Misteriose felci. Quarta parte

Ma loro come lo fanno?

È venuto il momento di rivelare uno dei segreti della vita privata delle Pteridofite: loro sono “diverse”.

Noi pluricellulari, in stragrande maggioranza, abbiamo almeno una costante nella vita: nasciamo diploidi e diploidi moriamo. Non è molto, indubbiamente, ma il nucleo di ognuna delle nostre cellule somatiche possiede per tutta la nostra vita due set di cromosomi: uno di origine paterna e uno di origine materna. Tutte le nostre cellule TRANNE le cellule riproduttive, i gameti. Quelli sono aploidi, cioè hanno un solo set: un cromosoma 1, un cromosoma 2, un cromosoma 3... ecc. provenienti o dal set materno o dal set paterno, fino al cromosoma 23 (che può essere X o Y e, nei mammiferi, indica il sesso biologico del nascituro). E questo perché la diploidia verrà ripristinata nei fortunati pochi gameti che riusciranno a incontrare un partner dell'altro genere durante la fecondazione. E questa aploidia dei gameti ci salva dal disastro di raddoppiare il numero di cromosomi tipici della specie generazione dopo generazione.

Detto in linguaggio scientifico, dal punto di vista riproduttivo noi siamo diplonti.

Però, nella grande maggioranza dei pluricellulari, i gameti sono cosine discrete, cellule aploidi; certo negli uccelli il gamete femminile è un uovo visibile a occhio nudo, ma pur sempre una sola cellula.

Le Pteridofite (come altre creature molto antiche, tipo i muschi) sono invece aplodiplonti, ovvero presentano un'alternanza di generazioni aploidi e diploidi. Frutto di una sperimentazione separata di Madre Natura, loro fanno le cose in grande.

Le spore sono cellule aploidi che non si uniscono ad altre cellule e che, cadendo sul terreno, possono germinare, dando origine al gametofito che ha una forma a tubercolo o, nelle felci, laminare e viene chiamato protallo. I protalli possono essere solo maschili (e producono gameti maschili), solo femminili (e producono gameti femminili) oppure ermafroditi (allora producono entrambi i tipi di gameti). I gameti maschili sono spesso provvisti di ciglia per muoversi nell'acqua; i gameti femminili, invece, sono contenuti in piccole strutture a forma di fiasco e immobili. I gameti maschili “nuotano” fino ai fiaschetti e si uniscono al gamete femminile, formando un embrione che si nutre a spese del protallo, sviluppando lo sporofito che è diploide, cioè quella che noi consideriamo la pianta vera e propria. Quando lo sporofito giunge a maturazione sulle pagine inferiori delle fronde dello sporofito si formano gli sporangi che, spesso aiutati da agenti esterni (come il vento o magari il tessuto dei vostri abiti o il pelo del vostro cane), cadono al suolo liberando le spore, aploidi. E tutto ricomincia. 

ciclo riproduttivo delle felci

Insomma, mentre voi producete i vostri gameti che, unendosi a quelli di eventuali partner daranno origine a piccolissimi umani, la felce che state guardando produce qualcos'altro (o meglio qualcun altro, che gode di esistenza autonoma, seppur breve) che a sua volta produrrà la felce che vedrete il prossimo anno.

Ma i segreti riproduttivi delle felci non finiscono qui: oltre che alla riproduzione sessuata (gametofito) e asessuata sporofito), le Pteridofite possono ricorrere alla riproduzione agamica (cioè da parti della pianta adulta).

Un esempio di questa loro capacità viene dall'osservazione della Woodwardia radicans studiata presso l'Orto Botanico di Messina, che cura un progetto per la sua moltiplicazione e salvaguardia. La Woodwardia è una felce arborea molto bella, capace di riprodursi anche per via vegetativa grazie a bulbilli che si formano in cima alla foglia e radicano quando toccano il terreno umido. Ho preso in prestito l'immagine qui sotto proprio dal sito dell'Orto Pietro Castelli di Messina.

 

Woodwardia radicans

Ma, come direbbe un mio amico, le felci sono strane, sono pure belle, ma non si mangiano... Vale proprio la pena di dedicar loro tanto spazio? Se siete così pragmatici continuate a leggere...

Tesori della Terra

Le felci arboree del carbonifero ci hanno lasciato un'eredità grandiosa. I combustibili fossili. Come ricorda il biologo evoluzionista Piotr Naskrecki (1), 

… la nostra economia, basata sui combustibili fossili , è alimentata dagli alberi che dominavano le foreste palustri del Carbonifero, precursori di piccole piante che calpestiamo oggi ogni giorno come licopodi ed equiseti, che sono fossili viventi.

carbon fossile con felce

Questo bel pezzo di carbone esibisce una felce fossile, l'ho scelto proprio per ricordarvi che i combustibili fossili derivano dalla trasformazione (carbogenesi) di sostanza organica seppellita in profondità nella crosta terrestre nel corso delle ere geologiche, in forme molecolari via via più stabili e ricche di carbonio. Uno studioso di ecologia direbbe che queste sostanze conservano nei loro legami chimici l'energia solare assorbita dalla biosfera di centinaia di milioni di anni fa grazie alla fotosintesi e, nel caso del petrolio e del gas naturale, fluita lungo catena alimentare da un livello trofico all'altro.

