Camminare sul ghiaccio: come le salamandre a macchie blu sfidano la morte gelida

Mentre vaghi per i luoghi freddi dell’Ontario, in Canada, durante l’inverno, l’ultima creatura che potresti aspettarti di vedere è una salamandra. Come altri anfibi, la temperatura corporea delle salamandre varia con le condizioni ambientali e una temperatura corporea inferiore al punto di congelamento non sembra adatta al movimento. Tuttavia, i biologi hanno recentemente documentato le salamandre a macchie blu (Ambistoma laterale) camminando sul ghiaccio nell’Algonquin Provincial Park.

In un recente articolo, un team della Brock University e dell’Università di Toronto esplora la biologia termica di queste salamandre che consente loro di essere attive a temperature inferiori allo zero. “Abbiamo notato che okay, c’è ancora ghiaccio sul terreno, il lago è ancora ghiacciato, ma per qualche strana ragione c’erano delle salamandre a macchie blu sulla terra”, dice il fisiologo comparativo Danilo Giacometti in un articolo della NPR.

In generale, quando le cellule viventi incontrano cristalli di ghiaccio, si congelano rapidamente. L’acqua si espande all’interno delle cellule, rompendole, provocando danni e alla fine può provocare la morte. I frammenti di ghiaccio possono perforare le membrane cellulari o gli organi.

Articoli correlati

• Il leopardo maschio singolo difende da tre ghepardi adulti in una rissa tra grandi felini
• Cos'è il Jet Stream?
• 5 incredibili creature del mare profondo sembrano direttamente dalla fantascienza
• River Cane vs Bamboo: 5 differenze chiave
• Fondamentalmente invincibile: i 10 animali più difficili del mondo

È noto, quindi, che alcuni animali hanno sviluppato adattamenti comportamentali alle temperature gelide, in cui si sforzano di evitare il contatto fisico con i cristalli di ghiaccio. Altri, come i piccoli di tartaruga dipinta e le rane di legno, caricano le loro cellule con un antigelo naturale composto da glucosio (zucchero) e altre molecole, che abbassa la temperatura alla quale il liquido cellulare si congela.

Fino ad ora si pensava che le salamandre a macchie blu evitassero il gelo trascorrendo inverni freddi sotto lo strato di brina. Trovano tane o fessure rocciose, dove rimangono in uno stato inattivo chiamato brumazione, durante il quale il loro metabolismo precipita quasi a zero finché le condizioni non si riscaldano. Per scendere al di sotto della linea del gelo può essere necessario scendere fino a un metro e mezzo sotto la superficie. Ma, come osservato da Giacometti, a fine inverno possono emergere dai loro rifugi e diventare attivi sul ghiaccio.

Come fanno le salamandre pezzate blu a evitare il congelamento mentre sono letteralmente a contatto con i cristalli di ghiaccio?

Secondo gli autori dello studio, il punto di congelamento della maggior parte dei tessuti corporei (almeno nei vertebrati) senza antigelo naturale è di circa 32,9°F, simile a quello dell’acqua. In condizioni di laboratorio, le salamandre a macchie blu hanno già dimostrato che possono essere raffreddate fino a 34,7° F, ma non per più di un giorno alla volta senza soccombere al ghiaccio che entra nei loro corpi. Quindi, naturalmente, in natura, ti aspetteresti che le salamandre a macchie blu evitino le temperature sotto lo zero trovando rifugi più caldi.

I ricercatori hanno utilizzato una termocamera per valutare la temperatura corporea (sia della pelle che del torsolo) delle salamandre presso il Bat Lake nell’Algonquin Provincial Park. Hanno catturato immagini di 21 salamandre maculate di blu (13 maschi e sette femmine), sei delle quali sono state avvistate mentre si muovevano all’aperto verso Bat Lake, dove si riproducono ogni primavera. Altri cinque individui sono stati trovati incastrati sotto i tronchi con i corpi a diretto contatto con i cristalli di ghiaccio. Nel complesso, è stato riscontrato che la temperatura corporea della salamandra corrisponde alla temperatura della superficie del suolo, come ci si aspetterebbe da un ectotermo (animale a sangue freddo la cui temperatura corporea segue la temperatura ambientale).

