Animali

Letargo, ibernazione, quiescenza: quando la vita va in pausa

Che cos'è il torpore? Qual è la differenza tra letargo e ibernazione? È uguale per tutti gli animali? Tutto quello che dovete sapere sulla vita latente.

Il chirogaleo medio è un piccolo lemure del Madagascar che ha una caratteristica che lo rende unico tra i primati: è il primo appartenente all'ordine di cui facciamo parte anche noi esseri umani capace di andare in ibernazione per sopravvivere a un periodo di condizioni climatiche sfavorevoli. La scoperta fa il paio con un'altra cosa che sappiamo di questo animale, e cioè che rispetto ad altri primati di dimensioni simili vive molto più a lungo, con alcuni esemplari in cattività che hanno raggiunto i 30 anni.

Qual è il collegamento tra le due cose? A prima vista non è facile individuarlo, ma l'anabiosi, la vita latente, la capacità cioè di rallentare o sospendere le proprie funzioni vitali in risposta agli stimoli ambientali, non è solo un fenomeno biologico affascinante - è anche un meccanismo misterioso, del quale stiamo imparando a conoscere il funzionamento solo in questi anni e che potrebbe nascondere la chiave... be', non della vita eterna, ma di una longevità ancora superiore a quella di cui attualmente godiamo. E ora che i viaggi spaziali e le colonie extraterrestri cominciano a essere una realtà sempre più probabile, riuscire a "sbloccare" i segreti della vita latente anche per noi potrebbe rivelarsi un'arma potentissima: se ne parlerà sempre più spesso nei prossimi anni, ed ecco perché abbiamo preparato questa guida per orientarvi nel mondo, sorprendentemente complesso, della vita latente.

Orso nero
Un orso nero. © Photo Spirit / Shutterstock

Glossario della vita latente. Vita latente e quiescenza sono termini analoghi, che potete utilizzare senza distinzione perché indicano la stessa cosa: una sensibile ma temporanea riduzione delle attività metaboliche e motorie di un essere vivente, determinata da condizioni esterne accidentali o da regolari cicli naturali (per esempio il succedersi delle stagioni) e alla fine della quale l'organismo si "riattiva" e fa tornare a pieno regime il suo metabolismo. In altre parole, la vita latente è un modo per rallentare (e nei casi più estremi bloccare del tutto) le funzioni vitali di un organismo, per conservare energie in periodi nei quali ce n'è bisogno.

È importante sottolineare che c'è una differenza fondamentale tra la vita latente di mammiferi e uccelli e quella di tutti gli altri animali: i primi sono infatti endotermi, capaci di regolare per via metabolica la loro stessa temperatura, e dunque di abbassarla volontariamente per rallentare le funzioni vitali. Rettili, anfibi, pesci, invertebrati sono invece ectotermi: la loro temperatura corporea dipende cioè da fattori esterni. La loro forma di vita latente è quindi una risposta a fattori indipendenti dalla loro volontà, per esempio per via dell'arrivo della stagione fredda: nel loro caso non è quindi corretto parlare di letargo o ibernazione (anche se entrambi i termini vengono spesso usati anche nel loro caso), e sarebbe meglio limitarsi a parlare di vita latente o quiescenza.

Per anni si è fatta una distinzione forte tra due diverse forme di vita latente, molto diffuse soprattutto tra i mammiferi: il letargo e l'ibernazione. Il primo, infatti, si riferisce a un sonno profondo, che dura anche mesi, durante il quale l'animale raggiunge l'immobilità totale, rallenta il battito cardiaco (che in certi casi può scendere a 2 battiti al minuto) e non assume cibi né bevande; è tipico di alcuni mammiferi (marmotte, ghiri...).