Ma allora le piante sono pezzi di carbonio?

In un certo senso sì. Ma quali lentissimi processi hanno consentito alle Pteridofite e alle prime Gimnosperme di trasformarsi in combustibili?

Be', immaginiamo i vegetali delle antiche foreste mentre piano piano cadono a terra e cominciano ad essere coperti da sedimenti. La pressione su di essi aumenta, il calore – compreso quello prodotto dagli elementi radioattivi della crosta terrestre – pure. Lentamente i batteri anaerobi eliminano da queste sostanze organiche l'ossigeno, l'idrogeno e l'azoto sotto forma di acqua e ammoniaca, aumentando anno dopo anno la concentrazione di carbonio all'interno di questi resti (processo di carbonizzazione), fino alla formazione di quelli che chiamiamo i vari tipi di carboni fossili.

 

Formazione del carbone

Maggiore il tempo di carbonizzazione, maggiore il contenuto in carbonio dei combustibili che vengono così classificati in base alla sua percentuale: il litantrace, che è il più pregiato, giunge al 93%, sua cugina povera, la torba, raggiunge soltanto il 55%.

I carboni che noi abbiamo imparato a estrarre da secoli sono formati da carbonio, da una certa percentuale di idrogeno, ossigeno, azoto e piccole quantità di argilla, calcite, zolfo e acqua. Lo zolfo, che nella combustione si libera sotto forma di anidride solforosa (?) è responsabile di una bella fetta di inquinamento atmosferico.

Il petrolio, invece, è una miscela di idrocarburi liquidi, e il gas naturale una miscela di idrocarburi gassosi. Entrambi derivano dalla fossilizzazione di resti animali, in genere plancton, in ambiente marino. In senso stretto non hanno relazioni con le nostre pteridofite, ma vale la pena ricordarlo.

A questo punto si potrebbe parlare dell'impatto ambientale e sulla salute umana dei combustibili fossili, ricordare che, soprattutto il petrolio, hanno innescato rivalità, attriti e guerre fra le nazioni della Terra, disquisire sul diritto di tutti i popoli di accedervi equamente e sul loro dovere di non inquinare... Ma anche questa è un'altra storia, che esula dalla modesta portata di questo mio post da neo-appassionata di Pteridofite...

Ma non esula dalla mia convinzione marxista che l'economia fa girare buona parte del mondo e che è meglio conoscerla, almeno un po', per non esserne soltanto vittime. 

Cielo di una città cinese oscurato dai fumi di carbone

Nel sito indicato qui sopra troverete alcuni dati interessanti sull'uso del carbon fossile.

Il mio spazio dedicato alle felci finisce qui. Spero di avervi convinti che sono creature meritevoli di attenzione e di attenzioni. Io mi ci sono affezionata e continuerò ad ammirarle nei boschi. Anzi – cane, gatto, marito e figlia permettendo – ne voglio ospitare una, purché sia in grado di campare bene nel clima caldo e secco del mio terrazzo. 

Potrei cominciare con questa: mi assicurano che resiste bene sia al calcare che alla siccità. 

Polypodium vulgare

(1) Liberamente citato da A. J. Werth e W. A. Shear nel bell'articolo La verità sui fossili viventi, pubblicato in “Le Scienze” n. 560, aprile 2015).

...

Misteriose felci. Terza parte

Parliamo tanto di loro 

Attualmente le Pteridofite vengono considerate una divisione di piante crittogame vascolari a cui appartengono specie usualmente note come felci, equiseti, licopodi e selaginelle.

• I licopodi
• Gli equiseti
• Le felci

Benché siano un gruppo antichissimo, le Pteridofite godono di ottima salute e sono rappresentate da circa 11.000 specie. A differenza delle colleghe più moderne (Gimnosperme e Angiosperme definite con il nome antipatico di “piante superiori”) che producono semi, le Pteridofite si arrangiano diversamente. Ma andiamo con ordine. 
 

Noi felci siam così...

Molte pteridofite possiedono fronde a lamina intera o spesso pennata, provviste di numerose nervature e, nello stadio giovanile, arrotolate all’apice. Ricordate quel grazioso riccioletto in punta alle felci dei nostri sottoboschi? Non esiste per strapparci un “che carine!” ma a causa della crescita più rapida della pagina inferiore delle giovani fronde rispetto a quella superiore; quando le fronde diventano adulte subiscono la vernazione circinnata, che qualunque umano (tranne i botanici) chiamerebbe "srotolamento".

