grassoccio e pesante, i tardigradi si sono guadagnati il ​​soprannome di "orsi d'acqua" quando gli scienziati hanno osservato per la prima volta le andature ingombranti degli animali lunghi 0,02 pollici nel XVIII secolo. Il loro passo tozzo, però, solleva la questione del perché i tardigradi si siano evoluti per camminare.

Animali piccoli e morbidi come i tardigradi raramente hanno le gambe e quasi mai si preoccupano di camminare. Per esempio, vermi rotondi di dimensioni e tipo di corpo simili si dimenano, strisciando le loro forme pastose su substrati imprevedibili. Eppure l'orso d'acqua, un micro-animale così distinto che gli scienziati sono stati costretti ad assegnarlo al proprio phylum, usa otto gambe tozze per spingersi in modo improbabile attraverso sedimenti marini e d'acqua dolce, attraverso le dune del deserto, e sotto terra.

Ora, un nuovo studio in PNAS analizza le andature dei tardigradi e scopre che gli orsi acquatici camminano in un modo molto simile a quello degli insetti 500, 000 volte la loro dimensione. La scoperta implica l'esistenza di un antenato comune o di un vantaggio evolutivo che spiega perché una delle creature più piccole e morbide si è evoluta per camminare proprio come più grandi, insetti dal corpo duro.

"I tardigradi hanno un modo robusto e chiaro di muoversi, non sono queste cose goffe che inciampano nel deserto o nella lettiera, "dice Jasmine Nirody, un membro del Centro di studi di fisica e biologia del Rockefeller. "Le somiglianze tra la loro strategia locomotiva e quella di insetti e artropodi molto più grandi aprono diverse domande evolutive molto interessanti".

Corridori lisci

Nirody e colleghi hanno determinato per la prima volta come camminano e corrono gli orsi acquatici. "Se guardi i tardigradi al microscopio ottico abbastanza a lungo, puoi catturare una vasta gamma di comportamenti, " dice Nirody. "Non li abbiamo costretti a fare nulla. A volte sarebbero davvero rilassati e vorrebbero solo passeggiare per il substrato. Altri tempi, vedrebbero qualcosa che gli piace e correrebbero verso di essa."

Nirody ha scoperto che, nel modo più tranquillo, l'acqua porta legname per circa metà della lunghezza del corpo al secondo. A tutto gas, i loro passi lenti li portavano a due lunghezze del corpo nello stesso lasso di tempo. Ma la sorpresa è arrivata quando ha osservato come i piedi di un orso acquatico toccano il suolo mentre prende slancio. A differenza dei vertebrati, che hanno andature distinte per ogni velocità - immagina gli zoccoli di un cavallo mentre passa da una camminata a un galoppo - i tardigradi corrono più come insetti, correre a velocità crescenti senza mai cambiare i loro schemi di passo di base.

"Quando i vertebrati passano dal camminare alla corsa, c'è una discontinuità, " dice Nirody. "Con gli artropodi, tutti i modelli di passo esistono lungo lo stesso continuum."

Antico coordinamento

Perché i tardigradi condividono una strategia locomotiva con molto più grandi, insetti dal corpo duro?

Una possibile spiegazione è che i tardigradi, a lungo ipotizzato che non si adattasse perfettamente a nessuna tassonomia esistente, possono condividere antenati comuni - e persino un circuito neurale comune - con insetti come i moscerini della frutta, formiche, e altre creature che corrono segmentate. Infatti, alcuni scienziati sostengono la classificazione dei tardigradi all'interno del proposto clade di panartropodi, un gruppo di raccolta che assegnerebbe uno spazio comune sugli scaffali agli insetti, crostacei, vermi di velluto, e gli orsi d'acqua.

Un'altra possibilità è che non vi sia alcuna connessione ancestrale tra tardigradi e artropodi, ma che i gruppi di organismi non correlati sono arrivati ​​indipendentemente alle stesse strategie di camminata e corsa perché erano evolutivamente vantaggiose. Forse il modo migliore per navigare su un terreno imprevedibile con un corpo microscopico è arrancare come un orso acquatico.

Nirody è ugualmente affascinato da entrambe le possibilità. "Se esiste un sistema neurale ancestrale che controlla tutto il cammino dei panartropodi, abbiamo molto da imparare, "dice. "D'altra parte, se artropodi e tardigradi convergessero su questa strategia indipendentemente, poi c'è molto da dire su ciò che rende questa strategia così appetibile per le specie in ambienti diversi".

Al di là delle implicazioni per la biologia evolutiva e lo studio della locomozione animale, i risultati potrebbero avere ramificazioni per i fiorenti campi della robotica morbida e su microscala.

Studiando come i piccoli animali si sono evoluti per muoversi in ambienti difficili, gli scienziati potrebbero essere in grado di progettare robot in grado di comprimersi in modo più efficiente in piccoli spazi o operare su microscala. "Non sappiamo molto di ciò che accade agli estremi della locomozione:come creare un piccolo deambulatore efficiente, o come dovrebbero muoversi le cose dal corpo molle, " dice Nirody.

"I tardigradi sono un importante oblò per il corpo morbido, locomozione su microscala".

La ricerca è stata pubblicata su Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .