Stella marina: biologia e caratteristiche dettagliate

Le stelle marine, appartenenti all'ordine degli Asteroidei e al phylum degli Echinodermi, evocano immagini di mare e di vacanze, ma al di là dell’aspetto si tratta di organismi dotati di tali e tante proprietà e caratteristiche davvero sorprendenti e ancora oggi non del tutto note. Lontane parenti di ricci e cetrioli di mare, sono presenti in tutti gli oceani del mondo con oltre 1900 specie viventi e sono voraci predatori con il ruolo ecologico di regolatori numerici di altri organismi negli ecosistemi marini.

Origine e diffusione

Il phylum ha origini molto antiche. I primi fossili appartenenti con sicurezza al gruppo hanno più di 500 milioni di anni e risalgono al Cambriano inferiore. Con oltre settemila specie esistenti gli echinodermi si trovano a livello globale in quasi tutte le profondità, latitudini e ambienti oceanici. Raggiungono la più alta diversità negli ecosistemi di barriera corallina, ma sono diffusi anche sulle coste poco profonde, intorno ai poli e in tutte le piane oceaniche.

Struttura e anatomia esterna

Il corpo delle stelle marine è caratterizzato da una simmetria pentaraggiata, cioè la suddivisione del corpo in cinque parti simmetriche rispetto all'asse centrale dorso-ventrale che porta da un lato la bocca e dall'altro l'ano. Queste disposizione è evidentissima nelle stelle, in cui ad ognuna delle cinque parti corrisponde un braccio. Le braccia non sono necessariamente cinque: alcune specie ne hanno solo quattro, altre possono arrivare fino a cinquanta, come Labidiaster annulatus che può possederne addirittura 50.

Lo scheletro di questi animali è costituito principalmente da placche calcaree che rendono il loro corpo ruvido; la maggior parte degli echinodermi è ben protetta contro i predatori grazie alla corazza di piastre calcaree dell'esoscheletro, più o meno fuse tra loro, e in alcuni gruppi sono presenti aculei.

pedicelli ambulacrali e vista laterale di una stella marina

Sistema acquifero e locomozione

Questi animali riescono a muoversi e a scambiare gas con l’ambiente grazie a un sofisticato sistema idraulico. Sulla parte dorsale c’è una piastra madreporica che consente l’ingresso dell’acqua nel corpo della stella marina. L’acqua si distribuisce in un sistema di canalizzazioni (i canali radiali) che si irradiano lungo le braccia. Lungo i canali radiali sono presenti migliaia di pedicelli ambulacrali, piccole protuberanze digitiformi con ventose che aderiscono al substrato.

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A ogni pedicello è collegata un’ampolla, un organello muscolare in grado di pompare acqua verso il pedicello facendolo gonfiare e sgonfiare; questo meccanismo consente all’animale di aderire al substrato e di compiere spostamenti. In certe specie il numero di pedicelli può arrivare a decine di migliaia e il movimento resta coordinato grazie a semplici cordoni nervosi radiali.

Sistema nervoso e sensorialità

Il sistema nervoso consiste in un anello di nervi che circonda la bocca e si divide in cordoni radiali che raggiungono le braccia. Le stelle marine hanno cellule sensoriali nell'epitelio, macchie oculari rudimentali sulle punte delle braccia e papille sensibili al tatto. Le stelle marine percepiscono tatto, gusto e olfatto e molte specie possiedono organi visivi rudimentali che percepiscono la luce; per questo molte stelle marine non amano la luce e si rifugiano in zone ombreggiate.

Anatomia interna e digestione

Lo stomaco di una stella marina può allargarsi verso l'esterno: alcune specie estroflettono lo stomaco attraverso la bocca per avvolgere la preda e iniziare la digestione esterna, poi ritirano lo stomaco e completano l'ingestione. L'intestino è ampio, occupa il disco centrale e si estende fino alle braccia della stella. Questa caratteristica permette ad alcune stelle di consumare prede anche molto più grandi di loro.

estensione dello stomaco esterno di una stella marina che avvolge una conchiglia

Riproduzione e sviluppo

Questi organismi possono riprodursi sia asessualmente sia sessualmente. Se viene recisa in due, una stella può rigenerare le parti mancanti e produrre nuovi individui, sebbene non tutte le specie possano rigenerarsi in modo estensivo. I sessi sono generalmente separati e la riproduzione sessuata avviene tramite fecondazione esterna in acqua: le gonadi occupano gran parte delle cavità corporee e molte femmine possono deporre milioni di uova all'anno. La larva degli echinodermi possiede una simmetria bilaterale e trascorre i primi giorni nuotando come larva planctonica prima di metamorfosare e fissarsi al fondale.