Le foglie portano sulla pagina inferiore parecchi sporangi spesso riuniti in sori. Lo sporangio è talmente importante da consentire di suddividere le felci in due gruppi: eusporangiate e leptosporangiate (se non dovete sostenere un esame di botanica sistematica potete dimenticare  subito questa informazione).

La porzione di pianta che noi vediamo passeggiando nei boschi è costituita dalle fronde, insomma dalle foglie; il fusto è di solito un rizoma sotterraneo, ma – come ormai sappiamo –  nelle felci arboree tropicali cresce all'esterno e può raggiungere dimensioni simili a quelle delle palme.

 

Classificazione

(vale la raccomandazione di poche righe fa).

Un recente articolo scientifico propone, sulla base di dati morfologici e molecolari, la suddivisione delle Pteridofite in 4 classi:

Psilotum nudum

Psilotopsida 
Attualmente sono le piante vascolari più semplici, fatte proprio al risparmio, perfino prive di foglie. 
Lo Psilotum nudum è l'unica specie che vive in Europa (Spagna), le altre specie vivono nelle regioni tropicali e subtropicali. 

Equisetum Fluviatile

Equisetopsida

Sono formate da un unico ordine, le Equisetales, diffuse già alla fine dal Devoniano (395 – 345 milioni di anni fa). Quello di fianco viene chiamato anche Coda Cavallina (il perché è abbastanza evidente). E' diffuso in gran parte dell'emisfero Nord, predilige ambienti umidi, paludosi e ha notevoli proprietà curative: anti- emorragiche, cicatrizzanti, emosta- tiche diuretiche, astringenti e remineralizzanti (contiene fino al 20% di sali minerali, particolarmente di silicio). Un tempo i contadini ne mangiavano i germogli impanati e fritti, oppure conditi con aceto, e lo aggiungevano ai minestroni. Meglio non esagerare, comunque: alcune specie contengono un enzima, la tiaminasi, che disattiva la vitamina B1.
Gli antichi romani mescolavano l'equiseto all'olio d'oliva e all'argilla verde, ottenendone un composto delicatamente esfoliante. Sempre per l'alto contenuto in silicio, molte popolazioni lo usarono per levigare le superfici metalliche. 

Marattiopsida 

Anche questo gruppo ha un solo ordine, le Marattiales; comparse nel Carbonifero, si sono separate dalle altre felci molto presto, vivono in ambienti tropicali e sono assai differenti dalle felci che conosciamo nelle nostre zone temperate: hanno un fusto breve e bulboso e fronde più larghe di ogni altra felce, che possono raggiungere la lunghezza di alcuni metri. Questa Marattia salicina vive a Aukland, in Nuova Zelanda

Marattia salicina o Felce del Re

Pteridopsida

Dette anche Polypodiidae, sono il più ampio gruppo di felci viventi: circa 8465 specie. Almeno un terzo di loro sono epifite. La felce  fotografata qui sotto è appunto una felce epifita, detta anche Felce a corna di cervo per le fronde caratteristiche; "epifita" indica una pianta che cresce su un'altra pianta, assorbendo l'umidità dell'aria. La nostra Platycerium presenta una serie di adattamenti interessanti: le fronde basali sono tondeggianti e formano una  lamina spugnosa che aderisce al tronco degli alberi, proteggendo le radici della felce. In alcune specie, il margine superiore di queste fronde forma una coppa in cui si raccolgono acqua piovana e detriti organici. Le epifite non vanno confuse con le piante parassite, come il vischio e certe orchidee,  che traggono sostanze nutritive dalla loro "vittima". 

Se ve lo state chiedendo, NO, l'edera non è una pianta parassita e le sue radici avventizie non intaccano la corteccia della pianta che la sostiene.

Platycerium alcicorne

Ecco, anche questa è fatta. Se troverete (es. su Wikipedia) classificazioni differenti, non preoccupatevi, Lo studio che ho citato è molto recente, la materia resta controversa e i "felciologi" sono appassionati e rissosi.

