LE ABILITA’ DEL GECO (Prima Parte)
I rettili sono i tetrapodi più morfologicamente e fisiologicamente diversi e hanno subito 300 milioni di anni di evoluzione adattativa. All’interno dei tetrapodi rettiliani, i gechi possiedono diverse caratteristiche interessanti, tra cui la capacità di rigenerare le code autotomizzate e di arrampicarsi su superfici lisce
Il geco è un importante rettili che possiede diverse abilità sorprendenti, come la capacità di aggrapparsi alla superficie verticale e la rigenerazione della coda. Queste caratteristiche sono state ampiamente studiate per molti anni.
Tuttavia, l’assenza di dati genomici per le specie Gekkonidae ostacola lo studio del meccanismo alla base di questi interessanti fenomeni.
LO STUDIO DELLE ABILITA’ DEL GECO
In uno studio è stato acquisito la sequenza del genoma di G. japonicuse per studiare le basi genetiche di molte caratteristiche comportamentali e fisiologiche dei gechi cercando i geni chiave potenzialmente coinvolti nella capacità di aggrapparsi, nell’attività visiva in condizioni di scarsa illuminazione, nell’olfatto altamente sviluppato e nella capacità rigenerativa.
Sebbene lo studio non possa essere considerato un’analisi approfondita nella fase attuale, fornisce una base per futuri studi meccanicistici, in particolare per quanto riguarda la rigenerazione.
Il genoma di Gekko japonicus (il geco giapponese di Schlegel) studia elementi genetici legati alla sua fisiologia. L’analisi genomica comparativa rivela espansioni o riduzioni specifiche della famiglia genica associate alla formazione di sete adesive, visione notturna e rigenerazione della coda, nonché alla diversificazione della sensazione olfattiva. I dati genomici ottenuti forniscono solide prove genetiche dell’evoluzione adattativa nei rettili.
I gechi sono dotati di geni per arrampicarsi sui muri, per vedere di notte e per rigenerare la coda. È il risultato di uno studio cinese, che ha prodotto una bozza dell’intera sequenza I gechi si sono evoluti in una nicchia terrestre, che ha prodotto tratti come le dimensioni corporee ridotte, l’agilità e le abitudini notturne.
La maggior parte delle specie di gechi possiede delle punte adesive che consentono loro di catturare più facilmente il cibo vivo e fuggono dai loro predatori ridimensionando le superfici verticali o addirittura invertite.
Questa capacità è dovuta alla presenza di setae, microscopiche escrescenze simili a capelli dello strato superficiale dell’epidermide sottodigitale, che comprendono i componenti primari dell’apparato adesivo.
Il tratto più interessante e fisiologicamente significativo nei gechi è la loro capacità di liberarsi volontariamente o di automatizzare le code per sfuggire all’attacco, quindi rigenerano una nuova coda. Date queste interessanti caratteristiche, i gechi sono stati utilizzati negli studi sui processi rigenerativi e il loro meccanismo adesivo è stato esaminato per lo sviluppo di tecnologie bioispirate di DNA del geco.
COME E PERCHE’ I GECHI SI ARRAMPICANO SUI MURI
Una peculiarità dei gechi sono sicuramente le loro zampe, che hanno attirato da sempre molta attenzione per la capacità di aderire a una varietà di superfici, senza la necessità di usare secrezioni adesive. Recenti studi hanno dimostrato che l’animale sfrutta un sistema complesso chiamato adesione asciutta che si verifica grazie alla cosiddetta forza di Van der Waals.
Questa forza ha luogo quando gli elettroni di un atomo creano un campo magnetico che stimola e attrae gli elettroni di un atomo vicino, una condizione incentivata anche dalla particolare anatomia delle zampe composta da milioni di microscopici peli, detti setae, da cui partono miliardi di terminazioni dette spatule. Questa particolare conformazione garantisce al geco la massima adesione e stabilità.
La maggior parte dei gechi ha piedi modificati per l’arrampicata. I cuscinetti delle dita dei piedi sono coperti da piccole placche che sono a loro volta ricoperte da numerosi piccoli fili simili a capelli che sono biforcati alla fine. Questi ganci microscopici aderiscono a piccole irregolarità superficiali, consentendo ai gechi di arrampicarsi su superfici lisce e verticali e persino di attraversare soffitti lisci.
