La criptobiosi: un processo molto affascinante

16 agosto, 2020
Quando le situazioni ambientali sono estreme, gli animali adottano delle misure molto particolari per sopravvivere. La criptobiosi è una di queste.

Sapevate che esistono animali capaci di “mettere in pausa” le proprie funzioni vitali in situazioni estreme? Questo processo si chiama criptobiosi. Proprio così: alcuni esseri viventi entrano in uno stato latente durante il quale non svolgono alcun tipo di attività metabolica.

Ciò consente loro di sopravvivere in condizioni ambientali avverse, come siccità, mancanza di ossigeno, congelamento, radiazioni letali o una combinazione di tutte queste cose.  Continuate a leggere per scoprire cos’è la criptobiosi, uno dei processi più affascinanti in natura.

La criptobiosi: spegnersi per sopravvivere

La criptobiosi (dal latino “vita nascosta”) è un processo che coinvolge alcuni organismi quando si trovano ad affrontare delle condizioni avverse.

Durante questo stato, interrompono la loro attività metabolica in modo tale da non riprodursi né si svilupparsi, perlomeno fino a quando le condizioni ambientali non tornano favorevoli. Pertanto, è una fase reversibile, che in molti definiscono come una sorta di “resurrezione”.

Questi organismi riescono a vivere in questo stato per un lungo periodo di tempo, talvolta anche per periodi indefiniti, o teoricamente infiniti.

La criptobiosi coinvolge alcuni batteri e numerosi animali invertebrati, come le cisti embrionali di crostacei, rotiferi, nematodi e tardigradi, definiti criptobionti. Sono stati osservati casi di criptobiosi anche in alcuni tessuti vegetali, nei semi di alcune piante e su alcune piante a ramo lungo.

Sembra che questa fase consenta agli organismi di trovarsi in bilico tra la vita e la morte. Ecco perché alcuni scienziati considerano la criptobiosi a tutti gli effetti come la terza forma di organizzazione biologica: lo stato criptobiotico.

Germogli di piante che emergono dal terreno.


I 4 tipi di criptobiosi

Finora sono stati descritti quattro tipi di criptobiosi, a seconda della situazione ambientale estrema affrontata dagli esseri viventi:

Anidrobiosi

Questo tipo di criptobiosi si verifica quando gli esseri viventi devono affrontare lunghi periodi di essiccazione ed è caratterizzata dalla perdita di acqua per evaporazione. In questo modo l’animale perde più del 95% della sua acqua corporea e sospende il suo metabolismo.

Cryobiosi

Un organismo entra in uno stato di criobiosi quando le condizioni della temperatura sono estremamente basse. Ciò gli consente di sopravvivere al congelamento.

Affinché questo processo avvenga correttamente, la velocità di raffreddamento deve essere lenta. Infatti, la chiave della criobiosi non sta nel congelare l’essere vivente, ma nell’evitare la cristallizzazione dei liquidi per non danneggiare i tessuti interni. Gli organismi che lo sperimentano possono vivere per anni in uno stato di criptobiosi.

Anoxybiosi

Questo stato è indotto quando i livelli di ossigeno nell’ambiente sono molto bassi o addirittura inesistenti.

Osmobiosi

Gli animali che sperimentano questo tipo di criptobiosi sono quelli che affrontano un’ampia varietà di concentrazioni saline.

Esempi di animali che praticano la criptobiosi

Artemia salina, uno degli animali capaci di criptobiosi

Quando le circostanze non sono ottimali per lo sviluppo e la crescita delle larve di questi piccoli crostacei, le uova entrano in uno stato di inattività per un lungo periodo di tempo, che può durare fino a 10 anni.

In questo modo potranno resistere a situazioni estreme come l’assenza di acqua e ossigeno, nonché alle temperature sotto lo zero. Durante la criptobiosi, le uova diventano delle cisti che interrompono tutti i processi metabolici fino a quando le condizioni di acqua, ossigeno e temperatura non torneranno ad essere favorevoli.

Gruppo di artemia salina. Criptobiosi.


Rotiferi

I rotiferi, appartenente al ramo Bdelloidea, sono degli invertebrati microscopici che vivono nelle acque dolci.

Sono in grado di andare in anidrobiosi quando devono affrontare delle condizioni di essiccazione. Per fare questo, quando l’acqua evapora, riducono il loro volume corporeo compattando i loro organi e facendo sparire la luce dagli organi cavi.

Tardigradi

Sono gli organismi criptobionti per eccellenza. I tardigradi, comunemente noti come orsi d’acqua, sono animali microscopici che abitano sia gli ambienti terrestri che marini, ma anche quelli d’acqua dolce. La cosa più sorprendente è che sono in grado di sperimentare tutti e quattro i tipi di criptobiosi:

  • Durante l’anoxybiosi questo microrganismo diventa immobile, trasparente e rigido e può rimanere in questo stato fino a 5 giorni, salvo per le specie strettamente acquatiche che possono durare al massimo 3 giorni.
  • Per quanto riguarda lo stato di criobiosi, esso consente ai tardigradi di sopravvivere congelati per diversi anni.
  • D’altra parte, l’osmobiosi è un’abilità che consente ai tardigradi d’acqua dolce di contrarsi in un ambiente altamente salino, mentre le specie marine diventano turgide in acqua dolce.
  • Infine, quando questi animali sperimentano situazioni in cui la quantità di acqua che li circonda diminuisce, si contraggono, ritraggono la testa e le zampe fino a rimanere immobili come i rotiferi ed entrare in uno stato di anidrobiosi.

I tardigradi sono in grado di resistere abilmente a condizioni ambientali estreme quali:

  • temperature comprese tra i -273ºC e i 150ºC,
  • alta pressione,
  • il vuoto dello spazio,
  • radiazioni (sia raggi X che UV),
  • prodotti chimici.
Modello 3D di un tardigrado durante la criptobiosi.

Conclusioni

Come potete notare, la criptobiosi è un processo affascinante che consente la sopravvivenza di alcuni organismi viventi nonostante i fattori ambientali siano sfavorevoli. Questa capacità consente loro di colonizzare ambienti o situazioni non vitali per altri organismi.

È quindi un vantaggio nel mondo animale e un altro esempio che del fatto che la natura non finirà mai di stupirci.

  • Nelson, D.R., Guidetti, R. and Rebecchi, L. Phylum Tardigrada. Thorp and Covich’s Freshwater Invertebrates: Ecology and General Biology: Fourth Edition. (2015).
  • Clegg, J.S. Cryptobiosis: a peculiar state of biological organization. Comp Biochem. Physiol. B. Biochem. Mol. Biol. (2001) 128(4):613,624.
  • Marotta, R., Lease, F., Ugetti, A., Ricci, C. and Melone, G. Dry and survive: morphological changes during anhydrobiosis in a bdelloid rotifer. J. Struct. Biol. (2010) 171(1):11-17.
  • Martínez-Espinosa, R. Gambas y microalgas de las salinas como alimento de los fringílidos. Ornitología práctica (2015) 71: 54-57.