Jennifer Zaspel non riesce a spiegare perché ha deciso di mettere il pollice nella bottiglia di falena. Volevo solo. Ha catturato le falene in una notte di luglio nell'Estremo Oriente russo e ha catturato un Calyptra, con riccioli marroni sulle ali che assomigliano a foglie secche, in una bottiglia di plastica per la raccolta. Delle 17 specie tropicali di calipra, otto erano vampiri. I maschi a volte si allontanano dalla loro dieta fruttata, affondando le loro robuste mascelle in mammiferi come bovini, tapiri e persino elefanti e umani per bere sangue fresco.
Ma Zaspel credeva di essere al di fuori del territorio in cui poteva incontrare le specie di vampiri. Ha catturato C. thalictri, ampiamente conosciuto in Svizzera, Francia e fino al Giappone come rigoroso mangiatore di frutta.
Prima di arrotolare la bottiglia della falena, "ci ho messo il pollice per vedere cosa ha fatto", dice Zaspel. "Mi ha perforato il pollice e ha iniziato a mangiarmi."
Questo per quanto riguarda otto vampiri. Zaspell, entomologa del Milwaukee Public Museum, è ancora perplessa dalla genetica delle falene in due località russe che ha visitato nel 2006. I maschi morderanno il dito del ricercatore se offerti, ma studi genetici mostrano che queste falene sono nella lista delle specie amiche. Almeno dovrebbero.
La proboscide di Calyptra thalictri estrae il sangue da uno scienziato. Per molto tempo si è creduto che questa falena si nutrisse esclusivamente di frutti, perché la sua proboscide è più adatta per punzonare le prugne rispetto al pollice.
"Lo paragonerei a una puntura d'ape", dice Zaspel. A beneficio della scienza, uno dei colleghi di Zaspel ha documentato volontariamente l'esperienza, osservando che la falena ha mangiato per 20 minuti. Questi morsi sicuramente non passano inosservati. Queste falene e altri vampiri rischiano la vita mentre si nutrono.
Interrompere le colazioni rosse occasionali o cercare di sopravvivere con il sangue da solo è molto più difficile di quanto mostrato nei film. Relativamente pochi animali conducono uno stile di vita simile: alcuni insetti e altri artropodi, alcuni molluschi, alcuni pesci, a volte uccelli e, naturalmente, tre specie di pipistrelli.
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Il sangue non è il cibo più facile da mangiare. L'animale di solito cerca di assorbire quanto più cibo possibile alla volta. Ma con volumi così eroici, il sangue può essere tossico. Detto questo, il cibo insanguinato da solo non è sufficiente, poiché manca di alcuni nutrienti di base. Con questo stile di vita, l'intestino ha una fisiologia speciale. I moderni strumenti di genetica e biologia molecolare rivelano la specializzazione nascosta richiesta per l'alimentazione del sangue, così come le pratiche brutali che a volte vanno all'estremo, come il trasferimento del sangue dalla falena alla falena. Sebbene molti di questi adattamenti biologici non corrisponderanno mai al potere dei vampiri immortali, in qualche modo possono essere considerati super poteri.
Piatto grande
Per capire i rischi che corrono i veri vampiri, immagina un animale che pesa 35 milioni di volte il tuo. Ora prova a morderlo. Abbastanza forte da sanguinare.
Ovviamente, andrà in tilt. "Puoi essere facilmente ucciso da un ospite", afferma il fisiologo degli insetti molecolari Pedro Oliveira dell'Università Federale di Rio de Janeiro. Un moltiplicatore di 35 milioni viene applicato a una zanzara da 2 milligrammi che attacca una persona di 70 chilogrammi.
Trovare una fonte di sangue così grande non è facile. "Se andiamo nella foresta, ci saranno centinaia di metri di distanza tra gli ospiti vertebrati, e centinaia di metri saranno come chilometri per noi", dice Oliveira. Il piccolo vampiro deve quindi trovare un capillare in cui mordere, a pochi millimetri sotto la superficie della pelle. Nel caso dell'uomo, solo il 10% circa della pelle è adatto.
Il succhiasangue professionista, il coleottero Rhodnius prolixus, ha enzimi nell'intestino che impediscono alla tirosina nel cibo di cristallizzare e perforare i tessuti.