Ibernazione è un termine analogo a letargo, ma con un'accezione lievemente diversa; tecnicamente significa "periodo di rallentamento delle attività vitali che coincide con l'inverno", e infatti esistono anche i termini equivalenti di estivazione (per il riposo estivo) e brumazione (per quello autunnale). Qual è dunque la differenza con il letargo propriamente detto? È una questione di numeri, e l'esempio più classico è quello degli orsi: per anni si è detto che il "letargo" degli orsi non è un vero letargo, perché secondo la definizione originaria al letargo corrisponde un abbassamento della temperatura corporea fino a quella ambientale; gli orsi, invece, si raffreddano di pochi gradi, e il loro sonno è meno profondo di quello di altri animali. La realtà è che le differenze tra il sonno degli orsi e, per esempio, dei ghiri sono solo quantitative, non qualitative: anche gli orsi durante l'inverno subiscono un crollo delle funzioni vitali ed entrano in uno stato di vita latente, sebbene appunto meno profondo di quello di altri mammiferi. "Letargo" e "ibernazione" per i mammiferi sono dunque quasi sinonimi, e l'unica differenza è termica: in entrambi i casi, gli animali vanno incontro a un rallentamento dei processi metabolici più o meno intenso.

Un altro concetto che bisogna tenere a mente è quello di torpore, che corrisponde alla "solita" definizione (un rallentamento delle funzioni metaboliche) ma che si riferisce a episodi più limitati nel tempo: in molti animali, dagli uccelli ad alcuni mammiferi, lo stato di torpore dura meno di 24 ore (torpore quotidiano), ed è dunque una strategia a breve termine, che serve per esempio per risparmiare energie durante la notte. Anche gli animali che entrano in ibernazione attraversano numerosi stati di torpore nel corso del loro sonno, alternati ad altri in cui sono relativamente più reattivi e se serve sono persino in grado di deambulare; per evitare confusione, però, useremo "torpore" come sinonimo di "torpore quotidiano".

Vi sono infine termini che descrivono condizioni più specifiche, come diapausa e criptobiosi - di cui parliamo più avanti.

La vita latente negli invertebrati. Insetti, aracnidi e invertebrati vari non possono entrare in uno stato di letargo vero e proprio perché sono ectotermi, e dunque non possono regolare la loro temperatura corporea. Molti di loro, però, dalle mantidi ai moscerini della frutta, entrano in uno stato di torpore durante la notte, che equivale al sonno (pur essendo un meccanismo biologico molto diverso!) e a un modo per risparmiare energie. Ci sono poi casi come quello delle vespe cartaie Polistes exclamans, che d'inverno si riuniscono in grandi gruppi e vanno in cerca di un luogo protetto e riparato (l'ibernacolo) dove trascorrere la stagione fredda in stato di quiescenza: a volte ci si riferisce a questo fenomeno con il termine "ibernazione", che è inesatto per i motivi che abbiamo spiegato sopra. Un caso ancora diverso di vita latente propria degli insetti è la cosiddetta diapausa, cioè la sospensione temporanea dello sviluppo di un organismo in attesa di condizioni ambientali migliori. Un esempio ben noto sono le locuste: durante la stagione secca, quando il cibo scarseggia, le larve di questi insetti entrano in diapausa e interrompono temporaneamente la produzione di un ormone che stimola lo sviluppo dell'apparato riproduttivo; con l'arrivo della stagione umida la produzione ricomincia, le locuste raggiungono lo stadio adulto e possono riprodursi (con gli effetti devastanti che conosciamo).

La vita latente in pesci, anfibi e rettili. In quanto vertebrati ectotermi (incapaci di regolare la propria temperatura corporea), pesci, anfibi e rettili non possono tecnicamente entrare in ibernazione o in letargo, ma questo non significa che non siano attrezzati a rispondere a un cambiamento nelle condizioni ambientali e a un drastico abbassamento delle temperature. I (pochi) pesci che vivono nelle acque dell'Antartico, per esempio i pesci ghiaccio della famiglia degli Channichthyidae, sono capaci di produrre una serie di proteine che fungono da "antigelo" e impediscono al loro corpo di congelarsi (e quindi ucciderli), e di sopravvivere in attesa di un aumento delle temperature. Una delle rane più diffuse in nord America, la Rana sylvatica, fa ancora di meglio, visto che ogni inverno circa il 65% dell'acqua del suo corpo si trasforma in ghiaccio: con l'arrivo della primavera l'animale si scongela, e torna a vivere come se niente fosse successo.

