Con(pa)tagion

Bentornati all’ appuntamento con l’articolo che non posso delegare ad altre persone! La settimana scorsa L.AMA.N.T.IN.I. non è uscito perché ero a Lucca Comics and Games a fare vergognare le persone che mi accompagnavano era festa. Questa settimana si recupera con una edizione SPECIAL e preparatevi ad un post che raccoglie il mio parere e quello di altre persone estremamente influenti sul MuSe di Trento. No, non mi hanno fatto entrare gratis. Sì, c’era un dilofosauro.

Halloween è passato da poco e Natale, con il suo corredo di canzoncine ammorbanti, è sempre più vicino. È il clima giusto per un articolo sui signori della notte, gli animali che incutono timore nel cuore di colui che li osserva: i pipistrelli.

Il terrore e il raccapriccio sono potenti in questo figlio delle tenebre.

Il terrore e il raccapriccio sono potenti in questo figlio delle tenebre.

Beh, non solo sui pipistrelli. Avete presente Contagion? Ho amato quel film. Il virus responsabile della morte di Gwyneth Paltrow (non è uno spoiler! Tira le cuoia a neanche 5 minuti dall’inizio) era stato ritrovato, per la prima volta, in un pipistrello. Forse non avete dato troppo peso alla cosa, o magari siete stati solo contenti che il simpatico mammifero fosse stato usato come vettore dalla pandemia che ha eliminato Kate Winslet (questo è uno spoiler, fatemi causa). Ma la verità è un’altra e, per dirla come Laurence Fishburne (c’è pure lui nel film), potete fare finta che non esista o vedere quanto è profonda la tana del bianconiglio.

Questa è la vostra pillola rossa.

I pipistrelli appartengono all’ordine dei chirotteri e, dopo i roditori, sono i mammiferi più abbondanti del pianeta, nonché gli unici capaci di volare. Tutte le 1240 specie viventi appartengono ad uno dei due sottordini: Yinpterochirotteri  e Yangochirotteri. Il primo raggruppamento contiene al suo interno i grandi pipistrelli mangiatori di frutta, più qualche famiglia di cugini più piccoli come Rinopomatidi, i Megadermatidi e i Rhinolopidi. Tutti gli altri pipistrelli, quelli una volta chiamati microchirotteri, appartengono agli Yangochirotteri.

Piccoli o grandi che siano, i pipistrelli sono con noi da parecchio. I fossili più antichi che abbiamo di questi animali risalgono a circa 52 milioni e mezzo di anni fa, anche se le ricostruzioni collocano la comparsa dei primi pipistrelli nel Cretaceo superiore (80 milioni di anni fa). Dopo aver superato brillantemente l’estinzione di massa al termine del Cretaceo, i chirotteri si diversificheranno in un ampio numero di forme in tutto il Terziario. Tradizionalmente chiamati anche “topi con le ali” i pipistrelli sono imparentati più strettamente con i cavalli, insieme ai quali formano il super ordine Pegasoferae che comprende al suo interno altri animali estremamente diversi tra loro, come i gatti e i pangolini. Ma non i roditori.

I chirotteri sono bestiole estremamente longeve, vivendo in media 3.5 volte di più rispetto ad un mammifero della stessa taglia. Vi sono specie di pipistelli che raggiungono addirittura 25-30 anni di vita. Molti chirotteri sono gregari, e amano formare colonie che definire numerose è come dire che a Lucca sabato scorso c’erano un paio di persone. Centinaia di migliaia di Tadarida brasiliensis mexicana, un pipistrello che vive in Messico, si ritrovano in aree dove gli individui sono talmente vicini tra loro al punto che 3000 animali possono essere presenti in un metro quadrato.