Dati i pericoli e le sfide affrontate dai donatori di sangue, "la maggior parte di loro cerca di ridurre al minimo il numero di visite", afferma Oliveira. Bevono velocemente e bevono molto. Un giovane coleottero succhiasangue, in grado di diffondere la debilitante malattia di Chagas, beve 10 volte il suo peso in sangue in pochi minuti.
Legarlo alla fisiologia umana? Dimenticalo. Ci sono persone che bevono deliberatamente sangue, e questa è un'altra storia, ma anche piccole quantità per gli standard dei vampiri - come il sangue ingerito attraverso il sangue dal naso - possono causare disturbi allo stomaco, il che significa diarrea, afferma Thomas Gantz della David Geffen School of Medicine of Università della California, Los Angeles. Il sangue fresco è difficile da digerire per l'intestino umano e pochissima acqua viene estratta dal sangue e inviata ai reni. Gantz paragona il sangue alle soluzioni che le persone bevono per pulire il sistema digestivo, rapidamente e in modo fastidioso, per la colonscopia.
Gli ingredienti che sarebbero innocui in grandi quantità possono essere tossici con un'elevata assunzione di sangue. "La dose determina il veleno", dice Oliveira.
Rimuovi l'acqua dal sangue e ottieni il 90% di proteine. Oliveira ha affrontato il pericolo di questa proteina durante le ricerche sulla genetica di uno dei coleotteri americani, Rhodnius prolixus, nel suo laboratorio. Questo coleottero a forma di lacrima, con un corpo affusolato verso la testa, si nasconde nelle fessure all'interno o all'esterno. Di notte, i coleotteri maschi e femmine cercano persone, i loro animali domestici o altri mammiferi per un pasto di sangue. Questo coleottero è estremamente riservato e, a differenza delle falene vampiro, non risveglia la sua preda quando viene morso. A differenza delle zanzare, le cui punture trasmettono agenti patogeni attraverso la saliva, questo coleottero trasmette i parassiti della malattia di Chagas attraverso gli escrementi che lascia sull'ospite.
Di tutti gli amminoacidi presenti in questa grande porzione della bevanda, la sola tirosina ha una vasta gamma di enzimi pronti a scomporla nello stomaco di uno scarafaggio, hanno dimostrato gli scienziati nel 2014. Trovare enzimi che abbattono la tirosina nell'intestino è "un po 'strano", dice Oliveira. Nei mammiferi, il fegato e i reni sono gli unici organi con enzimi che degradano la tirosina. Ancora una volta, la maggior parte dei mammiferi non inonda le loro budella solo con proteine.
Quando i ricercatori hanno disattivato le capacità di rottura della tirosina dello scarafaggio, geneticamente o bloccando chimicamente gli enzimi, i coleotteri sono morti dopo pranzo. Oliveira e colleghi ne hanno scritto in Current Biology nel 2016. Alcuni dei coleotteri morti hanno mostrato che i cristalli di tirosina hanno perforato l'intestino e spruzzato il suo contenuto nella cavità del corpo. Questa scoperta, hanno notato gli scienziati, potrebbe un giorno dare ai biologi molecolari la propria medicina che sarebbe servita per uccidere i vampiri.
Il succhiasangue negli artropodi si è sviluppato in modo indipendente più volte (fino a 21), ma il più delle volte i vampiri hanno dovuto risolvere gli stessi problemi con diverse stranezze biochimiche. Tuttavia, la disintossicazione dalla tirosina potrebbe essere un problema che molte linee di sangue hanno affrontato in un modo insolitamente simile, ha detto Oliveira.
La prima arma che colpisce per spegnere la chimica generale sono composti che inibiscono l'enzima HPPD. L'enzima blocca la degradazione della tirosina, e non solo nei suddetti coleotteri. Quando testato, il metodo era sicuro per coleotteri da latte e vermi farinosi.
Cattivo sangue
La tirosina è solo uno dei nutrienti che diventano tossici attraverso il volume. Nel mondo reale, la capacità dei vampiri di espellere i rifiuti è molto più importante di un qualche tipo di potere immaginario per sollevare i camion.
Il nefrologo Jonas Axelsson del Karolinska Institute di Stoccolma ei suoi colleghi stanno studiando la funzione renale nei pipistrelli vampiri rispetto alle loro specie fratelli che vivono di frutta o nettare. Una dieta umana in genere include da 50 a 120 grammi di proteine al giorno, ma se nutrita come un pipistrello vampiro, l'equivalente umano sarebbe di 6.000 grammi di proteine al giorno per un corpo di 70 libbre. Questo sovradosaggio di proteine significa che questi pipistrelli hanno una concentrazione di proteine nei prodotti di scarto del metabolismo proteico come l'urea, che porterà istantaneamente a insufficienza renale negli esseri umani.