Ma prima di chiudere questo post n. 3, vi lascio con qualche notizia su una felce molto singolare: Pteridium aquilinum. 
Ho scoperto i segreti di questa notevolissima felce leggendo Diario di Oaxaca, il bel libro di Oliver Sacks che ho già citato nella prima parte (e recensito qui). Un compagno di viaggio di Sacks l'ha ribattezzata con ragione la "Lucrezia Borgia delle felci". 
Guardatela: bella verde, può raggiungere anche i due metri di altezza e le sue fronde si sviluppano fino a un metro di lunghezza;  sembra una felce tanto per bene, ma ha l'anima perfida di un'avvelenatrice: intanto anche lei contiene la tiaminasi che distrugge la vitamina B1, causando turbe nervose a bovini e cavalli che la mangiano: prima i poveretti perdono la coordinazione e vanno in giro barcollando, poi – se si ostinano a consumarla – cominciano a tremare, hanno le convulsioni e muoiono. Le sue fronde producono cianuro, avvelenando i disgraziati insetti che intendono cibarsene, ma Lucrezia Borgia fa di peggio: è la pianta che contiene la maggior quantità di ecdisoni, ormoni che inducono alterazioni nella metamorfosi o il blocco delle crisalidi prima del termine. Terrificante, vero? Ma non è finita: come ultimo regalo, Felce aquilina secerne una sostanza cancerogena che provoca il tumore allo stomaco.  Orrida ma fantasiosa e, a suo modo, piena di stile!  
Se state pensando che sia una felce tropicale  e che difficilmente la incontrerete siete in errore, Lei è una "specie cosmopolita", diffusa in tutte le regioni temperate e subtropicali, sia nell'emisfero settentrionale sia in quello meridionale; è presente in tutto il territorio italiano, dal livello del mare fino a 2000 metri di altitudine. State in guardia!
  

Pteridium aquilinum

Seconda parte

Puntare verso l'alto

Esempio di cormofita

L'innovazione è stato il cormo, cioè il corpo vegetativo (diploide) formato da organi differenziati: le radici, il fusto e le foglie che, nelle pteridofite, si chiamano fronde.

Felci ed Equiseti si distinguono anche per la modalità di riproduzione: queste antichissime piante non producono semi ma spore, gameti (cioè cellule “sessuali”) prodotte all’interno degli sporangi, solitamente posizionati nella pagina inferiore delle fronde e raggruppati in strutture chiamate sori.

Per toccare con mano la seconda novità andate in un bosco e guardate dove mettete i piedi: non appena avvistate una felce afferrate GENTILMENTE una delle sue fronde e voltatela, sotto sarà piena di sori, di solito color arancio bruno.

Asplenium, sori 

Riassumiamo: le Pteridofite, con il loro cormo, ultimo modello vegetale dell'anno 425.000.000 a.C., sono piante vascolari senza semi.

Scoperta la verticalità, le Pteridofite ci hanno preso gusto... Perché fare le cose a metà?

Meglio esagerare

Venti milioni di anni prima di Angara

Avete presente la macchina del tempo? Ecco, facciamo finta che possa essere costruita. Anzi, facciamo finta che sia già disponibile. Saliamoci e impostiamo le coordinate:Angara, anno -350.000.000

Angara non vi dice nulla? Comprensibile, si tratta di un continente antichissimo, formato dalle attuali Cina e Siberia. In questo movimentato periodo le due grandi masse continentali dell'emisfero Nord, Angara e Laurentia, stanno avvicinandosi per formare il grande supercontinente di Pangea.
Il periodo Carbonifero comincia proprio quando il mare (la futura Tetide) invade Laurenzia. In pochi millenni in gran parte delle terre emerse del pianeta si instaura un clima uniforme, caldo e umido, con grandi ambienti lagunari.

Se inforchiamo gli occhiali da botanico vediamo una quantità enorme di Pteridofite e alcune Gimnosperme. Niente Angiosperme, per ora, le piante con i fiori non esistono ancora.

Cyathea Australis

In pratica esistono due tipi di foresta: quello tipico di zone estremamente umide, dove Licopodiali (Sigillarie e Lepidodendri) ed Equisetali "esagerano", raggiungendo 30, talvolta 50 m di altezza:

Ricostruzione di un paesaggio del Carbonifero

e il tipo più “moderno”, tipico di aree più elevate e meno umide, dove le piante hanno sviluppato vere foglie, che consentono una più ampia superficie di scambio con l'atmosfera e trasporto più rapido  di liquidi all'interno della pianta. Qui troviamo Ginkgoacee e Cordaitee (con organi riproduttivi simili quelle delle attuali conifere), Pteridosperme e le prime Cicadee, che sembrano felci arboree ma in realtà sono gimnosperme (cioè piante con ovuli femminili, polline e semi), mentre le felci formano il sottobosco. In fotografia una Cycas,  detta palma nana, con il tronco tozzo e poco ramificato e corona di  foglie (non fronde!)  in cima.

Cycas revoluta Thunb

Per dirla in modo diverso, il mondo è diviso in due biomi grandi quanto continenti:

• bioma australe - che si estende su terre corrispondenti alle future Australia, Borneo, India, Africa e America Meridionale - con flora a Glossopteris,  più povera e monotona caratterizzata da fronde a spatola e nervature centrali; 
• bioma boreale - che si estende su terre formate dalle future Europa centrale, Inghilterra e America Settentrionale - vario e ricco di specie tropicali, coperto di flora a Pecopteris, caratterizzata da fronde a pinnule piccole, intere o leggermente lobate, con sottili nervature laterali. 