La vita latente negli uccelli. Pur essendo endotermi, pochissimi uccelli cadono in letargo, e preferiscono usare la strategia del torpore quotidiano. A quanto sappiamo oggi, in realtà, c'è una sola specie di uccello che entra in ibernazione: si tratta del succiacapre di Nuttall (Phalaenoptilus nuttallii), che d'inverno, invece di migrare verso sud in cerca del caldo, si nasconde sotto una pila di rocce e lì trascorre settimane o mesi in stato di ibernazione, in attesa che ritorni la bella stagione.

Riccio
Un riccio. © Coatesy / Shutterstock

La vita latente nei mammiferi. I mammiferi sono i veri specialisti della vita latente, come abbiamo visto prima: nella maggior parte dei casi, se leggete le parole "letargo" o "ibernazione", ci si sta riferendo a un mammifero. Ne approfittiamo quindi per raccontarvi quello che è ancora oggi uno dei grandi misteri del letargo dei mammiferi: come mai alcuni si addormentano e non si svegliano per mesi (per esempio il ghiro, o il riccio europeo, che durante il sonno invernale perde fino al 15% del suo peso), mentre altri, per esempio il moscardino, lo scoiattolo di terra artico o i già citati orsi, non vanno mai davvero a dormire ma alternano lunghi periodi di torpore a brevi fasi in cui si risvegliano e riattivano al 100% le loro funzioni vitali (addirittura certe orse femmine allattano)?
 
Ci sono diverse ipotesi a riguardo: alcuni studi sostengono che sia un modo per riattivare temporaneamente il sistema immunitario per questioni di sicurezza, altri invece spiegano che durante il torpore questi animali non stanno veramente dormendo, e quindi periodicamente vanno in debito di sonno e hanno bisogno di "riaccendersi"... per farsi un sonnellino vero.

La vita latente nelle piante. Le piante non entrano in un vero e proprio letargo, e il termine corretto nel loro caso è quiescenza o dormienza. La conosciamo molto bene: è un periodo in cui la pianta arresta la sua crescita e la produzione di nuovo materiale vegetale, e si libera di una serie di appendici costose da mantenere e inutili durante l'inverno; in altre parole, una pianta che perde le foglie in autunno o quando sta per arrivare la stagione secca sta entrando in quiescenza. Un caso particolare di quiescenza vegetale è la cosiddetta dormienza dei semi, che "scatta" quando un seme è pronto a germogliare ma non si trova nelle condizioni ambientali ideali. In questo caso la sua crescita viene interrotta, e il seme "si addormenta" in attesa di condizioni migliori. Che possono anche richiedere anni o secoli per verificarsi: nel 2012, un'equipe russa riuscì a far germogliare un seme della pianta erbacea Silene stenophylla che era rimasto sepolto sotto il permafrost siberiano per più di 30.000 anni.

Tardigrado
Un tardigrado (ricostruzione 3D). © 3DStock / Shutterstock

Un caso eccezionale: i tardigradi. Un esempio clamoroso di sopravvivenza alle condizioni più estreme è quello della cosiddetta criptobiosi o anabiosi: in questi casi il metabolismo dell'organismo in questione non rallenta, ma si arresta completamente, in attesa di riattivarsi quando le condizioni si fanno più favorevoli. È una soluzione estrema, che nella maggior parte dei casi viene adottata da creature minuscole come i rotiferi, alcuni vermi nematodi, qualche crostaceo e soprattutto i tardigradi, capaci di sopravvivere persino nel vuoto dello spazio. Le condizioni che fanno scattare la criptobiosi possono essere diverse: in assenza d'acqua si parla di anidrobiosi, se manca l'ossigeno di anossibiosi, mentre quando le temperature scendono sotto lo zero si usa il termine criobiosi. Un dettaglio interessante sulla criptobiosi per assenza di acqua è che è una strategia utilizzata anche da alcune piante, definite resurrection plants: anche se si seccano completamente, sono in grado di sopravvivere per anni in quello stato e di tornare in vita quando vengono bagnate.

3 aprile 2021 Gabriele Ferrari
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