La prima rana fluorescente

Oggi parliamo di una rana speciale, una rana fluorescente.

La fluorescenza è un fenomeno comunemente studiato in ambito scientifico.

Recentemente un team di ricercatori ha individuato in Sud America (nello specifico nella baia di Santa Fe, in Argentina) una specie particolare di rana, la Hypsiboas punctatus.

Essa è in grado di emettere fluorescenza in condizioni di luce ultravioletta: un fenomeno alquanto straordinario nella classe degli Anfibi.

Noi di The Web Coffee abbiamo approfondito per voi questa nuova e “brillante” scoperta nel regno animale.

Il fenomeno: la fluorescenza nel regno animale

La fluorescenza è una proprietà di alcune molecole di assorbire radiazioni elettromagnetiche ad una determinata lunghezza d’onda (simbolo λ,gamma) e riemetterle ad una lunghezza d’onda maggiore.

Tale fenomeno si spiega con un passaggio di cariche negative (elettroni) ad un livello energetico (orbitale) superiore, a seguito dell’eccitazione da parte di una radiazione incidente. Entro poche decine di nano-secondi, l’elettrone eccitato torna al livello precedente in due o più fasi, passando cioè per uno o più stati eccitati a energia intermedia.

Seppur raro, quello della Hypsiboas punctatus non è il primo caso di fluorescenza che si è osservato nel regno animale [1].

Infatti diversi studi hanno evidenziato il verificarsi di tale fenomeno in animali sia terrestri che acquatici.

La fluorescenza svolge un ruolo chiave in funzioni vitali quali la foto-protezione e la comunicazione visiva, tanto per citare alcuni esempi.[2-7]

Tale discorso non vale tuttavia per gli anfibi,dove tale fenomeno non è mai stato riscontrato in precedenza.

Infatti,il vasto assortimento di colorazioni della pelle è legato alla combinazione di determinate molecole,denominate cromofori.

Questo fino ad oggi,con la scoperta fatta dal gruppo di ricerca del professor Carlos Taboada.

L’ANIMALE: Hypsiboas punctatus

La rana a pois degli alberi del Sudamerica (Hypsiboas punctatus) è una specie di rana della famiglia Hylidae trovato in Argentina, Bolivia, Brasile, Colombia, Ecuador, Guyana Francese, Guyana, Paraguay, Perù, Suriname, Trinidad e Tobago e Venezuela. In spagnolo, è conosciuta come Rana punteada ( “rana punteggiata”).

I suoi habitat naturali sono:

le foreste subtropicali o tropicali secche
foreste di pianura umide subtropicali o tropicali
paludi subtropicali o tropicali
foreste montane umide subtropicali o tropicali,
paludi
giardini rurali,
aree urbane
ex foreste pesantemente degradate.
E’ una specie anfibia insolita in quanto possiede una pelle traslucida, uno strato di cristallo a livello peritoneale e vescicale.

Inoltre presenta un’alta concentrazione di biliverdina nella linfa e in alcuni tessuti (la biliverdina è un pigmento biliare di colore verde derivato dalla degradazione dell’eme ad opera dell’enzima eme ossigenasi).

LO STUDIO : LA FLUORESCENZA VERDE DELLA RANA A POIS

Inizialmente,il team di ricerca di C.Taboada credeva che la H. punctatus potesse emettere fluorescenza rossa,in virtù della biliverdina presente.

(Un risultato simile era stato riscontrato in alcuni insetti).

Invece, è stato osservato come il corpo di questa specie anfibia sotto la luce normale, nelle foreste del Sudamerica in cui vive, variasse dal giallastro al verde e presenta una “fantasia” di puntini rossi.

Ma in presenza di luce ultravioletta risplende di un blu e un verde accesi.

Un studio successivo condotto dal medesimo team di ricerca [8] ha evidenziato dall’analisi di varie parti del corpo di H. punctatus che alla base di questo fenomeno vi siano dei composti,chiamati iloine.

Esse sono presenti a livello tissutale,linfatico e di secrezione ghiandolare,e presentano una struttura contenente un anello e delle catene idrocarburiche.

Una struttura molto simile alle già note molecole fluorescenti presenti a livello animale.

I ricercatori hanno inoltre notato che le rane aumentano la luminosità della loro fluorescenza quando percepiscono la presenza di altri simili.

“Questo ci dimostra che la fluorescenza può essere rilevante anche in ambienti terrestri – spiega Taboada – e dunque si aprono nuovi percorsi di ricerca.

Prima di puntare le lampade UV -dichiara il biologo – avevamo il sospetto che fosse fluorescente, ma non di questa intensità.

E’ stato scioccante, non ce lo aspettavamo affatto”.

Grazie a questa proprietà la rana fluorescente cambia completamente colore trasformandosi in un “verde-blu intenso al posto di un rosso tenue.

Non potevamo crederci, non su un anfibio” spiega il coautore dello studio Julián Faivovich.

Del sistema visivo della raganella a pois e dell’uso dei suoi fotorecettori si sa pochissimo e il prossimo passo della ricerca sulla rana fluorescente sarà proprio questo.

Capire come le altre rane vedano nel buio quella strana fluorescenza.

FONTE:

• First Fluorescent Frog Found A Nowogrodzki. Nature 543 (7645), 297. 2017 Mar 13.

BIBLIOGRAFIA

[1] Lagorio MG, Cordon GB, Iriel A (2015) Reviewing the relevance of fluorescence in biological systems. Photochem Photobiol Sci 14(9):1538–1559.

[2] Salih A, Larkum A, Cox G, Kühl M, Hoegh-Guldberg O (2000) Fluorescent pigments in corals are photoprotective. Nature 408(6814):850–853.

[3] Vukusic P, Hooper I (2005) Directionally controlled fluorescence emission in butter- flies. Science 310(5751):1151.

[4] Michiels NK, et al. (2008) Red fluorescence in reef fish: A novel signalling mechanism? BMC Ecol 8:16.

[5] Gerlach T, Sprenger D, Michiels NK (2014) Fairy wrasses perceive and respond to their deep red fluorescent coloration. Proc R Soc Lond B Biol Sci 281(1787):20140787.

[6] Arnold KE, Owens IP, Marshall NJ (2002) Fluorescent signaling in parrots. Science 295(5552):92.

[7]. Lim MLM, Land MF, Li D (2007) Sex-specific UV and fluorescence signals in jumping spiders. Science 315(5811):481.

[8] C Taboada et al. (2017) Naturally Occurring Fluorescence in Frogs Natl Acad Sci U S A. 2017 Mar 13.