Vermi cannibali e molecole di memoria

A volte, in questo mondo, la meraviglia può nascondersi nei luoghi e negli esseri più umili e, all’apparenza, insignificanti.
Le planarie sono dei minuscoli e piatti vermiciattoli, lunghi appena qualche centimetro, del colore del fango e che nel fango trascorrono la loro esistenza, nell’alveo di stagni e acquitrini.

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Eppure questi platelminti hanno una capacità che ha del miracoloso: se li tagliate in due, la testa è capace di rigenerare l’intero corpo. E fin qui non ci sarebbe nulla di così straordinario – molti animali sono in grado di far “ricrescere” le parti del proprio corpo che vengono a mancare e alcuni (come il granchio, la salamandra, la stella marina o la lucertola) arrivano addirittura all’autotomia, vale a dire ad amputarsi volontariamente un’appendice per sfuggire a un predatore. Quello che rende le planarie davvero straordinarie è che non soltanto la testa può rigenerare l’intero corpo, ma anche la coda riesce a farsi spuntare una nuova testa.
In effetti, esistono planarie sessuate e planarie asessuate; se quelle sessuate copulano e producono uova, le loro compagne asessuate si riproducono perdendo la coda, che diviene un secondo individuo con lo stesso patrimonio genetico del “genitore”.
E questo è solo l’inizio.

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Se sezionate una planaria longitudinalmente passando il vostro bisturi fra i due occhi, dove dovrebbe stare il cervello, fino alla fine della coda, le due metà si rigenereranno comunque: la parte sinistra farà ricrescere la parte destra mancante, e viceversa.
Poniamo che siate davvero accecati dall’odio per questo animaletto, e che decidiate di tagliarlo in 100 pezzi, certi finalmente di averlo fatto fuori; nel giro di qualche settimana le “fettine” avranno dato vita a 100 vermi perfettamente formati. Questo è stato verificato perfino tagliando una planaria in 279 pezzi.
E per finire, se dividete a metà la testa di una planaria, lasciandole però intatto il corpo, le due parti attiveranno comunque il processo di ricrescita della metà “mancante”, e in poco tempo vi ritroverete con una planaria a due teste.

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Ovviamente il segreto sta nella semplicità della struttura fisica di questi animali: l’apparato digerente è rudimentale, lo scambio fra ossigeno e anidride carbonica avviene per diffusione, senza bisogno di organi particolari e, più che di un vero e proprio cervello, essi sono dotati di un piccolo ganglio, due lobi di tessuto nervoso che formano una massa in cui è stata riscontrata attività elettrica simile a quella di altri animali. Due nervi principali corrono giù su entrambi i fianchi della planaria fino alla coda, e altri più piccoli li uniscono trasversalmente, come pioli di una scala.

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L’attività rigenerativa avviene per epimorfosi: questo significa che sulla ferita cominciano a proliferare delle cellule indifferenziate che, una volta raggiunto un numero adeguato, si differenziano e cominciano a creare i tessuti mancanti.

McConnell, James V

Se tutte queste stranezze non fossero già abbastanza, ecco entrare in scena il professor James V. McConnell, biologo ed etologo, personalità eccentrica con uno spiccato gusto per la provocazione. Lo studioso nel 1955 cominciò i suoi esperimenti con le planarie, e scoprì di poter condizionare il loro comportamento proprio come Pavlov con il suo famoso cane. Sottopose i vermi a questo trattamento: prima accendeva sul loro acquario una forte luce, e poi dava loro una scossa elettrica. Le planarie, come è comprensibile, facevano l’unica cosa che potevano per proteggersi o per resistere al dolore: si accartocciavano. Luce forte, scossa, luce forte, scossa. Dopo un certo periodo McConnell provò ad accendere soltanto la luce; gli animali si accartocciarono, in attesa di una scossa che non sarebbe arrivata.
McConnell dimostrò quindi che le planarie avevano una memoria: quelle già condizionate in precedenza avevano bisogno di meno tempo, e meno scosse, per ricordarsi il significato della luce, rispetto alle loro ignare colleghe appena entrate nell’acquario.
A partire da questa constatazione, McConnell cominciò i bizzarri esperimenti per cui ancora oggi – nonostante successive, più prestigiose ricerche – viene ricordato.

