martedì 14 giugno 2011

Le branchie artificiali del ragno palombaro


ResearchBlogging.org

Il ragno palombaro, scientificamente noto come Argyroneta aquatica, è così chiamato per il suo peculiare stile di vita acquatico. Trascorre infatti gran parte della sua vita in immersione, ma sappiamo tutti che i ragni non sanno sfruttare come i pesci l'ossigeno disciolto nell'acqua per poter respirare. Come fa allora a mantenersi in vita? 
Argyroneta aquatica produce una tela che fissa utilizzando come sostegni le piante sottomarine; successivamente esso si sposta verso la superficie per intrappolare piccole quantità d'aria tra minuscole setole disposte lungo il suo corpo, e le rilascia al di sotto della tela, che si trasforma così in una sorta di campana subacquea, una scorta d'ossigeno da cui l'animale può attingere quando ne ha bisogno.
Argyroneta aquatica
Gli scienziati però hanno scoperto che la campana subacquea che il ragno palombaro sa costruire è molto più di una bolla statica che l'animale è costretto continuamente a rifornire d'ossigeno, ma funziona in maniera simile alle branchie dei pesci.
Si sapeva già da decenni che le bolle d'aria che un artropode acquatico trasporta sott'acqua possono trasportare attivamente ossigeno dall'ambiente esterno ed incamerarlo, per cui Roger Seymour della University of Adelaide in Australia e Stefan Hetz della Humboldt University di Berlino hanno deciso di scoprire se la campana subacquea del ragno palombaro potesse comportarsi in maniera analoga, consentendo così al ragno di sfruttare la campana come una sorta di branchia artificiale di pesci.
Dal momento che il ragno consuma ossigeno traendolo dall'interno della campana, il team di lavoro ha pensato che la ridotta concentrazione di ossigeno nella campana dovrebbe determinare un flusso in ingresso di ossigeno dall'acqua alla campana, e hanno deciso di verificarlo allestendo alcuni acquari in laboratorio in cui poter monitorare il comportamento dei ragni. I ricercatori hanno utilizzato delle fibre ottiche sensibili all'ossigeno per misurare la pressione parziale di ossigeno sia nella campana che all'esterno della campana di tela, a circa 5-10 mm di distanza dalla superficie, effettuando rilevamenti sia in presenza che in assenza del ragno in essa. Seymour e Hetz hanno rilevato che la pressione parziale di ossigeno mostra effettivamente differenze tra l'interno e l'esterno della campana, e ciò innesca un lento ma continuo flusso di ossigeno in entrata in essa, al punto tale da coprire per intero le esigenze metaboliche basali dei ragni.
Tuttavia, la cosa più sorprendente sta nel fatto che i ragni di taglia corporea maggiore o coinvolti in attività richiedenti più energia, producono già in partenza tele di dimensioni maggiori, in modo tale che possano accogliere quantità maggiori di ossigeno dall'acqua esterna.
Inoltre, i ragni di Argyroneta aquatica sembrano mostrare anche una buona tolleranza verso le basse concentrazioni d'ossigeno - cosa poco tollerata invece da molti insetti - poiché si recano in superficie a catturare nuove bolle d'aria solo quando l'ossigeno all'interno della campana raggiunge il 10-20% della concentrazione atmosferica. E' possibile che Argyroneta aquatica abbia evoluto una particolare efficienza respiratoria grazie a qualche particolare caratteristica anatomica o fisiologica, e sicuramente questo potrebbe rappresentare il prossimo step sperimentale per fare luce sulle peculiarità di questa curiosa specie di aracnide.
Di seguito potete vedere Argyroneta aquatica in azione in un video.

video

Seymour RS, & Hetz SK (2011). The diving bell and the spider: the physical gill of Argyroneta aquatica. The Journal of experimental biology, 214 (Pt 13), 2175-81 PMID: 21653811