L’ECOLOGIA DEI PROTOZOI: UN NUOVO STRUMENTO PER LA COMPRENSIONE E LA DIFESA DELL’AMBIENTE

 

Nicola Ricci

 

Lungi dal rappresentare uno dei tanti (troppi ...) “frutti di stagione” dell’odierna “ecomania”, il tema (in cui vorremmo coinvolgervi) ha una enorme rilevanza di per se e riveste una singolare importanza per qualsivoglia ambiente in cui l’acqua giuochi un qualche ruolo, il mare, i laghi, i fiumi, cioè, ma anche il suolo!  Il fatto che i Protozoi siano tuttora organismi “misteriosi” e poco noti anche ai più informati di cose scientifiche è mera conseguenza delle loro dimensioni: la nostra esperienza quotidiana, infatti, ci pone a confronto consapevole con questi esseri viventi solo in caso di malaria, di amebiasi, ecc., mentre di fatto “perdiamo” tutte le altre occasioni in cui i protozoi, proprio per la loro piccola taglia (in media oscillante tra 50 e 200 micron), sfuggono all’esperienza diretta dei nostri sensi!  Sotto il medio ingrandimento di uno stereomicroscopio (20-60 x) un bicchiere di acqua raccolto in mare o in un lago, infatti, rivela un’infinità di forme diverse di Protozoi, così come una cucchiaiata di humus e terriccio raccolto in qualunque nostra campagna!  Persino l’aria è ricchissima di forme incistate di Protozoi, in grado sia di sopravvivere a periodi di asciutto esterno, sia di disperdere la specie permettendole di colonizzare nuovi habitat propizi!  Tanta ricchezza di forme e di funzioni diverse svolge un qualche ruolo nell’ambiente che ci circonda?  Come si inseriscono i Protozoi nei diversi ecosistemi?

 

Il primo motivo per occuparci dell’ecologia dei Protozoi è eminentemente teorico: ci riporta all’idea che questi organismi, circa 2-2,5 miliardi di anni fa, furono protagonisti di quel salto qualitativo unico nella storia della vita, che fu il passaggio dalla organizzazione procariotica a quella encariotica!  L’acquisizione di uno stato forma-funzione cellulare così complesso portò come conseguenza immediata alla “esplosione” di infiniti gruppi sistematici nuovi: bene, questa esplosione delle diverse forme di protozoi non avvenne casualmente, ma venne “guidata” in qualche modo da quelle necessità inevitabili che legano fatalmente un organismo al suo ambiente ed ai fattori fisico-chimico-climatici che lo caratterizzano.  Dunque, conoscere sempre meglio l’ecologia dei Protozoi e comprenderla sempre meglio in tutte le sue implicazioni fortemente anti-intuitive rappresenta un prerequisito irrinunciabile per la comprensione della Biologia Evolutiva di un gruppo di viventi (i primi Eucarioti) così importanti!  D’altra parte lo studio del ruolo che i protozoi giocano nei diversi ambienti da essi colonizzati non può che offrire un elemento basilare alla corretta comprensione della struttura delle diverse componenti che formano le popolazioni di tali ambienti!  A sua volta, questa appropriata visione dei diversi gruppi di viventi e, soprattutto, delle relazioni reciproche che li legano in un’unica catena trofica diviene elemento cruciale di qualunque tentativo di recupero e salvaguardia ambientale!

 

Ci piace particolarmente sottolineare questo aspetto del Scienza che, partendo da una base conoscitiva correi e seria, passa ad una fase applicativa altrettanto seria corretta!  Per quanto riguarda i Protozoi, dobbiamo ricordare che oltre alle nicchie trofiche già occupate dai Procarioti cioè quelle dei Produttori e dei Decompositori) questo  gruppo vivente ha “inventato” (per così dire) un terzo livello veramente importante, quello dei Consumatori sono questi gli esseri viventi in grado di ricavare proprio nutrimento dalle sostanze di altri organismi (prede), e che sono distinti in consumatori prima (erbivori s. 1.) e secondari (carnivori) a seconda che prede siano a loro volta dei produttori o dei consumatori, rispettivamente.  Nel mondo dei protozoi consumatori il cibo viene ottenuto sostanzialmente mediante tre principali strategie: (a) il filter-feeding, cioè l’alimentazione per filtrazione di quanto l’acqua che circonda i organismo, contiene: questa strategia alimentare cori sponde un po’ alla nostra pesca a strascico: (b) raccolta diretta (o predazione), in cui altri organismi microscopici sono intercettati casualmente, intrappolati con mucillagini o uccisi con scariche di battei enzimatiche ed, infine, ingeriti: l’uomo esercita un attività non poi così diversa da un protozoo predato con la pesca mediante arpioni; (c) la raccolta diffusa quella tecnica di predazione in cui si assiste all’emissione di una parte del predatore di “trappole” (p. e; reticulopodi) nel mezzo esterno per la cattura di prede che saranno poi ingerite: la nostra pesca col tramaglio esemplifica bene questa strategia elementare.