Ma i topi vampiri stanno bene. I loro reni hanno le stesse dimensioni di quelli degli altri pipistrelli. I topi vampiri dedicano più spazio ai lunghi tubuli che riassorbono i nutrienti dall'urina appena preparata, osserva.
La maggior parte delle proteine nel sangue è l'emoglobina, una molecola miracolosa contenente ferro che trasporta l'ossigeno in tutto il corpo e aiuta i vertebrati a crescere e ad ingrassare. Tuttavia, la rapida digestione di questa quantità di emoglobina può rilasciare una dose potenzialmente tossica di ferro nel flusso sanguigno. Una persona sana può rendere felice il proprio medico con una concentrazione di ferro nel sangue dell'ordine di 127 microgrammi per 100 millilitri. Tuttavia, concentrazioni 200 volte superiori non sembrano danneggiare le specie larvali di lampreda. Le larve prendono il ferro mentre mangiano tutto ciò che trovano. Man mano che le lamprede di mare (Petromyzon marinus) maturano, sviluppano file di denti spietate con cui scavano e succhiano il sangue di altri pesci. Allo stesso tempo, la concentrazione di ferro nel sangue scende a circa 10 volte il livello di salute per gli esseri umani.
Ma anche peggio delle lamprede di mare succhiasangue è la secrezione che impedisce la coagulazione del sangue della vittima.
Le lamprede prima si attaccano alla pelle, che assomiglia a una "ventosa idratata sul viso", dice la specialista di lampreda e biologa Margaret Docker dell'Università di Manitoba a Winnipeg, in Canada. Come parte di un esperimento, ha permesso a una lampreda d'argento succhiatore di sangue (Ichthyomyzon unicuspis) di mordersi lo zigomo. Si trovano nei laghi e nei torrenti del Nord America. Solo la metà delle 38 specie di lamprede del mondo succhia il sangue.
Le lamprede catturano bene la preda. Alcuni non si disimpegnano anche durante la guida su cascate o dighe. È estremamente raro che un pesce abbia il tempo di far cadere una lampreda prima che afferri i denti sulla lingua o sul disco orale e rilasci i suoi anticoagulanti.
Le lamprede avrebbero potuto diventare parassiti proprio all'inizio della storia dei vertebrati, e quindi hanno dovuto sviluppare le loro tendenze vampiriche per molto tempo. Alcuni fossili devoniani di 360 milioni di anni, risalenti a molto prima del periodo di massimo splendore dei dinosauri, mostrano un disco orale con 14 denti equidistanti, apparentemente pronti a succhiare il sangue.
Lo studio della fisiologia delle sanguisughe moderne ha ricevuto una potente fonte di nuovi dati nel 2013, quando un team internazionale di scienziati ha decifrato un libro con istruzioni genetiche per la lampreda di mare. Docker spera di rivelare più trucchi di disintossicazione nelle lamprede, come il superossido dismutasi, che aumenta con l'aumento dei livelli di ferro nel fegato nelle lamprede adulte. In questa fase, le cellule del fegato sono simili alle cellule umane quando soffrono di emocromatosi. Un altro motivo per studiare i veri vampiri, se non ce ne sono abbastanza, è scoprire nuovi segreti della malattia metabolica umana.
Non abbastanza
Nel sangue possono essere catastroficamente molte cose e catastroficamente poche altre. "Non è facile per i vampiri affrontare questo problema", afferma la microbiologa Rita Rio della West Virginia University di Morgantown.
Spiega che non ci sono abbastanza vitamine del gruppo B. Gli animali hanno bisogno di queste sostanze come nutrienti per un'ampia gamma di processi corporei di base come la regolazione genica, la segnalazione cellulare e la disgregazione degli amminoacidi. Tuttavia, gli animali non possono provvedere autonomamente. Qualsiasi mosca vampiro Ryo aggira questo problema in modo molto intelligente.
"Ho amato le mosche tse-tse sin dalla prima volta che le ho conosciute", dice. Nell'Africa sub-sahariana, le mosche hanno "una biologia davvero fantastica", dice, e non è la loro capacità di diffondere parassiti che mettono a morte le persone.