La felce fossile della fotografia è un esemplare di Pecopteris,  proviene da Nassfid, Austria, è mia e ne vado molto fiera.

Fine della seconda parte.
Per una storia più dettagliata delle Pteridofite  Cliccate qui.
Qui, invece, troverete un buon riassunto della storia evolutiva delle spermatofite

Per finire, ecco il trailer di Epic, film del 2013 diretto da Chris Wedge (uno dei co-registi de L'era glaciale).  Solida favola a tema ecologico, Epic racconta le avventure di una giovane umana, miniaturizzata da un magico incontro,  in una foresta dove ogni pianta – felci comprese – è gigantesca. 

Prima parte

Misteriose felci 

giovani fronde di felce ancora arrtolate

Le felci mi piacciono, mi sono famigliari fin da quando ero piccola e passeggiavo nei boschi con mio padre. Adesso passeggio da sola o, più spesso, con il mio consorte e continuo a fermarmi a osservarle, sfiorarle con le dita, voltare le fronde alla ricerca delle spore. Sono creature interessanti, antichissime eppure, ai loro tempi, molto innovative, e quando insegno un po' di botanica alle mie classi cerco sempre di metterle in bella luce. 

Quando mi sono ritrovata fra le mani Diario di Oaxaca(1), un piccolo libro di viaggio scritto da un appassionato di felci abbastanza insospettabile come Oliver Sacks l'ho letto d'un fiato e mi sono detta: queste creature si meritano un po' di pubblicità "scientifica". E io mi merito di divertirmi un po' a parlarne.

Il risultato è qua di seguito.

Vita da alga

Le alghe campano bene. Quelle unicellulari fanno tutto quanto è necessario nel loro piccolo, ma anche quelle pluricellulari hanno pochi problemi: l'acqua, infatti, le sostiene, trasporta fino a loro l'anidride carbonica e i sali minerali; al resto ci pensa il sole. 

alga rossa: Alimenia

Le alghe, bisogna riconoscerlo, fin dalla loro comparsa (le eucariote unicellulari circa 1,5 miliardi di anni fa, le pluricellulari 700 milioni di anni fa) si sono date un gran daffare, cambiando lentamente la qualità della nostra atmosfera: l'ossigeno è uno dei prodotti della fotosintesi, che per i vegetali – durante la sintesi di glucosio  – è uno scarto. E l'ossigeno, lentamente,  1) ha cominciato ad aumentare nell'atmosfera fino ai livelli attuali, consentendo agli eterotrofi di inserirsi nella catena alimentare terrestre; contemporaneamente 2) ha prodotto (venendo a contatto con la radiazione ultravioletta della luce solare) ozono consentendo, quando la concentrazione di ozono ha raggiunto livelli adeguati, il diffondersi della vita sulla terraferma.

L'attuale percentuale di ossigeno atmosferico del pianeta (21%) sembra un fatt'apposta: sotto il 15% la vita sarebbe estremamente difficile, sopra il 25% basterebbe una piccola “miccia” a provocare esplosioni in presenza di materiali particolarmente infiammabili, per esempio oli e gas.

Alla conquista delle terre emerse

Circa 425 milioni di anni fa i vegetali iniziarono la colonizzazione delle terre emerse, e le cose per loro si fecero davvero difficili. L'alga, dicevamo, non ha bisogno di sostegno, quindi di un fusto non se ne farebbe nulla. Ma per le piante terrestri è tutta un'altra faccenda: sulla terra, la gravità non è contrastata dalla spinta idrostatica, quindi i vegetali pliricellulari avevano due alternative: rimboccarsi le maniche e mettere insieme un fusto, oppure restare sdraiati. 

Briofita

Le prime piante, ovvero le briofite (circa 10.000 specie), hanno scelto la seconda opzione: sono piccole e prive di tessuti vascolari lignificati, cioè non hanno fusto; l'incombenza di assorbire acqua e i sali minerali viene sabrigata dall'intero organismo, per capillarità. Prive di vasi legnosi, non possono contare su un sostegno e invece di svilupparsi in altezza restano di dimensioni ridotte, crescendo in direzione orizzontale.

Particolare interessante, quello che nei muschi, le briofite più evolute, può sembrare un fusticino è il gametofito, cioè la fase aploide (quella che ha solo un cromosoma per tipo invece della solita coppia come la stragrande maggioranza dei pluricellulari).

Tutti i vegetali comparsi dopo le briofite hanno scelto la prima alternativa, dotandosi di un sistema vascolare.

E chi sono state le coraggiose innovatrici? Le pteridofite, ovvero Felci e piante affini.