 

I Protozoi dunque realizzano la prima catena trofica “completa” (produttori-consumatori primari, consumatori secondari, consumatori terziari, ..., decompositori) e lo poterono fare perché comparvero in un oceano che era letteralmente un immenso brodo di coltura di procarioti (produttori e decompositori) a lo esclusiva disposizione: l’assenza di altri competitori la disponibilità di un si’ sterminato pabulum permise al modello eucaristico neo-comparso una esplosione: qualitativa e quantitativa forse unica nella storia della vita ed un’affermazione che, tuttora, non conosce contrazioni sensibili.  Quest’ultima affermazione non può che farci riflettere perché ormai da lungo tempo (dall’esplosione dei Metazoi che sappiamo essere avvenuta nel Precambrino) un altissimo numero di forme pluricellulari (capì di raggiungere sofisticati livelli di complessità organismica e di relazioni interspecifiche) si sono venute, inserire in tutti gli habitats tipicamente occupati c protozoi senza peraltro limitarne la presenza.  QUI caratteristica biologica può mai permettere a organista unicellulari di colonizzare con successo una certa par di un fondale marino o lacustre, condivisa peraltro ci forme pluricellulari di dimensioni analoghe (si pensi ad esempio ai Rotiferi, ai Gastrorichi ecc.)?  Si può dire che il successo dei Protozoi nell’affermarsi in una certa area è dovuto principalmente al fatto di essere organismi unicellulari: quando un certo protozoo, nel suo movimento casuale sul substrato, capita in un’area in cui si è reso disponibile un buon pubulum (p. es.: i batteri che si accumulano sulla carcassa di un crostaceo caduta sul fondo) inizia a cibarsi rapidamente, ancor più rapidamente dividendosi vegetativamente: è proprio la possibilità della riproduzione asessuata che permette il rapidissimo insorgere e l’instaurarsi di popolazioni di protozoi (originatesi da uno o comunque pochissimi individui iniziali).

 

A questo tipo di fioritura numerica un metazoo non riesce certamente a far fronte, legato com’è ai complessi fenomeni sessuali per la propria riproduzione anche solo numerica!  Il tentativo di molti metazoi di cortocircuitare questa via con riproduzioni particolari “veloci” (si pensi alla partogenesi) può essere letto anche in questo senso come vie riproduttive cioè che garantiscono un’alta resa numerica nel tempo sia pur a scapito di una fortissima riduzione della variabilità genetica: per quanto paradossale posa sembrare, possiamo affermare che, nella logica del nostro discorso generale, la partenogenesi ritrovata frequentemente tra i rotiferi altro non sarebbe che un tentativo di “reinventare” la riproduzione asessuata!  Ma perché questa pesante “spesa” biologica, che questi organismi pluricellurlari si trovano a dover pagare?  Perché nel particolarissimo mondo del “molto piccolo” (quel mondo cioè che è per eccellenza dei protozoi) il cibo si rende disponibile non solo su aree molto piccole (si ripensi all’esempio della carcassa di un piccolo Cyclops o di una Daphnia che permette il fiorire di un ricco popolamento batterico in pochi millimetri cubi), ma anche, e soprattutto, per periodi limitatissimi nel tempo: chi arriva nell’area opportuna (la carcassa) al momento opportuno (i batteri si sono già riprodotti ottimamente) può sfruttare un prezioso e insostituibile pabulum, purché sappia colonizzare l’area stessa non solo prima dell’arrivo di competitori ma anche prima del disperdersi inevitabile del pabulum stesso!