Leptonycteris nivalis punta un fiore di saguaro. A fianco, Antrozous pallidus mentre sgranocchia la cena. Immagini SearchNet Media e itsnature.org

Leptonycteris nivalis punta un fiore di saguaro. A fianco, Antrozous pallidus mentre sgranocchia la cena. Immagini SearchNet Media e itsnature.org

I chirotteri svolgono ruoli ecologici essenziali. Come impollinatori questi animali sono notevoli e, sebbene gli insetti si prendano tutto il merito, trasportano per chilometri interi il polline di alberi come il mango e il banano. Questo processo è talmente importante da aver meritato un nome: chirotterofilia. Non lo fanno per aderire ad uno strano codice etico chirotteresco. Generalmente vengono attratti dal nettare delle piante e, dopo essersi nutriti, finiscono per trasportare il polline di queste ultime fino al luogo del pasto successivo. Non è un processo da sottovalutare. La diversità genetica nelle piante da frutto le protegge contro l’insorgenza di nuove malattie e dagli attacchi dei parassiti. Questa diversità è dovuta al polline trasportato dai pipistrelli che contiene, spesso, geni diversi da quelli “locali”. Molti chirotteri, come lo splendido pipistrello delle banane (Musonycteris harrisoni), hanno anche evoluto strutture morfologiche particolari per aiutarli nel raggiungere il nettare dei fiori. Un discorso analogo a quello per il trasporto dei pollini può essere fatto per quei pipistrelli che, tramite il loro guano, spargono i semi dei frutti di cui si sono nutriti. È il caso dei grandi chirotteri mangiatori di frutta, come le volpi volanti. Ma il mio particolare ringraziamento va ai pipistrelli insettivori. Un singolo vespertilio bruno (Myotis lucifugus) può arrivare a catturare fino a 600 zanzare in un’ora. E che dire di quei facoltosi pipistrelli che, rimasti orfani in tenera età, diventano vigilantes spinti da un dubbio senso di giustizia?

Insomma, sono bestie utili. E parecchio anche.

Ma non è tutto.

I pipistrelli sono anche pieni di virus.

I primi resoconti di virus associati a chirotteri risalgono al 1920, quando la rabbia venne rinvenuta in diverse specie del Sud America. Il virus ebola (EBOV), il coronavirus responsabile della Sindrome Acuta Respiratoria Severa (SARS), i virus Nipah (NiV) e Hendra (HeV) sono solo alcuni dei patogeni trovati nei pipistrelli negli ultimo 20 anni. E non si tratta di scoperte piacevoli. NiV, ad esempio, è stato rinvenuto per la prima volta in Malesia dove, tra il 1998 e il 1999, aveva infettato alcuni maiali da allevamento. La trasmissione di questo virus all’uomo ha causato 109 morti. Non molti viste così ma, considerato che il totale degli infetti era di 283 individui, rappresenta una fatalità del 39%. Si è scoperto successivamente che il virus era stato trasmesso ai maiali dalle volpi volanti appartenenti al genere Pteropus (P.giganteus, P.vampyrus e P.hypomenalus). Questi sono animali spettacolari dall’apertura alare che, nel caso di P.vampyrus, raggiunge comodamente il metro e mezzo. Dal 2001 nuovi casi di NiV sono stati registrati in India e Bangladesh con cadenza annuale, aggiungendo al conteggi altri 210 morti su 310 infetti.

I roditori sono soliti ricevere tutta la colpa quando si parla di grandi piaghe, e in effetti fungono da ospiti a un numero di virus maggiore rispetto a quello che troviamo nei chirotteri. Ma i pipistrelli, forti solo della metà del numero di specie rispetto a topi&co., ospitano un numero maggiore di virus per specie. Comprensivamente 15 famiglie di virus, 10 a RNA e 5 a DNA, sono noti infettare 75 generi diversi di chirotteri.

La cosa più sorprendente è che questi mammiferi non mostrano nessuno dei sintomi correlati all’azione dei virus che li infettano. Solo la rabbia causa danni alle popolazioni naturali di pipistrelli, anche se la percentuale degli individui infetti che soccombe all’infezione è estremamente ridotta. Sembra quasi che ai chirotteri non importi.

