Se dovessi indovinare quale organismo possiede uno sperma con 40.000 code, cosa indovineresti? L’elefante? Una balena? Chuck Norris? Avresti indovinato che appartiene a una pianta?
Questo è lo sperma di Zamia roezlii. Ha una frangia di decine di migliaia di flagelli per mettere il turbo al suo cammino verso le uova.* Che una pianta possieda uno sperma con una tale potenza è ancora più sorprendente se si considera che la maggior parte delle piante ha sperma senza coda. Un granello di polline è in realtà una piccola pianta aploide chiamata gametofito maschile. Nella maggior parte delle piante da fiore e conifere un granello di polline produce due spermatozoi senza coda che viaggiano lungo un tubo pollinico scavato per raggiungere il gametofito femminile sepolto all’interno di un cono o di un fiore – nessuna coda necessaria.
Le piante ancestrali tendono ad avere spermatozoi natanti perché le piante terrestri si sono evolute da alghe verdi acquatiche, dove il nuoto – e la fecondazione – era facile. Alcune piante ancestrali come i muschi hanno ancora lo sperma con la coda e si basano su una pellicola acquosa sulla superficie della pianta per lo sperma per arrivare dal punto A al punto B. Ma sono così pessimi nuotatori che alcuni muschi ricorrono al piano B: fanno foglie speciali piegate in piccole coppe di spruzzi, e quando una goccia di pioggia vi atterra, la loro architettura fa esplodere lo sperma all’interno verso il cielo nel tentativo di inviarlo nelle vicinanze di una femmina ricettiva. Quindi lo sperma di una pianta che nuota in modo turbo è sicuramente una stranezza.
A quale pianta appartiene questo sperma impressionantemente dotato? A una cicadina.
OK, allora cos’è una cicadina? Questa è una cicadea.
Non uova di dinosauro — ma qualcosa che i dinosauri potrebbero aver visto. Creative Commons kiryna. Clicca sull’immagine per la licenza e il link.
Ecco come appaiono tipicamente di profilo. Queste sono cicadi mature, giovani e piantine della stessa specie.
Creative Commons Esculapio; Clicca sull’immagine per licenza e link.
Le cicadi sono vecchie. Molto vecchie. Erano le piante dominanti durante il Mesozoico, l’età dei dinosauri, come si vede in innumerevoli murales antichi. Almeno questo è stato il dogma per molti, molti anni. Ma recentemente è stato pubblicato uno studio ampiamente riportato che mina quell’idea – se lo si guarda in un certo modo. Ma prima di arrivare a questo, guardiamo cosa sono le cicadi e la loro sorprendente biologia.
A volte chiamate palme sago, le cicadi non sono in alcun modo palme. Le palme sono piante da fiore. Le cicadi, come i pini e i cespugli di ginepro, sono gimnosperme – piante a “seme nudo”. In altre parole, producono semi, ma non producono fiori o frutti per portare quei semi nel mondo o per mandarli avanti. I semi sono stati una grande innovazione evolutiva per le piante, perché hanno permesso loro di confezionare un piccolo embrione vegetale che ha già iniziato a svilupparsi – forse anche una piccola radice e alcune piccole foglie – con un po’ di cibo immagazzinato in un guscio resistente all’essiccazione.
Un seme è un modo di dare a una giovane pianta un inizio di vita e un po’ di cibo per la strada, non diversamente dall’innovazione relativamente contemporanea delle uova amniote nei vertebrati terrestri. Le spore microscopiche – il precedente metodo di dispersione ancora oggi impiegato da muschi, licopodi e felci – sono molto più inclini a seccarsi o ad atterrare in un luogo troppo inospitale per la germinazione. I semi aiutano ad aumentare le possibilità di successo.
Una pianta di cicadea è una colonna o un tronco di basi di vecchie foglie sormontate da un gruppo di nuove foglie. Le foglie delle cicadi sono meravigliose da toccare, se ne avete la possibilità. Strappate, coriacee, dure e spesso blu-verdi, c’è qualcosa di deliziosamente primordiale nel modo in cui si sentono (anche se, va detto, i muschi molto più vecchi hanno foglie delicate e sottili**).