Assieme al suo team di worm runners (così aveva battezzato i suoi collaboratori) condizionò delle planarie, poi le divise a metà. Voleva accertarsi se, una volta rigenerate in due individui separati, si ricordassero ancora il loro condizionamento, e le sottopose quindi al suo test luce/scossa. La planaria formatasi a partire dalla testa, che quindi aveva mantenuto il suo cervello, si ricordava ancora perfettamente il pericolo associato alla luce, e si accartocciava appena questa veniva accesa. Ma la cosa davvero incredibile era che anche la planaria “nata” dalla coda tagliata sembrava non aver minimamente perso la memoria del condizionamento.
Cosa voleva dire? Per McConnell la spiegazione era evidente: quella era la prova che la memoria dell’animale non albergava esclusivamente nel cervello, o nel sistema nervoso centrale. Ma dove, allora?

McConnell aveva una sua teoria, ma per confermarla doveva fare un passo ulteriore.
Tagliò uno dei vermi già condizionati in pezzetti piccolissimi – praticamente lo macinò – e lo diede in pasto ad altre planarie che non sapevano nulla di luci o di scosse. (Ebbene sì, questi animaletti non disdegnano affatto il cannibalismo).
Ed ecco, prodigio!, le planarie ignoranti di colpo non lo erano più. Avevano digerito e incorporato la memoria del loro sfortunato compagno.

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Secondo i test successivi, infatti, i vermi cannibali che si erano cibati della planaria “addestrata” apprendevano molto più in fretta a reagire al riflesso condizionato. La memoria, concluse McConnell, era dunque un fenomeno chimico: dato che l’RNA codifica informazioni, e dato che le cellule viventi producono e modificano l’RNA in reazione ad eventi esterni, era forse così che all’interno dei neuroni venivano registrati e conservati i ricordi: Memory RNA, battezzò McConnell la molecola che ipoteticamente potrebbe essere responsabile di tutte le nostre memorie.

Le scoperte di McConnell causarono, comprensibilmente, un piccolo vespaio. Dal 1962 fino al 1969 circa, scettici e possibilisti si accapigliarono: potevano questi risultati avere qualcosa a che vedere con il modo in cui l’apprendimento avviene nel cervello umano? I vermi avevano davvero imparato semplicemente mangiando le memorie altrui, o l’esperimento era falsato? Era possibile immaginare un futuro in cui, invece di studiare, sarebbe bastata una pillola per diventare edotti in qualsiasi materia?

Di colpo, tutti si misero a tagliare vermi in laboratorio. Nonostante la buona volontà, però, questi eclatanti risultati non vennero mai replicati con precisione. Già difficile da digerire in partenza, la teoria di McConnell a poco a poco perse di risonanza, fino a diventare poco più di una barzelletta.

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A dire la verità, l’atteggiamento poco ortodosso e irriverente di McConnell non aiutò. Secondo lui, per essere scienziati seri non serviva assolutamente essere anche solenni e pomposi.
Nel suo Journal of Biological Psychology, il professore spesso amava mischiare le carte, e pubblicava le sue scoperte “serie” insieme ad articoli satirici. I lettori finirono per essere troppo confusi, quindi McConnell decise di stampare i testi scientifici su un lato della rivista, e quelli comici sul retro, sottosopra: da una parte si leggeva il Journal of Biological Psychology, e girando i fogli ci si poteva intrattenere con il più faceto Worm Runner’s Digest. McConnell si divertiva come un matto quando qualche libreria rispediva indietro le copie della strana rivista, segnalando un errore nella rilegatura.
Alla fine i contributi satirici del Worm Runner’s Digest risultarono così numerosi che McConnell riuscì a raccoglierli in ben due libri: The Worm Re-Turns (1965) e Science, Sex and Sacred Cows (1971).

