto lungo e può richiedere più di un’ora.

Come spiegano Sugiura e Sato nel loro studio pubblicato su Biology Letters, la cosa più rilevante è che nei vari esprimenti i coleotteri bombardieri sono quasi sempre sopravvissuti all’ingestione e alla successiva espulsione da parte dei rospi. Riemersi ricoperti di muco e succhi gastrici, hanno proseguito normalmente la loro esistenza. I ricercatori ipotizzano che abbiano evoluto particolari difese per resistere ai succhi gastrici, corrosivi, almeno per il tempo necessario richiesto a un rospo per riuscire a vomitare.

Lo studio ha inoltre messo in evidenza differenze rilevanti tra le due specie di rospo usate per i test. Gli esemplari appartenenti a quella che condivide in natura l’habitat con i coleotteri hanno dimostrato una migliore resistenza: solo il 35 per cento di loro ha vomitato, a fronte del 57 per cento dell’altra specie che frequenta aree diverse rispetto a quelle di questi insetti. L’ipotesi è che la convivenza abbia reso alcune specie di rospo più tolleranti alle sostanze spruzzate dai coleotteri nel loro stomaco. Come prevedibile, gli insetti più grandi hanno inoltre dimostrato di avere più probabilità di sopravvivenza rispetto a quelli più piccoli, così come i rospi più grandi hanno dimostrato una maggiore tolleranza ai veleni.

Per avere una controprova, i ricercatori hanno anche fatto provare ai rospi dei coleotteri esplosivi “disinnescati”. In pratica li hanno infastiditi inducendoli a espellere le sostanze urticanti separatamente, dandoli poi ai rospi prima che avessero tempo di ricreare le loro difese. Gli insetti sono stati regolarmente digeriti dai rospi nella maggior parte dei casi, anche se non in tutti perché eliminare interamente le riserve nell’addome di questi insetti non è semplice, considerato che a seconda dei casi decidono di usarle per intero o solo una parte, con brevi scariche.

Sui coleotteri bombardieri rimangono comunque ancora molte cose da capire. L’ipotesi che abbiano sviluppato una resistenza ai succhi gastrici, per esempio, deve essere ancora confermata. Altri ipotizzano che siano invece i composti emessi dal loro addome a mettere in crisi l’apparato digerente dei rospi, impedendo una normale produzione delle sostanze usate per la digestione. Questo spiegherebbe meglio la capacità di questi insetti di uscire quasi indenni dalla loro approfondita esperienza nello stomaco di qualcun altro.

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