Veleni & Animali

© Vittoria Amati

Lionfish, Mar Rosso © Vittoria Amati

Prima che l’uomo si esibisse nella sintesi di sostanze tossiche, l’unica estrosa fabbrica di essenze velenifere era la Natura. Ma cosa si intende per veleno? Nella sua definizione più generale ed universale, il veleno è una qualsiasi sostanza che, per ingestione o per contatto, provoca cambiamenti nella struttura e nelle funzioni degli organi. Alcuni composti possono indurre dolore, altri possono alterare i normali regimi di coagulazione del sangue, alterare le membrane cellulari o interferire con i segnali del sistema nervoso. È sicuramente intuitivo per tutti l’enorme valore adattativo del possedere un sistema velenifero, ma vi siete mai soffermati a pensarci su?

Tempo fa abbiamo parlato delle piante velenose, veri e propri serbatoi di sostanze chimiche sviluppate come difese o armi nella lotta alla sopravvivenza. Seppur meno svantaggiati delle piante stazionarie, anche gli animali hanno dovuto affinare la produzione di cocktail tossici per fini predatori, difensivi e/o competitivi. Non si tratta di poche specie, bensì di un pool numericamente considerevole e, soprattutto, filogeneticamente molto eterogeneo; ogni classe animale, infatti, può vantarne diversi esempi. La comparsa di questo carattere in specie nemmeno lontanamente imparentate, denota un fenomeno di convergenza evolutiva che ne conferma il valore adattativo. Come è avvenuto? Grazie alla Selezione Naturale che nel tempo ha, più volte e separatamente, portato avanti i genotipi velenosi.

Tra questi, gli animali più conosciuti sono sicuramente meduse e anemoni, ragni e scorpioni, rane e serpenti, ma non dobbiamo dimenticarci di alcuni polpi e lumache di mare, pesci e persino alcuni uccelli. Sì, avete letto bene, esistono 6 specie ornitiche velenose endemiche della Papua Nuova Guinea (5 del genere Pitohui e una del genere Ifrita); questi piccoli uccelli colorati presentano accumuli di alcaloidi tossici sulla pelle e il piumaggio, con maggiori concentrazioni in prossimità del petto e delle zampe, in modo da poterli rilasciare anche su nido e uova. La sostanza in questione è la batracotossina, molecola neurotossica che rende i nervi incapaci di trasmettere impulsi, inducendo la morte per arresto cardiaco; la sua potenza supera di 250 volte la stricnina, il più efficace veleno per topi oggi utilizzato. Questi alcaloidi micidiali prendono il nome dalla parola greca batrachos (=rana) poiché trovati per la prima volta nella pelle di anfibi dorati tropicali (famiglia Dendrobatidae), e usati per avvelenare le punte di freccia dalle tribù del Centro e Sud America. Studiando a fondo queste specie altamente tossiche, però, si è osservato che né uccelli, né rane sono in grado di produrre autonomamente questi alcaloidi; in entrambi i casi, infatti, vengono ricavati ed accumulati tramite una dieta a base di artropodi che realmente sintetizzano le batracotossine (scarafaggi del genere Choresine). In alcuni casi, quindi, anche una specie innocua può diventare velenosa per via della sua alimentazione. Molti altri esempi li possiamo trovare nei diversi ordini di insetti che parassitano o si nutrono di piante velenose, da cui hanno acquisito i composti tossici a seguito di un’immunità ottenuta nel tempo (coevoluzione).

Per essere più precisi, dobbiamo cominciare a distinguere gli animali tossici (poisonous) da quelli velenosi (venomous); entrambi sono in grado di elaborare sostanze nocive, ma i primi le mantengono all’interno dell’organismo e i secondi le rilasciano all’esterno. Le specie tossiche, quindi, risulteranno pericolose solo se ingerite da eventuali predatori. Le specie velenose, invece, avendo sviluppato una varietà di apparati di iniezione o scambio delle tossine, possono ricoprire sia il ruolo di preda che di predatore, così come di temibile competitor per le risorse.

Poisonous: i veleni di questi animali possono essere prodotti in svariate parti dell’organismo, quali il sangue, la muscolatura, il fegato o specifiche ghiandole velenifere, ma spesso tendono a spostarsi ed accumularsi in tessuti diversi, aumentando il quantitativo totale di veleno contenuto nell’individuo. Le tossine e gli apparati tossici variano in funzione della classe animale che le produce, ma anche della specie target da avvelenare (potenziali predatori), rivelando spesso un’alta specie-specificità. Tra gli esempi più eclatanti di animali tossici, mortali se ingeriti, ci sono sicuramente il pesce palla e il barracuda, alcuni molluschi e dei rospi.

