[08/05/2013] News
Le papille erettili mutaforma della lingua del pipistrello mangia-nettare
Un miracolo della natura utile anche per la medicina umana?
Quella che vedete nella foto che pubblichiamo non è una strana pianta o un qualche nuovo strano organismo marino, è la punta della lingua di un pipistrello che si nutre di nettare, un chirottero che utilizza il flusso sanguigno per rimodellare la sua lingua per raccogliere meglio il cibo ma che potrebbe aiutare noi esseri umani a sviluppare nuovi strumenti medici "muta-forma".
Nella singolare ed affascinante ricerca Specialized bat tongue is a hemodynamic nectar mop, pubblicata su Proceedings of National Academy of Sciences da un team di scienziati statunitensi della Brown University, viene studiato il pipistrello Glossophaga soricina, del quale si sapeva da tempo che ha a lingua ricoperta di "peli" per lappare meglio il nettare, strutture minuscole considerate fino ad oggi passive e non certo in grado di muoversi da sole. I "peli" si pensava si fossero evoluti come un mezzo per aumentare la superficie della lingua per aiutare il pipistrello a raccogliere il nettare più rapidamente ed efficacemente possibile, invece si tratta di papille che però non mostrano segni di tessuti sensoriali, invece le papille gustative dei pipistrelli, simili a quelle che abbiamo sulla nostra lingua, sono più indietro sulla lingua del Glossophaga soricina
Cally Harper, del dipartimento di ecologia e biologia evoluzionistica della Brown, spiega che «Le lingue di questo pipistrello sono molto flessibili, e sono morbide. Invece i colibrì hanno lingue biforcute che sono supportate da due aste (protein-reinforced). Durante la suzione del nettare, le aste si separano l'una dall'altra una volta che la lingua è immersa nel n nettare. Quando la lingua viene a è ritirata, il nettare è intrappolato all'interno e tra le punte della lingua».
Il nuovo studio ha scoperto che sulla lingua del Glossophaga soricina c'è una rete precedentemente sconosciuta di vene e arterie che sono associate ai piccoli "peli" sulla punta della lingua del pipistrello, «Quando abbiamo visto questo, abbiamo ipotizzato che i peli sulla punta della lingua potessero riempirsi di sangue e diventare eretti mentre si alimentavano di nettare». I successivi test sulle lingue di pipistrelli morti hanno dimostrato che questa ipotesi è giusta, ma la conferma definitiva è venuta dai video girati ad altissima velocità che rivelano la metamorfosi della lingua mentre gli animali si nutrono di nettare. Questo ha confermato che le lingue dei pipistrelli vivi cambiano effettivamente forma. Il processo è automatico, e probabilmente innescato dalla tensione muscolare in lingua.
La punta della lingua si gonfia di sangue in appena 0,04 secondi, troppo velocemente per cogliere il fenomeno ad occhio nudo. Ma la ripresa ad alta velocità cattura 500 fotogrammi al secondo ed ha rivelato che quando il pipistrello tira fuori la lingua dalla bocca i "peli" sono appiattiti contro la lingua. Solo quando la lingua è completamente distesa la punta si riempie di sangue e le papille schizzano fuori, perpendicolari all'asse della lingua. Quando i "peli" si riempiono di sangue, cambiano colore, dal rosa chiaro al rosso vivo.
Nel loro stato eretto queste papille non solo aumentano la superficie esposta ma anche la larghezza, aumentando così l'efficacia complessiva della lingua come spazzolino da nettare.
D'altronde, i mammiferi (ed anche i pipistrelli lo son) usano il sangue per creare rigidità durante le erezioni del pene, con la dilatazione di arterie per riempire il pene con il sangue così come contraendo i muscoli che impediscono che il sangue si scarichi di nuovo al corpo.
Kurt Schwenk, un esperto di anatomia e meccanica delle lingue dell'università del Connecticut ha detto che a ricerca è sorprendente: «Gli autori non solo hanno scoperto un notevole di pezzo storia naturale, ma hanno anche rivelato il meccanismo di 'alimentazione dei pipistrelli con chiarezza e belle immagini. La ricerca è veramente un gioiello ed è qualcosa che voglio che i miei studenti studino come un esempio di eccellenza scientifica». Schwenk sottolinea che «Anche i gechi gonfiano le loro papille della lingua quando si puliscono gli occhi, ma l'effetto non è così forte come nei pipistrelli. Penso che ci siano altre incredibili lingue di natura dinamica che attendono di essere scoperte, forse tra i marsupiali che si nutrono anche loro di nettare e che utilizzano lingue a spazzola».
Anche gli scienziati che hanno condotto lo studio sono convinti che esistano un gran numero di strane e meravigliose lingue di animali che ne fanno «Organi ideali per studiare l'evoluzione, ma anche grandi fonti di ispirazione per i futuri strumenti chirurgici e robot medici».
Harper è certa che «Strumenti modellati sulle punte delle lingue del pipistrello sarebbe vantaggiosi perché sarebbero flessibili, quindi in grado di piegarsi e conformarsi alle curve dei vasi sanguigni ed intestini ed e in grado di cambiare contemporaneamente configurazione, lunghezza e superficie. Ma possono anche minimizzare i danni per alcune strutture dei tessuti molli».
Cang Lam, un medico medical engineer californiano è d'accordo: «La linguetta mutaforma del pipistrello potrebbe essere utilizzata come modello per dispositivi in grado di contenere piccoli vasi sanguigni e poi cambiare forma diventando una spazzola circolare. Un dispositivo che mi viene subito in mente è un retriever di coaguli per i pazienti con ictus».