Ma come? Come possono sopportare tutto questo? Sono davvero gli ospiti virali che meritiamo, ma non quelli di cui abbiamo bisogno?

Per capirlo dobbiamo analizzare la storia e le caratteristiche di questi animali.

Pteropus vampyrus, il trasporto per virus più simpatico che c’è. A fianco, Onychonycteris finneyi, il chirottero più antico mai trovato. Immagini Wikimedia Commons

Pteropus vampyrus, il trasporto per virus più simpatico che c’è. A fianco, Onychonycteris finneyi, il chirottero più antico mai trovato. Immagini Wikimedia Commons

Facciamo un salto indietro nel tempo. Quando parliamo di estinzioni di massa la prima che salta in mente è quella avvenuta 65 milioni di anni fa. Durante questo catastrofico evento un meteorite di 10 km di diametro ha colpito la terra e, insieme ad altri fattori, ha causato l’estinzione di animali simpatici a tutti come gli anchilosauri. Ma i grandi vertebrati non sono stati gli unici a vivere male la cosa. Considerando che la sopravvivenza dei virus è legata a quella dei loro portatori anche questi patogeni hanno accusato il colpo. Un ridotto numero di ospiti, un loro maggiore isolamento e ,in molti casi, una loro scomparsa totale, avrebbero reso difficile per i virus replicarsi e diffondersi in quantità tali da assicurarsi la sopravvivenza. L’evoluzione avrà favorito quei virus presenti in organismi di taglia ridotta, capaci di trovare cibo e riparo in un mondo devastato dalle conseguenze di un impatto di un meteorite. Queste caratteristiche sono tutte applicabili ai pipistrelli del Cretaceo. Sopravvissuti al grande cataclisma, i chirotteri ed i loro virus avranno perdurato, diversificandosi in nuove forme e giungendo infine ai giorni nostri.

Ma perché i pipistrelli non mostrano i sintomi delle decine di virus che trasportano?

Pensiamo un attimo al punto di vista di un virus. Il patogeno necessita di diverse strutture presenti nelle cellule del loro ospite per replicarsi. Non possono farlo da soli, e un ospite morto non serve a nessuno. Se un virus potesse infettare un organismo e diffondersi senza distruggerlo sarebbe, quindi, una vittoria per entrambe le parti in causa e una relazione evolutivamente “stabile”. Tuttavia stiamo parlando di virus e la stabilità non è proprio il punto forte di questi organismi. La capacità di replicarsi, di mutare e di ricombinare dei virus (specialmente di quelli a RNA) è centinaia di volte più veloce rispetto a quella dei loro portatori, che devono affidarsi alla buona vecchia riproduzione sessuata. Virus modificati, diversi anche solo per poche mutazioni dalle generazioni precedenti,  possono risultare letali per i loro portatori. I patogeni di successo saranno quelli che avranno evoluto alcune strategie, come ad esempio la produzione di proteine specifiche, per permettere il mantenimento delle normali funzioni cellulari del loro portatore. Questi “accessori” agirebbero come meccanismi di protezione dell’ospite da eventuali danni causati dal virus. Sembra che questo sia effettivamente il caso di molti virus a RNA, come quelli che infettano i pipistrelli. Il raffinamento di questa strategia attraverso i milioni di anni avrà condotto alla situazione attuale di bilanciamento tra le necessità dei virus e la sopravvivenza del loro portatore. Le morti che avvengono al momento del passaggio di ospite sarebbero dovute soprattutto all’alterazione di questo delicato equilibrio.

Possiamo spingerci oltre

È possibile che ci siano dei vantaggi a possedere la propria comunità di virus ben adattati?

Per quanto possa sembrare assurdo sembra proprio di sì.

