Il mantello dell’invisibilità delle rane di vetro non ha uguali nel regno animale

Un trucco magico che sfida la morte per rimanere nascoste mentre dormono

[27 Dicembre 2022]

Nonostante il loro nome, le rane di vetro sono asbbastanza appariscenti: con la loro pelle semitrasparente – verde sul dorso e chiara sul ventre, questi piccoli anfibi arborei dei tropici dell’America centrale e meridionale, mettono in mostra i loro organi interni e se si osservano alcune specie dal basso si vedono un cuore che batte, lo scheletro semitrasparente e la sagoma luccicante dell’intestino.

Come spiega Katherine J. Wu su The Atlantic, «Lo stomaco trasparente della rana è uno stratagemma ingegnoso. Trasforma la parte inferiore dell’animale in una finestra vivente che trasmette la luce, mimetizzando la creatura da uccelli e serpenti che guardano verso il cielo. C’è solo un problema con l’abbigliamento spettrale altrimenti convincente della rana: il reticolo di vasi sanguigni rosso vivo intrecciati nei suoi tessuti. È un problema particolarmente grosso durante il giorno, quando le rane dormono tra le foglie. Mentre la luce del sole filtra attraverso gli alberi, proiettando ombre su qualunque cosa colpisca sotto, il sangue stesso delle rane minaccia di tradirle».

Ma lo Lo studio “Glassfrogs conceal blood in their liver to maintain transparency”, pubblicato su Science da un team di ricercatori dell’università della Duke University – Durham, spiega come le rane di vetro rattoppano questi buchi nel loro mantello dell’invisibilità con un’opzione radicale. Più o meno  un’ora prima di addormentarsi, a che si addormentino, circa il 90% delle loro cellule sanguigne si dirigono nel loro fegato delle dimensioni di un pisello e il loro corpo precipita in uno stato di carenza di ossigeno che rischi di danneggiare gli altri loro  delicati organi. Questo però garantisce alle minuscole rane di avere il dono temporaneo dell’impercettibilità,  perché, come spiega Carlos Taboada, un erpetologo della Duke University che ha co-guidato la scoperta, «Sono praticamente in grado di nascondere il proprio sangue, ogni giorno per circa 12 ore alla volta».

Diversi animali sono riusciti nell’impresa nell’acqua, dove è relativamente facile mimetizzarsi  per chi ha corpi pieni di liquidi. Commentando lo studio su Science, il biologo Richard White dell’università di Oxford ha ricordato che «Una caratteristica ovvia della vita sulla Terra è che la maggior parte degli animali e delle piante può essere vista. Questa visualizzazione è importante per la predazione, l’alimentazione e l’accoppiamento, ma non si applica a tutti gli animali, alcuni dei quali sono trasparenti. Le origini di questo fenomeno e il modo in cui è stato evolutivamente selezionato non sono chiare. Una di queste specie sono le rane di vetro, così chiamate per i loro corpi trasparenti e la pelle traslucida. Queste rane arboree notturne dormono durante il giorno sulle foglie verdi. Gli studi precedenti hanno scoperto che esibiscono una trasparenza dinamica, mimetizzandosi contro le foglie dove dormono, probabilmente per sfuggire ai predatori».

White  sottolinea che «Il nuovo studio  «Riportano le distinte proprietà ottiche della rana di vetro Hyalinobatrachium fleischmanni  scopra  l sorprendente meccanismo fisiologico dietro la loro trasparenza. Questa scoperta fornisce approfondimenti sui meccanismi di mimetizzazione, ma potrebbe anche portare allo sviluppo di nuovi farmaci anticoagulanti».

Intervistato da The Atlantic, White ha fatto notare che « La parte della pelle è “abbastanza facile”, basta sbarazzarsi di pigmenti come la melanina, che assorbono e riflettono la luce. Il sangue, però, presenta un enigma. La sua opacità deriva dall’emoglobina, una proteina necessaria per trasportare l’ossigeno in tutto il corpo; le rane non possono liberarsene più di quanto possano eliminare il loro bisogno di respirare. Quindi, invece, spostano l’emoglobina che assorbe la luce».

Un fenomeno scoperto alcuni anni fa da Jesse Delia dell’American Museum of Natural History, quando notò che una rana di vetro catturata a Panama durante il sonnellino diurno aveva la maggior parte del corpo in uno stato incredibilmente esangue: «Ricordo di aver pensato: è pazzesco», ha detto Delia che ha  collaborato con un team di scienziati che comprendeva Taboada e Junjie Yao della Duke, per scoprire come le rane di vetro facessero a far sparire il sangue e a riusire a sopravvivere.