(1) Diario di Oaxaca, Oliver Sacks, Adelphi biblioteca 630, che ho recensito sulla  rivistaonline LN-LibriNuovi)

Questo post è piuttosto lungo, la pubblicazione continuerà nei prossimi giorni.

Sottile ma resistentissima, Come una tela di ragno

Questo post ha una storia strana. Non è nato dalla lettura di un romanzo o di un saggio ma da una piccola piacevole esperienza estiva.

Ho trascorso una serena – anche se umida e piovosa – estate in montagna, facendo lunghe passeggiate nei boschi in compagnia del consorte e di Mirra, la mia compagnuccia canina. Siamo un trio collaudato, ormai: la cana bada a se stessa e ficca il muso fra i cespugli alla ricerca di mirtilli (pochissimi quest'anno), more e lamponi. Noi pure, e al bottino aggiungiamo eventuali funghi. Gesti parchi, parole poche e tanto silenzio.

Ragni e ragnatele sono incontri abituali, tanto che abbiamo soprannominato uno dei nostri boschi preferiti «bosco dei ragni»; una mattina, nella pausa tra un paio di rovesci di pioggia, ho notato tantissime tele di ragno splendenti di gocce di pioggia. Non è uno spettacolo insolito, lo so. Ma quel giorno mi è parso particolarmente bello e io ero abbastanza in pace con me stessa da dedicare tempo ad ammirarlo. Ho anche tentato di fotografarne alcune, con esiti rudimentali, di cui sono stata abbastanza soddisfatta fino al momento in cui, in rete, ho cercato altre immagini.

Va beh, sono molto meno di un fotografo dilettante. Ma sono le mie ragnatele. Quelle dei ragni che ho conosciuto io, ecco.

Esplorando la rete alla ricerca di tele ho rintracciato informazioni e curiosità abbastanza interessanti da ripagare il mio tempo e da scriverci un post.

Tranquilli, aracnofobi!

Antonio Ligabue: Tigre con ragno, 1953

So per certo che anche tra i pochi che mi leggono ve ne sono, se non altro perché le percentuali danno in proposito valori abbastanza elevati: solo il 3 – 7 % degli individui provano fobie molto gravi verso gli aracnidi ma circa il 50% delle donne ed il 18% degli uomini manifesta una generica «attivazione fisiologica» alla presenza di un ragno. La mia nonna faceva sicuramente parte della prima categoria, tanto che un semplice opilione la trasformava più o meno in una statua di sale. Ma, per giustizia, i tanto vituperati ragni dovrebbero almeno godere della stima di fobici di altro genere,  come la mia amica che, terrorizzata dalle vespe, li considera vere e proprie armi di difesa biologiche.

Però, aracnofobi, le parole non zampettano qua e là e non tessono tele, quindi non fuggite ma continuate a leggere: vorrei, con la mia prosa pacata e venata di sincero entusiasmo, se non convincervi che «ragno è bello» almeno che i ragni sono fantastici ingegneri e mirabili tessitori.

Proviamo?

C'è seta e seta

Innanzitutto ogni tela di ragno è composta di seta.

Le sete sono una categoria di sostanze formate per circa il 50% da un polimero proteico denominato fibroina.

E in due righe e mezza abbiamo già messo molta carne al fuoco. 

Un polimero è una macromolecola, ovvero una molecolona costituita da un gran numero di gruppi molecolari più piccoli (unità) legati «a catena» in maniera sempre uguale.

In realtà, una proteina non è un vero polimero, perché le sue unità (gli aminoacidi) non sono tutte uguali, ma di una ventina di tipi diversi; l'amido delle patate o del riso, quello sì che è un vero polimero, fatto tutto di glucosio: glucosio-glucosio-glucosio-glucosio-....

Ma nelle sete gli aminoacidi sono principalmente glicina, alanina e serina (il modo in cui si alternano determina il tipo di seta, ma ciascun tipo di tela ha la propria struttura aminoacidica. Nella sete che compongono le tele dei ragni l'altro 50% è costituito da pirolidina, potassio idrogeno-fosfato e potassio nitrato. La pirolidina è estremamente igroscopica (cioè assorbe moltissima acqua), il potassio idrogeno-fosfato rende la tela acida e il potassio nitrato è un forte antibatterico. Insieme queste tre componenti fanno sì che la ragnatela, pur essendo proteica (e quindi assimilabile da altri organismi) non venga attaccata da batteri e funghi.

E già questo non è poco. Ma c'è molto di più.

Una tela di ragno è costituita da due tipi di seta. Un primo tipo di filamento, rivestito da un liquido ghiandolare vischioso, serve al ragno per intrappolare gli insetti. Il secondo è composto da un particolare tipo di seta chiamata dragline (filo teso) ed è un vero portento naturale, studiato da molti ricercatori per la sua flessibilità, l'elasticità e la resistenza. Questo filo ha una resistenza alla pressione 6 volte maggiore di quella dell'acciaio.

