Quali animali possono rigenerare gli arti?

La capacità di rigenerare intere parti del corpo, in particolare gli arti, è un fenomeno raro nel mondo animale ma diverse specie, anche molto lontane tra loro, sono in grado di farlo e non tutte per lo stesso motivo.

Nei vertebrati solo alcuni pesci e anfibi hanno questa capacità: alcune salamandre, tra cui l’axolotl, sono in grado di rigenerare gli arti grazie alla presenza di cellule staminali totipotenti, che possono, come dice il nome, differenziarsi in qualsiasi tipo di cellula. Ciò è più raro nei pesci: è stato infatti ad oggi riscontrato un fenomeno simile nei biscir che sono stati osservati portare a termine la rigenerazione di alcune pinne.

Negli invertebrati il fenomeno è più comune ed è stato osservato in echinodermi come le stelle marine, molluschi come i polpi, vermi platelminti e in tutti gli artropodi, gruppo che comprende tra i tanti anche insetti, aracnidi e crostacei. Gli artropodi appartengono infatti al gruppo degli ecdisozoi, ovvero animali che per crescere fanno la muta, durante la quale rigenerano gli arti persi in precedenza.

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di Yuri Digiuseppe

Come fanno alcuni animali a rigenerare gli arti?

Nei vertebrati la rigenerazione di un arto è possibile quando sono presenti cellule non ancora differenziate: è il caso delle salamandre e del celebre axolotl. In queste specie, in seguito alla perdita di un arto, si viene a formare un coagulo di sangue nella ferita che viene rapidamente coperta in un unico giorno. Grazie alla presenza di cellule totipotenti, i tessuti iniziano a riorganizzarsi, formando un blasfema, ovvero una massa di cellule indifferenziate che ha la capacità di svilupparsi in un organo o un’appendice. Nel giro di poche settimane le cellule si differenziano in ossa, legamenti, tendini o cartilagini, ricostruendo così dal moncone la parte del corpo perduta e facendone crescere una replica esatta. Queste cellule sono presenti anche in alcuni pesci allo stadio larvale, come nel pesce zebra,  che è infatti in grado di rigenerare tutti i tessuti, compreso il sistema nervoso, prima di aver raggiunto la maturità.

Le stelle marine, invece, sono in grado di rigenerare le loro braccia se la parte centrale dell’animale non viene danneggiata. Questo è possibile perché, a differenza di noi esseri umani, in cui in seguito ad una ferita si genera una cicatrice, in questi organismi inizia un processo di epimorfosi, in cui sul taglio viene a crearsi un nuovo strato di epidermide da cui si rigenera il reso dell’arto, seppur spesso di dimensioni più ridotte.

Un’altra strada è quella degli ecdisozoi, ovvero il gruppo di animali che compiono il processo di ecdisi, comunemente conosciuta come muta. Il gruppo più famoso tra gli ecdisozoi è certamente quello degli artropodi, che comprende a sua volta insetti, crostacei, aracnidi e affini. Questi animali sono tutti caratterizzati dalla presenza di un esoscheletro coriaceo che protegge il corpo e per poter crescere devono più volte “cambiare pelle”: quando il vecchio esoscheletro diventa troppo stretto l’animale inizia il processo di ecdisi in cui rompe il vecchio guscio ed emerge da questo con un nuovo esoscheletro ancora morbido. Questa è una fase in cui l’animale è estremamente vulnerabile ma dopo un po’ di tempo, quando il guscio si sarà indurito, potrà tornare a svolgere le sue attività in tutta sicurezza. Durante questo processo se l’animale aveva perso un arto può rigenerarlo, ma nel caso in cui non dovesse fare la muta non potrà riacquisire la zampa mancante.

Gli animali in grado di rigenerare gli arti

Come dicevamo in precedenza, sono diverse le specie che possono rigenerare gli arti. Ecco alcuni esempi:

Salamandre e axolotl

Alcune salamandre hanno grandi capacità rigenerative e tra le più famose c’è il già citato axolotl (Ambystoma mexicanum). Questi animali sorprendenti non sono in grado di rigenerare “solo” gli arti amputati ma possono ricostruire anche pezzi di cuore o di midollo spinale. In natura questi anfibi abitano dei laghi nel cuore del Messico e sono a rischio estinzione a causa dell'inquinamento. Essendo la loro capacità legata alla presenza di cellule totipotenti, negli individui adulti e metamorfosati questa è notevolmente ridotta. Gli axolotl sono attualmente studiati dagli scienziati per capire se fosse possibile applicare questa loro capacità nella medicina umana.

Pesci zebra

Il pesce zebra o danio zebrato (Danio rerio) è un pesce conosciuto principalmente come specie da acquario. In realtà quest’animale è uno dei pochissimi pesci in grado di rigenerare i propri arti: allo stadio larvale possiede infatti la capacità di rigenerare tutti i tessuti, compreso il sistema nervoso e per questo motivo è diventato un modello di grande interesse per la medicina rigenerativa.

Biscir

Il biscir (Polypterus bichir) è un pesce africano d’acqua dolce che è stato oggetto di studio per via della capacità di rigenerare le sue pinne osservata da alcuni scienziati nel 2012 e paragonata alla capacità delle salamandre di rigenerare gli arti persi.

Polpi

I polpi sono noti per avere tantissime capacità straordinarie e una grande intelligenza: tra le loro caratteristiche più bizzarre c’è la possibilità di staccare volontariamente una delle loro otto braccia in caso di pericolo, distraendo il predatore con un meccanismo simile a quello delle lucertole quando staccano la propria coda. E proprio come le lucertole questi molluschi cefalopodi sono in grado di rigenerare l’appendice mancante.

Stelle marine

Anche le stelle marine, come abbiamo già accennato, sono in grado di rigenerare le proprie braccia se la parte centrale dell’organismo rimane intatta. Alcune specie di questi echinodermi sono addirittura in grado di rigenerare l’intero corpo a partire da un unico pezzo rimasto. In rari casi è possibile che entrambe le parti di una stella marina tranciata sopravvivano e ricrescano, generando così due organismi geneticamente identici.

Insetti, crostacei e aracnidi

Tutti gli artropodi, al momento dell’ecdisi, possono recuperare un arto perso in precedenza: parliamo di ragni, scorpioni, insetti, granchi, gamberi e affini. Durante tutta la loro vita, questi animali cambiano esoscheletro più volte per accrescersi e fino a quando avranno la possibilità di fare la muta potranno rigenerare le loro appendici mancanti, che siano le chele di un granchio o le zampe di un insetto foglia.

Vermi platelminti

Menzione d’onore per le planarie, i più noti tra i platelminti: sebbene, infatti, i vermi siano notoriamente sprovvisti di arti, questi animali sono in grado di rigenerare interamente il proprio corpo, persino la testa. Questo è possibile perché hanno un rudimentale sistema nervoso diffuso e la testa, a differenza di noi vertebrati, non è un’appendice vitale alla loro immediata sopravvivenza.