Grazie all’utilizzo di laser, facendo brillare diverse lunghezze d’onda della luce attraverso le rane  , gli scienziati hanno misurato la loro opacità e sono stati in grado di tracciare i movimenti delle singole cellule del sangue mentre le rane di vetro si addormentavano e poi si svegliavano per ricominciare la loro vita notturna e hanno scoperto che mentre le rane dormono la loro vascolarizzazione si riempie quasi interamente di plasma incolore, a parte una vaporosa sfumatura bluastra  con pochi globuli rossi, rendendo il loro corpo due o tre volte più trasparente rispetto a quando sono sveglie. Anche il fegato pieno di cellule del sangue svolge un riolo ingannatore: l’esterno dell’organo è ricoperto da una pellicola di minuscoli cristalli riflettenti, che essenzialmente nascondono il rrosso del sangue dietro un velo bianco.

Delia ha detto a BBC News: «Se giri queste rane, puoi vedere il loro cuore che batte da solo. Puoi vedere attraverso la pelle e vedere i muscoli, la maggior parte della cavità del corpo è davvero trasparente. In qualche modo impacchettano la maggior parte dei globuli rossi nel fegato, quindi vengono rimossi dal plasma sanguigno. Stanno ancora facendo circolare il plasma… ma, in qualche modo, lo fanno senza innescare un enorme coagulo».

Taboada spiega che «La rana è ancora in grado di coagulare il sangue quando necessario, ad esempio quando è ferita. Questa capacità di raggruppare e coagulare selettivamente il sangue è il “superpotere” della creatura e, più in generale, potrebbe aprire le porte a una migliore comprensione della coagulazione del sangue. Nella maggior parte degli animali, la raccolta del sangue porta alla coagulazione che può essere pericolosa per la vita, ad esempio portando ad attacchi di cuore negli esseri umani».

Ma i ricercatori sottolineano che «Il trasferimento di tale conoscenza all’applicazione pratica nella medicina umana potrebbe richiedere decenni».

Questa finta morte delle rane di vetro potrebbe sembrare eccessiva, visto che altri anfibi arboricoli possono nascondersi semplicemente imitando la tonalità smeraldo delle foglie. Ma le rane di vetro potrebbero avere un vantaggio difficile da vedere: quando le rane dormono su una foglia è molto chiaro e le loro sagome si distinguono perfettamente, qualcosa di ideale per un predatore. Ma la sagoma delle rane di vetro addormentate non ha contornoe si vedono solo due piccole macchie: il cuore e il fegato che potrebbero essere qualsiasi cosa».

Come facciano i tessuti delle rane di vetro a restare praticamente senza sangue per ore è ancora un mistero. White sottolinea che «Se prendessimo l’89% del tuo sangue e lo mettessimo nel nostro fegato di notte, probabilmente al mattino saremmo morti». E gli scienziati non capiscono nemmeno come il fegato delle rane gestisce questo afflusso quotidiano di sangue: immagazzinare così tanti globuli rossi in uno spazio così piccolo dovrebbe innescare una coagulazione catastrofica, ma le rane se la cavano benissimo. Sembrano anche recuperare molto rapidamente dalla morte apparente, ridisperdendo le cellule del sangue entro pochi secondi dal risveglio.

Taboada e i suoi colleghi non sanno ancora come le rane eseguono i loro trucchi magici che sfidano la morte, ma potrebbero trovare indizi altrove nel regno animale: Aline Ingelson-Filpula, una biologa della Carleton University, ha detto alla Wu di The Atlantic che «Molte altre creature devono affrontare sfide simili quando entrano ed escono dal letargo per sopravvivere al freddo estremo o alla fame».

Questa invisibilità ha quasi sicuramente dei costi: sebbene le rane di vetro sembrino in grado di riempire rapidamente i loro vasi sanguigni, i loro muscoli potrebbero impiegare un po’ di tempo per ricalibrarsi, lasciandole potenzialmente scomposte o rigide nelle articolazioni, lasciandole più vulnerabili, dopo svegliate, all’attacco dei predatori. Ma se le rane di vetro potrebbero non essere grandi artisti della fuga, sono sicuramente maestre del travestimento, tanto che anche per i ricercatori è stato difficilissimo individuarle.