Ma vah! Se basta un dito per rompere la tela!

Vero, ma la tela non è densa come l'acciaio; a dimensione molecolare, tra i fili vi sono enormi spazi vuoti. Quello che conta è il rapporto tra carico di rottura e densità, e questo valore per la dragline di ragno è circa 4 volte maggiore di quello di una fibra sintetica come il nylon.

La seta dragline è costituita da due polimeri proteici simili ma non identici, con molte sequenze ripetute, ricche in alanina, glicina, glutamina e prolina;  a una delle estremità dei polimeri sono presenti circa 100 residui amminoacidici non ripetuti e altamente conservati durante l'evoluzione (segno che sono talmente funzionali da non essere rimpiazzabili in maniera casuale da altri aminoacidi inseriti per errore) .

Qui occorre aprire una parentesi: La ragnatela non è una struttura continua e la sua resistenza non può essere semplicemente paragonata all'elasticità lineare dei materiali continui; ad esempio, l'acciaio per molle – materiale continuo – segue una legge lineare e la sua forza è proporzionale allo spostamento (lineare-elastica); nel ferro e negli acciai più duttili, invece la forza è proporzionale allo spostamento fino a un valore critico oltre al quale lo spostamento cresce a forza costante (elasto-plastica). Il segreto di un materiale non continuo come la ragnatela sta nel comportamento «iper-elastico» del filo di seta. 

 

Il filo

A produrre le sete provvedono alcune ghiandole presenti all'interno dell'opistosoma dei ragni. Se ne conoscono sette tipi diversi, collegate con le ghiandole da dotti sottilissimi (che variano da due a cinquantamila); ogni subordine di ragni ne possiede solo alcune, di solito tre paia, ma alcuni ne possiedono solo uno e altri anche quattro. Quando la seta è emessa all'esterno passa dallo stato liquido a quello solido.

Per avere informazioni molto dettagliate e belle immagini sulla struttura della seta e delle filiere cliccate qui.

La tessitura

E ora vediamo com'è fatta una ragnatela, ad esempio quella del ragno crociato.

Innanzitutto c'è filo e filo: ci sono i cavi portanti radiali che hanno un ruolo strutturale e non sono appiccicosi e quelli circonferenziali che compongono la spirale, che sono appiccicosi e strutturalmente diversi dai primi e da quelli usati per ancorare la tela al substrato. Inoltre i fili di cattura possono essere semplicemente adesivi o anche adesivi lanuginosi. Inoltre le classiche ragnatele a foglio, cioè semplicemente bidimensionali, hanno al di sopra degli agglomerati informi di seta che servono sia per disorientare l'insetto, sia per proteggere il ragno da predatori come vespe e piccoli uccelli.

Le varie famiglie di ragni sostruiscono tele differenti: a foglio, a groviglio, a imbuto, a spirale… Per vederne le immagini potete cliccare qui

Il ragno al lavoro

Il ragno scende in caduta libera da un cavo che diventerà il punto di partenza della costruzione. Giunto al punto giusto il ragno si lascia dondolare al vento e quando gli arriva a tiro un altro buon punto di ancoraggio fissa il suo cavo all'albero o al substrato che dovrà reggere la tela. Quando i cavi portanti sono fissati il ragno comincia a intrecciare i fili appiccicosi e dà forma alla costruzione.

Per vedere un ragno al lavoro cliccate qua.

Il nostro ingegnoso ingegnere è in grado di costruire una tela già a due settimane dalla nascita, prima che il suo SNC (sistema nervoso centrale) sia completamente sviluppato.

Ma perché sgobbare tanto?

La ragnatela è una risorsa molto duttile per i ragni che ne costruiscono per vari scopi: la più nota è la cattura delle prede. I ragni che le costruiscono sono molto sensibili alle vibrazioni e localizzano velocemente le prede che si dibattono nella seta appiccicosa, quindi provvedono a pungerle con i cheliceri velenosi e poi a ricoprirle di fasce di seta per immobilizzarle. Poi le consumano o le conservano per un pasto successivo. Ma la seta serve anche a foderare i nidi dove i ragni sverneranno, a costruire specie di vele per sfruttare il vento e spostarsi anche per decine e centinaia di chilometri, a conservare le uova e, prima ancora, a condurre a buon fine il corteggiamento della femmina, offrendo prede incartate in una tela apposita. (Qui per vedere foto davvero suggestive).

Il ragno non butta via niente

La produzione delle sete è molto dispendiosa e comunque, dopo qualche giorno, i fili adesivi perdono la loro vischiosità; la tela, inoltre può essere gravemente lesionata da passanti sciagurati come noi umani, grossi insetti, uccelli ecc. Quindi i ragni riciclano il materiale rimangiandola, in fondo sono proteine, e digerendola, indovinate, con un set di enzimi che utilizza anche per tagliare i fili durante la costruzione. L'archifilo, comunque, cioè il primo filo strutturale, viene riutilzzato per costruirne una nuova.