Le cicadi hanno anche un’interessante simbiosi con i cianobatteri, chiamati anche alghe blu-verdi, proprio come alcuni licheni. Fanno delle speciali “radici coralloidi” che crescono verso l’alto in modo molto poco radicale. In cambio dell’alimentazione, dell’alloggiamento e del sollevamento dei loro simbionti cianobatterici in superficie all’interno di queste strutture, i cianobatteri forniscono alla cicadea il più limitante dei bio-nutrienti: l’azoto fisso.
Oltre ad avere uno sperma supercaricato, il polline delle cicadi ha un’altra interessante abitudine che condividono con il loro parente stretto, il Gingko. Quando il loro polline arriva su un cono femminile (di solito tramite un tonchio, un coleottero o il vento), inizia a crescere in un ovulo. Una volta lì, inviano un lungo tubo in una parte dell’ovulo chiamata nucello e inviano una struttura haustoriale che succhia le sostanze nutritive dalla femmina ospite. Gli haustoria sono utilizzati anche da funghi parassiti che penetrano nelle loro piante ospiti.
Nelle cicadi, il tubo pollinico haustoriale finisce per distruggere la maggior parte del tessuto in cui penetra, anche se questo tessuto a) non fa parte del futuro seme e b) è tecnicamente sacrificabile perché una volta che un cono è fecondato non viene più utilizzato. Ma immaginate, se volete, che ogni volta che gli spermatozoi umani atterrano in un utero, si impiantano nella parete uterina, succhiano sostanze nutritive e crescono in piccoli organismi propri per un po’, e solo allora rilasciano i gameti che andranno a fecondare l’uovo. Questo dovrebbe darvi l’idea generale, un po’ snervante.
Come la maggior parte delle gimnosperme, le cicadi producono coni maschili e femminili, ma a differenza di molte conifere, portano solo coni maschili o femminili su una data pianta. Cioè, ci sono cicadi femmine e cicadi maschi. I coni femminili producono semi e i coni maschili polline. Nella foto in alto ci sono coni femminili con semi all’interno. Quando li rompi, spesso trovi semi dai colori vivaci, come questo, o questo:
Disembrando un cono di cicadea. Uno dei semi dai colori brillanti è visibile nella mano del soggetto. Creative Commons Sharktopus; clicca per licenza e link.
Perché le cicadee sono di genere, ciò significa che è anche possibile ritrovarsi da soli. Infatti, come Robert Krulwich ha riportato recentemente sul suo blog, questo è stato il triste destino di una cicadea trovata in Africa 100 anni fa e spedita ai Royal Botanic Gardens di Kew. È un maschio. E a meno che qualcuno non trovi una femmina per tenergli compagnia, sarà l’ultimo della sua specie.
Le cicadi hanno ricevuto un po’ di attenzione ultimamente. Molte cicadee contengono sostanze cancerogene o neurotossine o entrambe. In Island of the Colorblind di Oliver Sacks, egli racconta la sua passione per le cicadee (un amore che condivido) e la sua frustrante indagine su una misteriosa malattia neurologica devastante tra la gente di Guam che potrebbe essere collegata alla loro abitudine di pestare i semi per fare la farina di cicadee. Ultimamente, i sospetti sono caduti sulla pratica di mangiare pipistrelli che potrebbero avere concentrato le neurotossine delle cicadi nel loro corpo.
Questo ci riporta alla questione della loro antichità. I fossili di cicadee risalgono almeno al Permiano, e forse al Carbonifero, 320 milioni di anni fa, l’età delle paludi giganti che formano il carbone e delle libellule di dimensioni inquietanti. Ma fiorirono durante il Mesozoico – l'”età dei dinosauri” – e probabilmente furono mangiati e certamente calpestati dai dinosauri. Potrebbero anche essere state le prime piante impollinate dagli insetti quando i coleotteri presero l’abitudine di mangiare – e in generale di vivere, sguazzare e diffondere – il polline delle cicadi, una tradizione che continua ancora oggi. Ma un recente studio su Science riportato qui, qui e qui trova che, secondo il loro DNA, le 300 specie moderne di cycad si sono evolute un misero 5-12 milioni di anni fa.
