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Solo strizzando gli occhi, inclinando leggermente la testa e con la giusta attenzione è possibile vederla. Su una foglia illuminata dal sole se ne sta una rana di vetro completamente immobile, una meraviglia del regno animale che presenta una trasparenza quasi ultraterrena. Non stiamo parlando, però, di fenomeni paranormali, ma di un mistero della biologia che oggi ha avuto la sua spiegazione. Finalmente dei ricercatori hanno capito il segreto della trasparenza delle rane di vetro: mentre riposano prelevano i globuli rossi dalla circolazione e li nascondono nel fegato.
Per realizzare questa scoperta un team multidisciplinare di biologi e ingegneri biomedici della Duke University, a Durham negli Stati Uniti, ha realizzato un video che mostra perfettamente la differenza fra una rana di vetro rilassata e una che ha fatto uno sforzo fisico. Le immagini riprendono l'anfibio dal basso con le zampe aderenti al corpo in modo tale da esporre meno superficie corporea possibile. Il nostro occhio viene catturato subito dalla massa scura al centro: un piccolo cuore batte ritmicamente nel nel petto e sotto si allargano fegato e intestino come a formare una sorta di bocciolo con tanto di gambo. Una veloce transizione ci porta in un altro scenario: la rana si è mossa e tutto il sangue che sembrava fosse sparito è iniziato a irrorare i vasi sanguigni dell'animale formando una rete intricata di piccoli tubicini rossi.
Dopo essersi affaticata la rana torna nuovamente a rilassata ed è proprio qui che gli studiosi mostrano tutte le loro abilità investigative: seguendo il percorso del sangue a ritroso gli scienziati scoprono che questo viene immagazzinato all'interno del fegato in modo tale da sembrare il più possibile trasparente. I ricercatori americani hanno quindi approfondito le dinamiche di questo meccanismo, pubblicando poi i risultati sulla rivista Science.
Cosa sono le rane di vetro
Immaginare gli studiosi nella foresta tropicale Brasiliana osservare questi piccoli animali mentre riposano dona un profondo senso di calma e tranquillità. Il vento soffia leggero e il sole riscalda le dolci linee della foglia sulla quale il piccolo animale ha trovato ristoro e si sente protetto. La foglia appare gigantesca in confronto alle dimensioni della piccola Hyalinobatrachium fleischmanni, una rana di vetro endemica di centro e sud America non più grande di un dito.
Questi anfibi diventano veri maestri del camuffamento durante il giorno, specialmente quando dormono. Quando le rane di vetro riposano, infatti, i muscoli e la pelle diventano particolarmente trasparenti e le ossa, gli occhi e gli organi interni sono tutto ciò che è possibile intravedere dell'animale. Dormendo placidamente sul fondo di grandi foglie non è difficile per loro mimetizzarsi perfettamente con i colori della vegetazione.
Le rane di vetro non sono gli unici animali a presentare un adattamento simile e basta percorrere alcuni chilometri dall'intricata foresta tropicale, passeggiare lungo una bianca spiaggia e lasciarsi sommergere il capo dall'acqua salata dell'oceano per ammirare le colorate fantasie dei pesci svanire per lasciare il posto a organismi abissali similmente trasparenti. Riuscire ad applicare lo stesso tipo di mimetismo sulla terraferma, però, non è così facile e animali come le rane di vetro, dunque, sono una vera e propria rarità.
Uno dei motivi per cui la trasparenza è un adattamento piuttosto peculiare e raffinato è a causa dei globuli rossi nel sistema circolatorio. Questi riescono facilmente ad assorbire la luce verde, la lunghezza d'onda solitamente riflessa dalla vegetazione, riflettendo invece la luce rossa, donando a queste cellule il caratteristico color rosso sangue. Di conseguenza, se anche i nostri tessuti fossero abbastanza sottili da essere trasparenti come quelli delle rane di vetro, comunque rimarrebbe ben evidente il sistema circolatorio, specialmente contro una foglia verde brillante.
Il segreto della trasparenza delle rane di vetro
Dunque, le rane di vetro e altre poche specie sono gli unici vertebrati terrestri che possono raggiungere la trasparenza, il che le ha rese così interessanti per i ricercatori. A tal proposito le prime osservazioni degli studiosi erano che i globuli rossi sembravano scomparire dal sangue circolante ogni volta che le rane si rilassavano a tal punto da diventare trasparenti.
Dunque, hanno condotto test di imaging sugli animali, un processo con cui si possono vedere le parti interne di un organismo, dimostrando che gli animali erano in grado di diventare trasparenti grazie alla loro capacità di spingere i globuli rossi in un organo rivestito di una membrana riflettente, permettendo all'animale di rendersi praticamente invisibile agli occhi di tutti.
Una delle difficoltà riscontrate nello studio consisteva nel rilassare il più possibile gli animali. Infatti, se se queste rane sono sveglie o stressate, il loro sistema circolatorio si inonda di globuli rossi. Per qusto motivo l'unico modo per studiare la trasparenza è che questi animali dormano felicemente e totalmente rilassati. Gli studiosi hanno impiegato molto tempo per trovare la tecnica adatta per analizzare questi animali senza provocare loro particolare stress, raggiungendo lo scopo grazie a una tecnologia di imaging chiamata "microscopia fotoacustica" (PAM). La PAM prevede l'emissione di un fascio di luce laser non dannoso per l'animale che viene poi assorbito dalle molecole e convertito in onde ultrasoniche. Queste onde sonore, poi, un po' come la un sonar o l'ecolocalizzazione di un pipistrello, sono usate per creare delle immagini dettagliate senza recare disturbo all'animale.
Una volta effettuato questo tipo di test è stato evidente che lo strumento era estremamente efficace: quando le rane erano addormentate riuscivano a rimuovere quasi il 90% dei loro globuli rossi circolanti spingendoli dentro al fegato. Al contrario, invece, il team ha notato che i globuli rossi fuoriuscivano dal fegato e circolavano quando le rane erano attive.
Dunque, in natura questo adattamento risulta essere piuttosto efficace e ogni volta che le rane di vetro vogliono diventare trasparenti, che è in genere quando sono a riposo e quindi più vulnerabili alla predazione, filtrano quasi tutti i globuli rossi dal loro sangue e li nascondono in un fegato rivestito di una membrana riflettente. Ogni volta che le rane hanno bisogno di tornare attive, invece, riportano le cellule nel flusso sanguigno riacquisendo la capacità metabolica necessaria per muoversi.
Studiando meglio questo fenomeno i ricercatori potranno sviluppare migliori apparecchiature biomediche per l'uomo simili alla PAM e mentre ci domandiamo quanto ancora possiamo imparare dalla natura, minuscoli anfibi che riposano tranquilli al centro di una foglia ci dimostrano ancora una volta di essere un prezioso scrigno d'informazioni in grado di generare infinito stupore e meraviglia.
