Svelato come il pungiglione delle api inietta veleno anche dopo il distacco: è incredibile

Essere punti da un'ape non è un'esperienza affatto piacevole e, per chi è sensibile al veleno degli imenotteri, può addirittura rappresentare un pericolo per la vita. Al di là dei rischi sanitari, si tratta di un meccanismo di difesa estremamente affascinante, che continua a funzionare anche dopo essere stati punti. Le api, infatti, dopo aver piantato il pungiglione nella pelle del malcapitato praticano l'autotomia, ovvero si mutilano e lasciano la loro temibile arma a proseguire il lavoro. Ciò ha conseguenze decisamente più drammatiche rispetto all'autotomia praticata da alcuni sauri, come lucertole e gechi, che rilasciano una parte della coda che si dimena per ingannare i predatori. Quando un'ape rilascia il pungiglione, infatti, vengono lesionate parti degli organi interni e la ferita derivante è troppo grave per sopravvivere. In pochi minuti o ore, l'ape muore.

Ciò accade principalmente con i mammiferi, la cui pelle elastica aggancia la superficie seghettata del pungiglione. Di fatto, resta incastrato come i dentelli di una fiocina nella carne di uno sventurato pesce; quando l'ape riprende il volo, pertanto, avviene un vero e proprio strappo dei tessuti interni, con conseguenze disastrose e letali. L'aspetto più interessante di questo meccanismo, in cui il sacrificio del singolo è accettabile per la protezione dell'alveare, risiede nel fatto che il pungiglione continua a pompare veleno nella vittima anche per oltre un minuto, grazie a un sofisticato meccanismo automatico. Non a caso rimuoverlo il più velocemente possibile permette di ridurre gli effetti nefasti della tossina.

Oggi, grazie a un nuovo studio basato su riprese ad altissima velocità, i ricercatori hanno svelato come effettivamente funziona questo incredibile automatismo. In parole molto semplici, il pungiglione delle api presenta al suo interno delle strutture (chiamate valvole) che funzionano un po' come i pistoni all'interno dei cilindri di un motore, facendo su e giù per mantenere costante la pressione e garantire un flusso continuo di veleno dal pungiglione. A svelare lo spettacolare meccanismo è stato un team di ricerca australiano guidato da scienziati della Facoltà di Scienze Naturali dell'Università Macquarie di Sydney e della Facoltà di Ingegneria e Tecnologia dell'Università del Nuovo Galles del Sud di Canberra, che hanno collaborato a stretto contatto con i ricercatori del Centro di ricerca sul futuro degli impollinatori.

I ricercatori, coordinati dalla professoressa Fiorella Ramirez-Esquivel, per scoprire cosa avviene all'interno di un pungiglione hanno creato un gel trasparente con consistenza simile alla pelle umana. Riprendendo per centinaia di ore con speciali fotocamere il meccanismo di rilascio nel materiale, gli studiosi hanno capito esattamente cosa avviene al suo interno. In sostanza, spiegano gli esperti, il pungiglione di 2 millimetri dell'ape europea (Apis mellifera), la comune ape da miele, “funziona come una sofisticata micropompa a doppio pistone.” I ricercatori fanno proprio il confronto con i pistoni all'intero dei cilindri del motore di un'auto. La camera di pompaggio del veleno agganciata alla sacca velenifera è come un cilindro, con la parte superiore che immette veleno e quella inferiore che lo invia nella pelle. All'interno del cilindro ci sono due valvole che fanno su e giù alternandosi: quando una valvola scende si gonfia come un paracadute e crea una tenuta ermetica, spingendo il veleno fuori dal pungiglione, quando giunge infondo si chiude come un ombrello e risale. Le due valvole continuano a passare l'una accanto all'altra in modo alternato, mantenendo costante pressione e flusso del veleno, che così continua a fluire fino all'esaurimento.

“Sappiamo fin dal 1910 che la sacca velenifera del pungiglione di un'ape si svuota in una camera con piccoli elementi di pompaggio chiamati valvole, ma fino ad ora non sapevamo esattamente come funzionassero”, ha affermato in un comunicato stampa la professoressa Fiorella Ramirez-Esquivel. “ “Si tratta di una strategia notevole per pompare fluidi, poiché il mantenimento di una tenuta ermetica è fondamentale per trasmettere efficacemente la pressione. La geometria unica delle valvole è la chiave: agiscono come pistoni collassabili e, pompando in direzioni opposte, sono in grado di erogare un flusso continuo di veleno”, ha chiosato l'esperta.

I ricercatori hanno ricostruito anche un modello 3D semplificato e in dimensioni maggiori del sofisticato pungiglione di un'ape. Ciò che hanno scoperto potrebbe essere prezioso per la creazione di innovative pompe artificiali per la microfluidica, ad esempio utili nella somministrazione di farmaci. I dettagli della ricerca “The honey bee stinger: An unusual pump with collapsible double pistons” sono stati pubblicati sulla rivista scientifica PNAS.