OK, quindi le specie vive oggi non erano quelle vive durante il Mesozoico. Questo lo accetto. Questa, di per sé, è una notizia interessante – la loro diversità è diminuita sulla scia del Grande Impatto, e sembrano essere rimbalzate e ri-specificate durante una sorta di cambiamento climatico mondiale. Ma gli autori fanno un punto importante sul fatto che non possiamo chiamare le cicadi “fossili viventi” perché non sono le stesse specie che troviamo nei fossili.
Aspettate. Sembrano ancora antiche cicadi. Fanno ancora semi come le antiche cicadi. Il loro sperma con la coda tradisce ancora la loro antica origine, e la condizione ancestrale di tutte le piante terrestri, presumibilmente proprio come le antiche cicadi. Il sondaggio dice: Sono ancora cicadi. E le cicadi sono ancora antiche. E così, secondo me, quando si visitano le cicadi nei giardini botanici o le si vede nel giardino di qualcuno, va ancora bene pensare che siano antiche, e immaginare queste straordinarie creature tra i dinosauri.
**OPZIONALE BIONERD DIGRESSIONE TECNICA E ALLERTA SOAPBOX**
Si impara rapidamente in biologia, come nella nostra vita, quasi tutto è una zona grigia. La vita è un continuum di forma e funzione. Cerchiamo di imporre un ordine concettuale ordinato su di esso per renderlo più facile da capire e discutere, ma non appena lo abbiamo fatto, troviamo alcune (o molte!) creature che mettono i bastoni tra le ruote.
Prendiamo, per esempio, il termine “specie”. Se volete davvero accendere un fiammifero in una stanza piena di carburante ideologico, chiedete a un gruppo di biologi di definire questo termine. Meglio ancora, studiate la vita abbastanza a lungo e vi renderete conto che “specie” ha significati completamente diversi tra i vari gruppi di esseri viventi, e specialmente tra i batteri e gli archei, dove il sesso tra le specie è comune e i meccanismi di definizione delle specie come l’isolamento riproduttivo o geografico che funzionano abbastanza bene negli animali sono spesso senza significato.
Non sto dicendo che dovremmo abbandonare il concetto di “specie” o anche sbarazzarci della nomenclatura binomiale, il sistema a doppio nome ideato da Carolus Linnaeus per chiamare le specie per nome (pensate: Homo sapiens). Penso che abbia ancora un grande valore per gli esseri umani pensare agli esseri viventi in termini di specie – molte delle quali sono facilmente distinguibili e molto “reali” – e dare loro dei nomi e non (perdonate il termine) dei disumanizzanti numeri di codici a barre, come alcuni hanno proposto.
Ma forse non dovremmo essere così schizzinosi sul termine “fossile vivente” riguardo alle specie. Forse le cicadi sono cambiate un po’ dai tempi dei dinosauri. Forse non sono la stessa “specie”. Se hanno più o meno lo stesso aspetto e fanno più o meno le stesse cose negli stessi modi, per me va bene. Sono ancora forme antiche riconoscibili, e sono ancora vive.
Io, per esempio, amo i “fossili viventi” perché aiuta a rendere le cose vivide per i non scienziati. Aiuta le persone a impegnare la loro immaginazione. Perché a meno che non si conosca la loro storia, e la loro storia, le cicadee potrebbero sembrare solo una noiosa palma-cosa, e un fossile di cicadea solo “una foglia”. Quando leggete che le cicadi sono fossili viventi, e che qualcosa di quasi identico ha vissuto tra i dinosauri e le libellule giganti antiche, e che oggi possiedono forse lo sperma più ben dotato del pianeta, e che potete ancora oggi toccare i loro discendenti viventi e respiranti, i vostri occhi potrebbero aprirsi sul fatto che sono molto di più.
*Sento una certa invidia latente per le flagelle tra alcuni elementi del mio pubblico di lettori. Mi ricorda un po’ quei tipi con tre o quattro motori fuoribordo attaccati alla parte posteriore dei loro motoscafi, se sai cosa intendo.
** Tecnicamente, “fillidi”.