Alcuni gechi hanno anche artigli retrattili. Come i serpenti, la maggior parte dei gechi ha una chiara copertura protettiva sugli occhi. Le code dei gechi possono essere lunghe e affusolate, corte e spuntate.
Il genoma del Gekko japonicus, lungo circa 2,55 miliardi di lettere, il team guidato da Xiaosong Gu ha trovato 22.487 geni. In confronto il genoma umano ha circa 20.500 geni ed è lungo circa tre miliardi di lettere.
Secondo lo studio pubblicato il geco ha molte copie per produrre la cheratina, una proteina che nei rettili e negli uccelli forma squame, artigli, becchi e penne, nelle persone è presente nelle unghie e nei capelli.
Nei gechi la cheratina beta forma le microsetole delle dita, con le quali l’animale riesce ad aderire alle pareti lisce e quindi ad arrampicarsi. Sembra che il geco abbia 35 geni di cheratina beta che contribuiscono alle microsetole. I ricercatori sperano di utilizzare queste scoperte per sviluppare sostanze adesive.
LA VISIONE NOTTURNA DEL GECO
Nel DNA del rettile sono stati trovati anche geni per la visione. Alcuni non sono più funzionati, forse perché derivano da un antenato attivo di giorno e sono diventati inutili in un animale notturno. Altri geni per la visione sembrano in effetti un adattamento alle condizioni di scarsa illuminazione.
Le specie notturne godono di un’eccellente vista al buio, in genere si nutrono di insetti e a volte anche di frutta e nettare. Spesso si aggirano intorno alle luci artificiali dove trovano abbondanti quantità di prede. Per cacciare, rimangono completamente fermi fissando quest’ultime e scattano rapidissimi all’attacco dopo alcuni secondi o addirittura minuti di attesa. La maggior parte dei gechi è dotata di speciali cuscinetti sulle zampe che consentono loro di arrampicarsi con estrema facilità su superfici verticali lisce, o sui soffitti delle case.
LA RIGENERAZIONE DEL CERVELLO
Finora quello che si è sempre detto sui gechi è che possono far ricrescere la loro coda e la loro spina dorsale, ma a quanto pare non sono le uniche due parti del loro corpo che possono rigenerare. A quanto dicono i ricercatori questi animali sono capaci di rigenerare anche il loro cervello.
I gechi possono rigenerare parte del loro cervello e sulla base di questo esempio potremmo riuscire a guarire i nostri.
Uno studio recentemente pubblicato afferma che questa capacità meravigliosa potrebbe diventare una risorsa anche per noi, aprendo una nuova area di ricerca per il trattamento delle lesioni cerebrali e della loro degenerazione.
GLI STUDI DI QUESTA RICERCA
I ricercatori hanno iniziato questa ricerca proprio perché, consapevoli della capacità dei gechi di rigenerare alcune parti dei loro corpi, hanno sospettato che ci potesse essere qualcosa di interessante anche nel loro cervello. Così hanno iniettato nelle cellule cerebrali dei gechi leopardiani un’etichetta chimica che potesse aiutare a rilevare ogni nuova cellula formata: è stato in questo modo che sono riusciti a vedere il meccanismo e che hanno scoperto che ce ne erano molti di più di quante ne avessero previste.
I ricercatori sono stati anche in grado di identificare un tipo di cellula staminale che si trasformava regolarmente in cellule cerebrali nella corteccia mediale degli animali, una parte del cervello che svolge la stessa funzione dell’ippocampo nell’uomo – è la prima volta che gli scienziati scoprono che le cellule staminali sono state coinvolte nella formazione di nuovi neuroni nel cervello di un geco leopardino.
Poiché i gechi sono più vicini agli umani che agli anfibi o ai pesci, che sono i soggetti della maggior parte delle ricerche sulla rigenerazione, questa scoperta potrebbe davvero cambiare la maniera in cui studiamo il cervello.
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