Rigenerazione e autotomia

Le stelle marine sono in grado di rigenerare le braccia amputate e possono distaccarle volontariamente per sfuggire ai predatori: questa capacità è chiamata autotomia. In alcune specie gli scienziati hanno identificato un neuromodulatore, la colecistochinina, che sembra regolare il distacco delle braccia contraendo i muscoli alla loro base.

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Alimentazione

Essendo un gruppo molto diversificato, le strategie di alimentazione variano: i crinoidi e alcune stelle serpentine sono filtratori, i ricci sono prevalentemente erbivori muniti della "lanterna di Aristotele" per triturare le alghe, i cetrioli di mare sono detritivori che ingeriscono sabbia e limo, mentre la maggior parte delle stelle marine è carnivora e si ciba di molluschi, spugne, anemoni, coralli e carcasse.

Ruolo ecologico e specie chiave

Le stelle marine hanno un ruolo ecologico fondamentale: come abilissimi predatori contribuiscono a controllare le popolazioni delle loro prede e a mantenere la biodiversità. Robert T. Paine individuò alcune stelle come "keystone species" il cui ruolo influenza profondamente la struttura dell'ecosistema. Alcune specie, come Acanthaster planci (corona di spine), possono invece avere un impatto negativo: le esplosioni demografiche di questa specie sono causa primaria di degrado delle barriere coralline.

Alcune specie note e caratteristiche particolari

  • Echinaster sepositus - stella marina rossa del Mediterraneo.
  • Marthasterias glacialis - stella marina spinosa, tra le più grandi del Mediterraneo (fino a 85 cm).
  • Labidiaster annulatus - specie antartica che può avere fino a 50 braccia.
  • Acanthaster planci - stella corona di spine dell'Indo-Pacifico, predatrice di coralli e dotata di spine velenose.
  • Pycnopodia helianthoides - stella girasole del Pacifico nord-orientale, una delle più grandi e purtroppo gravemente minacciata dall'SSWD.
  • Paracentrotus lividus - riccio comune del Mediterraneo, spesso chiamato riccio "femmina".
  • Arbacia lixula - riccio di mare dal colore nero lucido.
  • Holothuria tubulosa - cetriolo di mare mediterraneo, detritivoro.
collezione di specie: Acanthaster, Pycnopodia, Paracentrotus, Holothuria

Sensibilità e tutela

Le stelle marine sono estremamente sensibili al tatto, alla luce, alla temperatura e alla qualità dell'acqua e hanno un delicato equilibrio idrosalino mantenuto solo in acqua di mare. Estrarle dall'acqua o metterle in acqua dolce provoca stress osmotico e formazione di bolle d'aria che ostruiscono i canali respiratori; manipolarle danneggia i pedicelli e il muco protettivo e comporta rischio di infezioni. Perciò è consigliato osservare le stelle marine senza toccarle, non estrarle dall'acqua e, se si spostano da zone pericolose, usare strumenti idonei come retini per minimizzare il contatto diretto.

Ricerca recente: dove si trova la "testa" e l'espressione genica

Contrariamente all'apparenza, ricerche genetiche e tomografia a RNA hanno mostrato che regioni simili a una "testa" sono distribuite in varie parti del corpo delle stelle marine, alcune al centro e altre all'inizio di ogni braccio. Questo ha permesso la costruzione di atlanti 3D di espressione genica e dimostra che la nozione tradizionale di "manca la testa" è più complessa: la testa è distribuita e multifocale.

documentario sulle tecniche di rigenerazione e sistema acquifero delle stelle marine

Curiosità finali

  • Le stelle marine possono avere braccia altamente variabili per numero e forma: allungate, tozze, o a forma di "panettone".
  • Molte specie mostrano colori vivaci che possono avvertire i predatori della presenza di tossine o della scarsa appetibilità.
  • Alcune stelle marinesi sono oggetto di studi per il loro potenziale farmacologico: producono metaboliti con proprietà antivirali, antimicotiche e antimicrobiche.
  • Le stelle marine possono essere sentinelle dei cambiamenti climatici: specie come Ctenodiscus crispatus vengono studiate per la loro risposta a variazioni di temperatura, salinità e pH.
Caratteristica Dettaglio
Simmetria Pentaraggiata (spesso 5 braccia, ma variazione da 4 a 50+)
Sistema di locomozione Sistema acquifero con pedicelli ambulacrali e ampolle
Alimentazione Carnivora (molluschi, spugne), filtratori, erbivori o detritivori a seconda del gruppo
Riproduzione Fecondazione esterna, larve planctoniche; anche riproduzione asessuata e rigenerazione
Ruolo ecologico Specie chiave di volta; regolatori delle popolazioni di prede

Le stelle marine sono organismi complessi e affascinanti: comprendere la loro biologia e rispettarne l'habitat è fondamentale per tutelare gli ecosistemi marini di cui sono parte integrante.

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