Lo scheletro con la struttura a diamante che conferisce forza a una specie di stella marina

Le stelle marine continuano sorprendere la comunità scientifica. In questo articolo vi raccontiamo l'ultima scoperta su questi incredibili animali.
Lo scheletro con la struttura a diamante che conferisce forza a una specie di stella marina

Ultimo aggiornamento: 09 agosto, 2022

Le stelle marine sono animali popolari in tutto il mondo, ma non sempre si conoscono tutte le loro particolarità. Sapevate che hanno degli ocelli sulla punta delle braccia e che esiste una stella marina che ha uno scheletro con una struttura simile a quella di un diamante?

In questo articolo parleremo proprio di quest’ultima specie. È una scoperta recente che ha lasciato il team di scienziati a bocca aperta, perché al microscopio sembrava una struttura fabbricata artificialmente. Non perdetevi le prossime righe, perché vi mostreremo nel dettaglio questa incredibile scoperta.

Caratteristiche della stella marina

Quella che comunemente viene chiamata “stella marina” si riferisce alla classe Asteroidea, appartenente al phylum degli echinodermi. Si tratta di animali che presentano una simmetria pentaraggiata, un corpo appiattito e cinque o più braccia. Esistono circa 1.900 specie conosciute di stelle marine.

Questi animali possono rigenerare le braccia perdute e da quelle braccia mozzate nasce una nuova stella marina.

Le stelle marine si trovano in tutti gli oceani del mondo e, a seconda della specie, possono vivere sia in habitat bentonici che in profondità abissali di oltre 6.000 metri. In genere hanno abitudini alimentari di tipo opportunistico, ma alcune si nutrono per filtrazione o addirittura ricorrono alla predazione, come l’Acanthaster planci.

Questi animali sono dotati di vene in cui scorre il sangue. Al posto del sistema circolatorio, come quello di altri animali, hanno un sistema idraulico con il quale fanno circolare l’acqua attraverso canali pieni d’acqua in direzione dei pedicelli ambulacrali (le braccia). Questo facilita il movimento e la circolazione dell’ossigeno all’interno del corpo della stella.

Uno dei tipi di stelle marine.

Lo scheletro della stella marina

Anche se gli echinodermi vengono considerati crostacei, dal momento che sono dotati di un esoscheletro che protegge i loro organi interni, non lo sono. Le stelle marine hanno un endoscheletro che funge da cavità per gli organi molli, ma si trova sotto l’epidermide.

Questo endoscheletro è costituito da placche calcaree (carbonato di calcio) che non sono collegate tra loro. Grazie a ciò sono dotate di una certa flessibilità nelle braccia e sono in grado di muoversi più facilmente.

Lo scheletro della stella marina presenta fori attraverso i quali sporge il corpo, formando papule che fungono da branchie. Inoltre, hanno diverse minuscole appendici, chiamate pedicelli, che usano per tenere pulito il corpo.

La stella marina con un endoscheletro a forma di diamante

In genere, le placche calcaree che formano l’endoscheletro delle stelle marine sono porose e fragili. Tuttavia, questo non è il caso di Protoreaster nodosus, noto anche come stella di mare cornuta o stella di mare con gocce di cioccolato.

Caratterizzata dalle protuberanze scure presenti sul suo corpo (da cui il riferimento alle gocce di cioccolato), questa stella è anche molto resistente ai danni provocati dalla pressione. Considerando la fragilità degli scheletri in carbonato di calcio, il team di Ting Yang e Hongshun Chen ha deciso di studiare la loro struttura cellulare per scoprire cosa la rendesse tanto diversa dalle altre.

I risultati sono stati affascinanti: osservando gli ossicini (le strutture microscopiche che compongono le placche ossee delle stelle marine) al microscopio elettronico, hanno scoperto che erano disposti in un modo molto simile a quello degli atomi di diamante. Questa disposizione quasi perfetta è ciò che ha conferito allo scheletro la sua forza e resistenza, simile a quelle del diamante.

L’osservazione è stata effettuata su una scala di 50 micrometri, circa la metà della larghezza di un capello umano.

Un capolavoro di ingegneria naturale

Nonostante tutto, questa disposizione di ossicini simile a quella degli atomi di carbonio del diamante non spiegava al 100% la resistenza dell’endoscheletro della stella marina, dal momento che il materiale era comunque fragile. Per questo motivo, il team di ricerca ha deciso di approfondire la questione.

All’interno di questa struttura, anche gli atomi che componevano il carbonato di calcio avevano una disposizione speciale: in questo caso creavano uno schema esagonale, simile a quello di un nido di api. In questo modo veniva compensata la debolezza intrinseca di questo minerale, rafforzando ulteriormente la resistenza della stella marina.

Risvolti interessanti di questa scoperta

Una stella marina in mare

Il fatto che questa specie di stella marina abbia uno scheletro con una struttura simile a quella di un diamante apre interessanti strade per l’ingegneria dei materiali. In effetti, questo stesso team ha deciso di studiare le stelle marine della specie Protoreaster nodosus per scoprire come si formano queste placche ossee.

Comprendere questo processo comporterebbe l’acquisizione di informazioni utili per creare materiali porosi più resistenti, come la ceramica. Nonostante si tratti di una creatura primitiva, la stella marina sembra avere ancora molto da insegnare alla nostra specie, quindi è necessario continuare a studiarla.

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  • Yang, T., Chen, H., Jia, Z., Deng, Z., Chen, L., Peterman, E. M., … & Li, L. (2022). A damage-tolerant, dual-scale, single-crystalline microlattice in the knobby starfish, Protoreaster nodosus. Science375(6581), 647-652.
  • WoRMS – World Register of Marine Species – Protoreaster nodosus (Linnaeus, 1758). (s. f.). WoRMS. Recuperado 29 de julio de 2022, de https://www.marinespecies.org/aphia.php?p=taxdetails&id=213285