Tesori nell’ambra: parassiti malarici dagli abissi del tempo

di Corrado Minetti
– Biologia

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Crediti: Pixabay

Lo scorso 25 aprile si è celebrata la giornata mondiale della malaria, un’occasione per ricordare gli enormi progressi fatti nella lotta a questa malattia. Malgrado la situazione sia migliorata e milioni di vite siano state salvate negli ultimi 20 anni, rimane ancora molto da fare. La malaria rimane infatti un grosso problema di salute pubblica: secondo l’ultimo report dell’Organizzazione Mondiale della Sanità, nel solo 2019 ci sono stati ben 229 milioni di casi di malaria di cui più di 300,000 fatali.

I parassiti responsabili della malaria umana appartengono al genere Plasmodium e vengono trasmessi dalle zanzare Anopheles. Altre specie infettano anche scimmie, roditori, uccelli e persino rettili. Questi patogeni hanno origini molto antiche, ma non è facile capire quando e come si sono originati perchè i microrganismi raramente lasciano tracce fossili. Tuttavia non è sempre così: se siamo fortunati, potremmo trovare una zanzara infetta rimasta intrappolata nella resina di un albero milioni di anni fa.

Parassiti cristallizzati nel tempo

La resina degli alberi quando fossilizza diventa ambra. L’ambra contiene spesso una grande varietà di materiali sia di origine vegetale che animale, che sostanzialmente vengono preservati e “congelati” nel tempo. Gli insetti sono tra i ritrovamenti più frequenti: nell’ambra sono state scoperte formiche, vespe, pulci e anche le nostre beneamate zanzare (vi ricordate Jurassic Park?). Il processo di fossilizzazione non è limitato all’insetto in sè, ma coinvolge anche quello che si trova al suo interno. 

Ed è proprio quello che è successo nel caso della scoperta di George Poinar dell’Oregon State University. Lo scienziato ha trovato una zanzara preistorica – da lui battezzata Culex malariager – intrappolata in un campione di ambra dominicana (Figura 1A). Questo tipo di ambra sembra risalire a un periodo compreso tra i 15 e i 45 milioni di anni fa. L’aspetto più interessante, però, è ciò che è stato trovato nell’addome dell’insetto: un parassita morfologicamente molto simile al Plasmodium juxtanucleare, una specie che infetta gli uccelli odierni. L’incredibile fossile contiene sia le oocisti (le strutture arrotondate che si sviluppano sulla parete dello stomaco della zanzara) che gli sporozoiti del parassita (lo stadio di sviluppo successivo che penetra nelle ghiandole salivari dell’insetto ed è responsabile della trasmissione durante la puntura) (Figura 1B). Questo ritrovamento rappresenta il plasmodio più antico mai scoperto, che – data l’origine dell’ambra – è stato quindi battezzato Plasmodium dominicana.

Nello stesso anno il ricercatore ha pubblicato un’altra simile scoperta, questa volta in un campione di ambra birmana di almeno 100 milioni di anni. Si tratta di un moscerino contenente le oocisti di un altro parassita malarico, a cui è stato dato il nome di Paleohaemoproteus burmacis (Figura 1C). Si tratterebbe di un progenitore del genere Haemoproteus, che è imparentato con Plasmodium ma infetta esclusivamente uccelli, anfibi e rettili. Questi parassiti non vengono trasmessi dalle zanzare ma da moscerini “pungenti”, tafani e mosche cavalline.

Figura 1 – (A) La zanzara Culex malariager con (B) gli sporozoiti di Plasmodium dominicana (strutture filiformi indicate dalla freccia); (C) Moscerino contenente le oocisti di Paleohaemoproteus burmacis (strutture sferiche indicate dalla freccia) [Crediti immagini: modificate dagli originali di Poinar 2016, doi: 10.1093/ae/tmw006]. 

Un altro reperto degno di nota (ma non in ambra) è stato trovato nelle rocce sedimentarie della cosiddetta “Kishenehn Formation”, nel Montana nordoccidentale: una zanzara femmina contenente una goccia di sangue fossilizzato (Figura 2). L’incredibile stato di conservazione ha persino permesso di individuare la presenza di molecole di emoglobina!

Figura 2 – Zanzara fossile (genere Culiseta) con ancora il pasto di sangue nell’addome [Crediti immagine: Greenwalt et al 2013, doi: 10.1073/pnas.1310885110]. 

Da dove viene la malaria?

I reperti fossili ci dicono che i parassiti malarici si sono evoluti ben prima della comparsa della nostra specie, e infettavano già gli animali e gli insetti in epoche preistoriche. Una domanda che da sempre affascina il mondo scientifico però è la seguente: Questi microbi si sono originati negli animali vertebrati (e si sono poi adattati agli insetti) o viceversa (dagli insetti ai vertebrati)? Non si ha ancora una risposta definitiva, ma gli studiosi tendono a considerare più plausibile la seconda ipotesi.

I parassiti malarici mostrano infatti notevoli somiglianze morfologiche e funzionali con le gregarine, che sono considerate i membri più primitivi del gruppo degli Apicomplessi – che include i plasmodi ma anche altri protozoi parassiti come il toxoplasma. Le gregarine parassitano una vasta gamma di animali invertebrati, e sono state trovate in tutti i principali vettori malarici odierni. Un altro aspetto interessante è che abbiamo a disposizione resti fossili di gregarine trovate intrappolate anche loro nell’ambra con i loro ospiti.

FONTI

  • World malaria report 2020: 20 years of global progress and challenges. Geneva: World Health Organization; 2020. Licence: CC BY-NC-SA 3.0 IGO.
  • Poinar G Jr. What Fossils Reveal About the Protozoa Progenitors, Geographic Provinces, and Early Hosts of Malarial Organisms. Am. Entomol. 2016 Spring; 62(1):22–25. doi: 10.1093/ae/tmw006.
  • Greenwalt DE, Goreva YS, Siljeström SM, Rose T, Harbach RE. Hemoglobin-derived porphyrins preserved in a Middle Eocene blood-engorged mosquito. Proc Natl Acad Sci USA. 2013 Nov 12;110(46):18496-500. doi: 10.1073/pnas.1310885110.