 

Ecco dunque il perché dell’imperativo categorico “fare presto”!  Come conclusione di questa serie di argomentazioni, possiamo dunque dire che le piccole dimensioni dei protozoi li fanno vivere in un mondo particolarissimo, caratterizzato da risorse alimentari discontinue nello spazio (piccole aree ricche di cibo in enormi distese “deserte”) e nel tempo (il cibo scompare e sparisce in una certa area, nell’arco di ore) e questo impone ai Protozoi strategie di sopravvivenza (p.es.: rapide esplosioni numeriche) capaci di rispondere a questo ambiente descritto classicamente come ambiente a regime di “fenst andiamine”, caratterizzato, cioè, da momenti di “festa” intercalati a lunghi periodi di “carestia”.  L’ultimo aspetto della ecologia dei protozoi che resta da discutere è quello che riguarda la loro importanza obiettiva nell’ambiente in cui vivono: chi non si sarà chiesto già una o più volte durante la lettura di queste pagine “sì, va bene! ma chi se ne accorge che la tale popolazione di Ciliati fiorisce o no a sfruttare il talaltro picco batterico?  Ci può interessare che, invece, essa sia elettivamente colpita da un fattore inquinante?”

 

Consideriamo un ambiente così importante come quello pelagico, di mare aperto, cioè: bene, qui la stragrande percentuale di carbonio organicato mediante fotosintesi (produzione primaria) è prodotta da procarioti e microflagellanti e questi organismi sono di taglia così piccola che nessun metazoo riesce a cibarsene.  In altre parole, a fronte di una vastissima produzione primaria sembrerebbe esserci l’impossibilità di utilizzarla proprio da parte di tutti quegli organismi che ne hanno estremo bisogno (sia per taglia media che per metabolismo) e che sono così importanti per l’alimentazione umana (si pensi al ruolo della pesca nell’economia di tutti i paesi).  Se ricordiamo ora quanto affermato a proposito dei Protozoi (che cioè hanno realizzato la prima catena alimentare completa di consumatori primari e secondari) giungiamo al cuore del problema: sono proprio i Ciliati tra i Protozoi quelli che rappresentano i consumatori, sono loro che utilizzano i produttori microscopici (pochi) ne usano le sostanze organicandole nei propri corpi (n x 10 m) e sono sempre loro dunque che rappresentano il cibo (sufficientemente grande come dimensioni, ricco come capacità nutritive e abbondante come quantità) per le larve, ad esempio, di quei gruppi animali di importanza così centrale in ambiente pelagico come i Crostacei e i Pesci!  Ecco dunque trovata la risposta alla domanda a proposito del perché mai preoccuparsi di protozoi e ambiente!

 

Non solo lo studio dell’ecologia di un certo gruppo ci aiuta a comprendere la sua biologia adattativa, ma ci illumina anche a valutarne il peso obiettivo in un certo ambiente: in mare “la balena esiste perché ci sono i ciliati”, potremmo concludere un po’ enfaticamente!  Chiunque vorrà occuparsi del recupero e/o della conservazione di una certa area marina, non potrà farlo senza tener conto di quanto appena affermato: così, a titolo di esempio, un inquinamento “latente”, insufficiente cioè a colpire direttamente la macrofauna di una certa zona, può essere comunque “mortale” per essa, indirettamente, eliminando completamente (o anche solo riducendo drasticamente) il pabulum rappresentato dai protozoi.  Quanto esposto in questo articolo è di grande importanza perché, una volta di più, ci fa riflettere su quanto l’Uomo abusi di quella sottilissima, importantissima e delicatissima fascia del nostro pianeta che ospita la Vita (la Biosfera) per ignoranza scientifica, per leggerezza e miopia politica (a livello di azione sociale) e per bieco e stupido egoismo (a livello dell’attività dei singoli)! se per il primo aspetto del problema possono esistere attenuanti generiche e grandi speranze per il futuro, per i secondi due ci sembra difficile trovare scusanti di alcun genere!  Anche senza andare a rifarci alle grandi catastrofi ambientali, basta che ci guardiamo attorno e i ruscelli inquinati, i canali fetidi, i fiumi ormai morti, i mari ridotti a zuppe maleodoranti ci pongono un inquietante interrogativo dalla difficile risposta: “Perché”?

 

 

Pubblicato originariamente su Naturalmente, 1989, 2 (3), 8-9.