Pertanto, più della metà delle salamandre pezzate blu (11 su 21) erano in qualche contatto con il ghiaccio. Il loro comportamento indica che possono resistere a temperature inferiori allo zero nei tessuti corporei. La loro capacità di “superraffreddarsi” potrebbe derivare da antigelo naturali, come evidenziato da uno studio del 1986 che ha rilevato accumuli di glucosio nel sangue e nel fegato. Tuttavia, lo studio ha anche scoperto che le salamandre a macchie blu morivano entro 24 ore se mantenute a temperature molto basse, portando i ricercatori a ritenerle “intolleranti al gelo”. Quindi, non possono sopravvivere alla formazione di ghiaccio a lungo termine sui loro tessuti.

Spiega Giacometti in uno scambio di e-mail: “Studi precedenti suggerivano che questa specie potrebbe essere in grado di accumulare un po’ di glucosio nel sangue e nel fegato durante l’esposizione al freddo, ma i livelli riportati erano di gran lunga inferiori a quelli osservati nelle specie resistenti al freddo. Pertanto, nelle salamandre a macchie blu, il glucosio probabilmente gioca un ruolo di supporto nell’aiutare ad abbassare il punto di congelamento dei fluidi corporei e ridurre lo stress cellulare, anche se senza impedire del tutto il congelamento né consentire la sopravvivenza una volta che si forma il ghiaccio”.

Ulteriori ricerche potrebbero chiarire quanto tempo le salamandre a macchie blu trascorrono in superficie sotto i tronchi o migrano attraverso il ghiaccio a temperature inferiori allo zero. Il vantaggio di essere attivi nelle temperature primaverili molto fredde è che ottengono un vantaggio nel raggiungere gli stagni dove si riproducono. Raggiungere prima gli stagni potrebbe aiutare a battere la concorrenza e beneficiare di una stagione riproduttiva più lunga. Queste salamandre a macchie blu sono i primi anfibi ad arrivare al Lago Bat alla fine dell’inverno, all’inizio della primavera. Migrare mentre fa ancora freddo potrebbe anche ridurre il pericolo rappresentato dai predatori dei mammiferi, che vanno in letargo durante l’inverno e non sono ancora attivi.

I loro cugini, le salamandre mudpuppy (Collo maculato), vengono talvolta catturati con le lenze dai pescatori sul ghiaccio. E salamandre siberiane (Salamandrella keyserlingii) che vivono in climi ancora più freddi possono sopravvivere consentendo alla maggior parte del liquido nei loro corpi di congelarsi fino a circa -67°F. Come le tartarughe dipinte e alcune rane, caricano i loro liquidi cellulari con glicogeno (zucchero immagazzinato) per impedire il congelamento dei liquidi più critici. Le salamandre siberiane possono rimanere in uno stato semi-congelato per diversi mesi, per poi rianimarsi quando le temperature si riscaldano.

Quindi, è giusto dire che le salamandre a macchie blu si sono aggiunte ai ranghi delle salamandre con superpoteri superrefrigeranti, anche se devono affrontare una dura concorrenza! I dati del recente studio mostrano che possono rimanere attivi e migrare verso stagni di riproduzione con temperature cutanee fino a 25,5° F, a volte mentre sono a diretto contatto con il terreno coperto di ghiaccio. Ma la loro strategia di sopravvivenza al freddo sembra dipendere principalmente dal comportamento, dalla selezione dell’habitat e dal superraffreddamento, piuttosto che da un vero sistema antigelo.

Giacometti riassume che “le salamandre a macchie blu non tollerano il gelo, ma sono tra le salamandre più attive al freddo di cui siamo a conoscenza”, aggiungendo che “Rispetto alla maggior parte delle salamandre, che rimangono sottoterra fino a quando il terreno non si è scongelato o programmano la loro migrazione riproduttiva più tardi in primavera, le salamandre a macchie blu si distinguono per la loro capacità di essere attive a temperature molto basse senza congelarsi”.

Categoria: Articles