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La sede della memoria, oggi lo sappiamo con relativa certezza, è la corteccia cerebrale, anche se ippocampo e amigdala giocano sicuramente ruoli importanti nella “registrazione” del ricordo. Eppure i meccanismi molecolari che regolano la formazione e il mantenimento della memoria, così come la sua “morte” nel momento in cui dimentichiamo qualcosa, sono ancora nebulosi.

Nel 2001 alcuni ricercatori intenti a studiare l’interferenza dell’RNA (uno degli argomenti più “caldi” nella biologia molecolare odierna) hanno sollevato il dubbio che McConnell, almeno in parte, fosse sulla strada giusta nell’insistere affinché venissero studiate le basi chimiche della memoria. Peccato che il diretto interessato non possa assistere a questo ritorno di fiamma delle sue teorie.
Nella seconda parte della sua carriera accademica di professore emerito, James McConnell si dedicò alla redazione di un fondamentale libro di testo di psicologia generale (Understandig Human Behavior), si occupò di psicologia sociale e di sensorialità nei soggetti autistici, e svolse ricerche sulla percezione subliminale. Nel 1985 fu vittima di Unabomber, e perse temporaneamente l’udito quando il suo assistente aprì un manoscritto esplosivo. Dopo essersi ritirato dall’insegnamento, per dedicarsi alle sue orchidee, morì infine nel 1990.

E i vermi di tutto il mondo sospirarono di sollievo.

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17 commenti a Vermi cannibali e molecole di memoria

  1. esse ha detto:

    uau.
    complimenti, ancora una volta!

  2. tiols ha detto:

    Prima o poi scriverai qualcosa che non m’interessa per niente e allora te lo farò sapere, ma finora sei un campione di intrattenimento e conoscenza, tanto da far invidia a Piero Angela. 😀

  3. elisa ha detto:

    avevo letto questa storia da qualche parte, ma non così accurata, dopo anni che seguo e controllo ogni giorno questo sito devo dirlo. è fantastico

  4. Les ha detto:

    Anche le cavallette possono staccarsi una zampa.

  5. anselt ha detto:

    Però, io non oserei mai fare del male ad una creatura con quegli occhioni. Ottimo articolo come sempre.

    • bizzarrobazar ha detto:

      Sì, ma alla fine forse il male per quelle planarie che sembrano strabiche è relativo… se due nuovi individui nascono dal taglio. Sono forme di vita distanti dalla nostra idea di dolore, o almeno spero…

      • esse ha detto:

        sospetto fortemente che il dolore lo sentano eccome.
        E’ come se una specie che non è in grado di rimarginare le ferite (creando nuova pelle) come noi, ne deducesse che se ci tagliamo non sentiamo male.

        Il dolore è fondamentale per impedire a qualsiasi animale di rimanere in situazioni di pericolo e morte.. immagino che si siano accertati di indagare se queste planarie provano dolore o no, tramite scosse, punture ecc (e se fossero immuni al dolore, lo sapremmo: sarebbe tra le altre cose straordinarie che le riguardano)

        • bizzarrobazar ha detto:

          Non c’è specie animale che non abbia qualche meccanismo di allerta di fronte al pericolo: quello che intendevo è che più il sistema nervoso è semplice, più diventa difficile comparare le nostre sensazioni con quelle dell’animale. Dunque anche parlare di dolore diventa una speculazione di cui non possiamo essere certi.

  6. Non sono un lettore semplice.
    Non mi capita spesso di divorare le pagine di un blog come ho fatto con questo.
    Per un curioso dell vita come me questo posto è casa.
    L’unica cosa che mi viene da dire è “ne voglio ancora”.
    Ancora complimenti.

  7. Rosa Maria ha detto:

    Bellissimo, grazie!!! ho allietato la preparazione del pranzo leggendo questo ‘gustoso’ e istruttivo (grazie ancora!) articolo ad alta voce…e commentandoti ancora: la curiosità è sale e pepe della vita (Eh! in cucina, sto!)

  8. giordano orsini ha detto:

    Ho scoperto il tuo blog oggi….sono sbalordito dalla tua capacità di incuriosire il lettore. Bravissimo!

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