Le mosche tse-tse sono simili alle normali mosche domestiche grasse, ma sono molto diverse. Invece di deporre molte piccole uova come un normale insetto e sperare che alcuni della prole siano fortunati, una mosca tse-tse femmina porta una prole alla volta. Un uovo appare in esso e, mentre cresce, trae cibo dalle ghiandole "mammarie" all'interno della madre. Puoi vedere come diventa sempre più goloso. A volte la madre dà una prole che è più grande di lei. E poi la prole a questo punto avrà solo uno stadio fantoccio, separandola dalla maturità. "Come se avessi dato alla luce un bambino di 12 anni", dice Rio.
Quando una mamma mosca dà al suo bambino un vantaggio nella vita, gli dà anche l'infezione che sarà necessaria per incorporare la dieta sanguinosa nella sua dieta. Ogni larva emerge con i propri batteri a forma di bastoncello, Wigglesworthia. Questi batteri consumano vitamine del gruppo B e prosperano all'interno di un organo speciale che cresce all'interno della mosca. La versione della mosca tse-tse di questo organo - un batterioma - è come "una piccola ciambella intorno al tratto digerente", dice Rio.
L'interazione tra la mosca e i microbi ha attratto biologi evoluzionisti, poiché i geni dei batteri e dell'ospite cambiano nel corso delle generazioni, a volte distruggendo o creando strane funzioni, a seconda delle azioni di uno dei partner.
Pipistrelli a basso contenuto di grassi
Un altro svantaggio del sangue è il suo basso contenuto di grassi, almeno dal punto di vista del pipistrello vampiro. Un piccolo mammifero volante può trasportare solo il 20-30% del proprio peso come carico, quindi un piccolo spuntino senza grassi non sarà in grado di saturare un topo per molto tempo. Un tipico pipistrello vampiro (Desmodusrotundus) non può sopravvivere tre giorni senza bere sangue, afferma il biologo evoluzionista Gerald Wilkinson dell'Università del Maryland a College Park. Questa è una delle forze che spingono questi topi a costruire reti circolatorie sociali.
Questi mammiferi dai denti aguzzi appartengono a una delle tre specie di pipistrelli succhiasangue, che si trovano tutti nelle calde latitudini dell'emisfero occidentale. Wilkinson ha incontrato il primo D. rotundus selvatico che ha studiato in un ranch in Costa Rica, dove "spesso decollava e atterrava sulla groppa di un cavallo", dice. Il topo aveva un nasino carnoso, "come un maiale", in grado di percepire il calore - questo aiuta a determinare dove il sangue caldo scorre più vicino alla superficie del corpo. In generale, ottenere sangue "non era la cosa più banale per i topi". Di solito, il topo trascorre mezz'ora alla ricerca di un punto, pettinando i capelli del cavallo, se necessario, mordendo un minuscolo pezzo di carne e leccando la ferita, mentre urina. Il cavallo non si sveglia nemmeno. Tornare alla ferita la notte successiva è molto più facile che trovare una nuova posizione. Wilkinson si rese conto che il pipistrello si nutre dello stesso cavallo,nonostante il fatto che il cavallo si sposti in un altro pascolo.
Secondo Wilkinson, la saliva di pipistrello ha proprietà anticoagulanti impressionanti. "Sono stato morso diverse volte e il sangue era difficile da fermare", dice. "Le persone che sono state morse si sono svegliate in una pozza di sangue - e spesso il sangue scorre molto tempo dopo che il pipistrello se ne è andato".
Rispetto ad altre specie di pipistrelli, il pipistrello vampiro comune ha quasi dei superpoteri: invece di volare, corre solo a terra.
Quando un pipistrello affamato non riesce a trovare cibo per la notte, un succhiasangue esperto può prendere del sangue da un cacciatore di successo. Posizionano le loro facce una contro l'altra e "mentre un animale è fermo, l'altro lecca", dice Wilkinson.
Nei suoi primi esperimenti con i pipistrelli in cattività, ha trovato animali disposti a condividere periodicamente il sangue con topi affamati senza alcun tipo di relazione. Per decenni, gli scienziati hanno discusso se sia giusto considerare i pipistrelli vampiri come esempi di altruisti naturali. Anche in cattività, il vampiro aiuta un parente affamato.
Sì, essere un vampiro è difficile. Pertanto, i vampiri si aiutano a vicenda.
Ilya Khel