Venomous: sono tutte quelle specie che hanno delle ghiandole velenifere collegate ad un sistema di rilascio come zanne, arpioni, tenaglie, proboscidi, barbe, pungiglioni, filamenti, spine ecc. Nella maggior parte dei casi, sono queste vere e proprie armi a permettere l’iniezione del veleno direttamente nel sangue o nei tessuti molli del malcapitato, ovviando così alla necessità che i componenti della tossina siano attivi per ingestione. Il serpente a sonagli ha evoluto temibili capacità predatorie modificando le sue ghiandole salivari e i denti mascellari per ridurre a zero il tempo tra morso ed inoculo del veleno; le api, invece, hanno modificato il loro ovopositore per utilizzarlo in difesa dell’alveare o, in casi estremi, di sé stesse. Molti pesci come il Pietra ed il Leone hanno sviluppato pinne munite di spine velenifere, mentre alcune salamandre e le summenzionate Rane dardo risultano velenose al solo tatto, grazie a speciali ghiandole epidermiche secernenti sostanze velenifere. Altri morsi mortali possono essere inferti anche senza l’ausilio delle zanne, come nel caso del Polpo dagli anelli blu che ferisce le prede con il suo becco acuminato, lasciando penetrare il veleno contenuto nella saliva. Ma non vi sembra che manchi ancora un’importante classe animale?

Ebbene, oggi conosciamo solo pochi mammiferi velenosi, tra cui alcune specie di Soricomorfi, (Topi e Toporagni), e il maschio dell’Ornitorinco che, con i suoi speroni veleniferi posti sulle zampe posteriori, compete con altri esemplari della sua specie per conquistare la femmina nel periodo riproduttivo. Non si esclude che in passato ci fosse un maggior numero di mammiferi velenosi, ma in questa classe animale la Selezione Naturale ha decisamente favorito lo sviluppo delle capacità cognitive, utili a coordinare veloci attacchi e/o difese meccaniche (con denti e artigli) piuttosto che chimiche.

Ricapitolando, abbiamo citato specie di ogni livello filogenetico, ma non abbiamo fornito alcun dato numerico. Ebbene, giusto per avere le idee più chiare, sappiamo che le specie animali velenose solo oltre 100.000, con gli artropodi come campioni indiscussi per numerosità e varietà di specie e componenti velenose (peptidi e/o proteine). I ragni, da soli, raggiungono le 42.000 specie, con oltre 10 milioni di peptidi velenosi a disposizione dei loro cocktail micidiali; seguono i centipedi (Scolopendre) con 3300 specie e 300.000 peptidi, e gli scorpioni con 1750 specie e 100.000 peptidi. Per cambiare phylum ci spostiamo sui molluschi, citando le ben 700 specie di temibili Conus (lumache di mare) con 100.000 peptidi, ma senza dimenticarci della classe Reptilia dei Cordati, con 2200 specie di serpenti altamente velenosi (con 90000 diversi peptidi e proteine).

Rajasthan, India © Vittoria Amati

Gli organismi velenosi sono presenti in ogni continente ed in quasi tutti i paesi, tuttavia sono maggiormente concentrati nelle regioni tropicali, fucine naturali di biodiversità. Il rapporto tra questi animali e l’uomo è stato a lungo controverso e tutt’oggi si legge di meduse, serpenti o ragni brutalmente uccisi da umani poco informati sulla loro natura innocua. Questo avviene perché le notizie mediatiche sono poco chiare o addirittura stravolte da informazioni di comodo. Premesso che di veleni davvero pericolosi per l’uomo ce ne sono pochi, a causa dell’alta specificità d’azione selezionata dalla coevoluzione preda-predatore, il numero di avvelenamenti denunciati sembra comunque significativo ed in crescita. Un dato del genere, letto en passant, può sembrare allarmante, tuttavia basta ragionare un attimo per capire che l’aumento degli incidenti è sicuramente dovuto alla crescente invadenza dell’uomo in ambienti naturali che ospitano specie potenzialmente velenose; inoltre, dei 1.262.140 casi segnalati in 26 anni, solo 71 sono gli umani deceduti. Il numero di morti per incidenti stradali o per l’inquinamento, il veleno dell’uomo, è ben più alto, ma quanti lo fanno presente alle masse?

Per fortuna la scienza ha cominciato a guardare al veleno animale come ad una risorsa inestimabile di sostanze bioattive, potenzialmente utili all’uomo. Così come per l’etnobotanica medica, quindi, anche la venomica sta prendendo piede, avendo già mostrato successi in campo farmacologico per il trattamento di una vasta gamma di patofisiologie, tra cui il dolore cronico, il diabete e l’ipertensione. Numerosi peptidi e proteine derivanti da veleni animali sono invece in fase sperimentale per terapie contro cancro, dolore cronico, insufficienza cardiaca congestizia, infarto miocardico, ictus e malattie autoimmuni come la sclerosi multipla. Direi proprio niente male!

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