L’immunità innata è una delle due grandi aree dentro le quali possiamo dividere la risposta immunitaria di un organismo. È la prima risposta del corpo alle infezioni e agli agenti patogeni e si attiva in tempi estremamente rapidi. A differenza dell’immunità specifica, che come i più brillanti di voi avranno intuito è specifica, l’immunità innata è in grado di riconoscere un numero limitato di agenti patogeni. Questa cosa non la rende meno utile, visto che le cose che è abituata a riconoscere sono quelle più abbondanti in natura, solo aspecifica. Recenti studi hanno dimostrato che uno stato cronico di infezione, come quello che troviamo nei pipistrelli, permetterebbe all’immunità innata di proteggere meglio l’organismo da patogeni simili a quelli già presenti. In pratica i virus dei pipistrelli, non dannosi per loro, li proteggerebbero da nuovi e più pericolosi patogeni.

Vi è perfino l’ipotesi che questi virus vengano usati dai chirotteri contro i predatori a mo’ di armi biologiche. La protezione che si avrebbe non sarebbe nei confronti del singolo individuo,  piuttosto agirebbe a livello di specie. La trasmissione del virus Nipah, ad esempio, è effettivamente facilitata da una condizione di stress del suo portatore. Virus come questo possono infettare un ampio numero di organismi e, in alcuni di questi, risultano letali.

La struttura del virus Nipah. A fianco, una perfetta ricostruzione dell’inserimento del genoma di un virus in quello dell’ospite.

La struttura del virus Nipah. A fianco, una perfetta ricostruzione dell’inserimento del genoma di un virus in quello dell’ospite.

A prescindere dalle speculazioni che possiamo fare all’infinito (noi ci si incontra tutti i martedì sera alle 21 per speculare sui chirotteri. Citofonare Lami), la storia dei pipistrelli e dei loro virus è senza dubbio un trionfo di coevoluzione. E noi possiamo unicamente guardare con occhi colmi di terrore e disgusto questi signori delle tenebre quando, durante le serate estive, banchettano con gli insetti attirati dalle luci dei lampioni.

O no? Non vogliono unicamente la nostra morte? Non vengono a cercarci a casa con una perseveranza degna dei migliori venditori di Folletto?

Torniamo a considerare l’esempio del virus Nipah, l’epidemia trasmessa attraverso feci, saliva e resti di cibo delle volpi volanti asiatiche. L’epidemia del 1998 non è un caso. I maiali vengono allevati in Malesia da molto tempo, ma solo recentemente gli allevamenti hanno raggiunto dimensioni tali da permettere la diffusione di un eventuale virus tra gli animali. Oltre a questo, la deforestazione a cui sono state sottoposte le foreste del sudest asiatico ha ridotto notevolmente la disponibilità di alberi da frutto, fonte primaria di cibo per i pipistrelli del genere Pteropus. Le motivazioni sono le solite, l’utilizzo del legname come combustibile e la necessità di nuovi terreni da dedicare alle coltivazioni di Elaeis guineensis, la pianta da cui si ricava l’olio di palma. Infine, con una mossa davvero poco lungimirante, gli allevatori hanno lasciato crescere delle piante di mango attorno alle fattorie, probabilmente per creare zone d’ombra dove i maiali potessero riposarsi.

Ora unite i puntini. O lasciatelo fare a Contagion.

Quanto amo quel film.

FONTI

  • Smith, I., & Wang, L.-F. (2013). Bats and their virome: an important source of emerging viruses capable of infecting humans. Current opinion in virology, 3(1), 84–91.
  • Luis, A. D., Hayman, D. T. S., O’Shea, T. J., Cryan, P. M., Gilbert, A. T., Pulliam, J. R. C., … Webb, C. T. (2013). A comparison of bats and rodents as reservoirs of zoonotic viruses: are bats special? Proceedings. Biological sciences / The Royal Society, 280(1756), 20122753.
  • Wang, L.-F., Walker, P. J., & Poon, L. L. M. (2011). Mass extinctions, biodiversity and mitochondrial function: are bats “special” as reservoirs for emerging viruses? Current opinion in virology, 1(6), 649–57. doi:10.1016/j.coviro.2011.10.013

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