Antichi tessitori

cortesemente dal sito lickr.com

Gli araneidi – insieme a opilionidi, scorpioni, acari e numerosi altri ordini – appartengono alla classe degli Aracnidi (phylum degli artropodi), i primi animali a colonizzare le terre emerse, e ne sono l'ordine più numeroso con 41.000 specie classificate.

Strutturalmente il loro corpo è suddiviso in due parti: prosoma anteriore e opistosoma posteriore Possiedono un primo paio di appendici, i cheliceri, con funzioni alimentari e di difesa, un secondo paio, i pedipalpi con funzioni sensoriali, locomotorie, fossorie e riproduttive. Le altre paia di appendici costituiscono sono le zampe vere e proprie, con funzione ambulatoria.

Gli araneidi sono un ordine molto antico, e risalgono al periodo Devoniano, circa 400 milioni di anni fa. Si suppone che già allora questi animali sapessero produrre dei fili di seta, ma fino a pochissimo tempo fa le prove che i fili fossero adesivi risalivano soltanto a 40 milioni di anni fa, riscontrati in un campione di ambra del Baltico.

Ultimamente, però, il dott. Zschokke dell'Università di Basilea ha segnalato su Nature di agosto 2014 di aver identificato, in un campione di ambra fossile libanese, un filo adesivo risalente a 130 milioni di anni fa (Cretaceo inferiore) molto simile a quelli prodotti dai ragni attuali, ricoperto di gocce di «colla» intrappolate nell'ambra;

… l'uso di fili adesivi nelle ragnatele per catturare le proprie prede fu un'innovazione determinante per i primi ragni e contribuì ampiamente al loro successo ecologico…

ha spiegato lo studioso nell'articolo.

Vecchie curiosità

Questo è (anzi fu) Friularachne, un ragno lungo meno di mezzo centimetro. Il fossile, ritrovato nei pressi di Udine, mostra appendici ambulatorie sottili, cheliceri relativamente grandi e robusti e pedipalpi che permettono di identificarlo come maschio adulto. Friularachne viveva nelle isole di un mare tropicale poco profondo che copriva il Friuli 215 milioni di anni fa.

 

Questa, invece è (riportata sul sito dell'Ansa) una sorta di «istantanea» intrappolata in una goccia di ambra ritrovata nel Myanmar. Il ragno, un giovane maschio, sta cacciando una piccola vespa parassita. L'intera scena risale a circa 100 milioni di anni fa ed è contemporaneamente la più antica scena di caccia di un ragno e la più antica dimostrazione di un comportamento sociale di un araneide, in quanto la resina ha intrappolato anche i resti di un secondo ragno che condivideva la medesima tela. Questo comportamento è oggi molto raro ma praticato da alcune specie.

Il reperto è particolarmente interessante anche perché contiene 15 filamenti intatti di seta.

Esageriamo

Con quest'ultima segnalazione metterò alla prova il coraggio degli aracnofobi, che comunque non devono preoccuparsi: gli avvistamenti di questo genere sono rari e lontani.
Nell'agosto 2007 nella riserva naturale del lago Tawakoni, in Texas, i visitatori hanno scoperto un'enorme e intricata tela di ragno larga 180 metri. La ragnatela copriva alberi alti anche cinque metri ed era talmente fitta che le piante presentavano una vistosa defogliazione dovuta all'impossibilità di ricevere luce solare sufficiente a svolgere la fotosintesi. 

 

Alcuni degli entomologi accorsi a studiare il fenomeno hanno supposto che la ragnatela fosse stata costruita da una comunità composta di varie specie di ragni «sociali», capaci di collaborare, ma è più probabile che la megatela sia stata un frutto del caso e delle abbondanti piogge primaverili: al termine della stagione, le acque si sarebbero ritirate mentre la temperatura media della zona aumentava, trasformandola in un perfetto habitat per zanzare e altri insetti. Richiamati da tanto ben di dio i ragni di varie specie hanno cominciato a costruire ragnatele separate ma sempre più vicine fino a confluire in una tela gigantesca.

Avvistamenti simili sono avvenuti anche in Pakistan e potrebbero avere il medesimo genere di spiegazione.

E  per (quasi) finire, segnalo un sito davvero interessante e  ricchissimo di materiali e informazioni.

Occhio, aracnofobi, qui i ragni si vedono proprio da vicino!

Aracnofilia - Centro Studi sugli Aracnidi www.aracnofilia.org" 

Ma se proprio non vi bastasse ancora, date un'occhiata qui!

http://cinebloggando.altervista.org/blog/10-film-con-ragni-giganti/