Una lettera anonima al Pennsylvania Journal nel dicembre 1775 descrive come lo scrittore abbia osservato l’immagine di un serpente a sonagli raffigurato su un tamburo appartenente a un marine con le parole ‘Don’t Tread on Me’ scritte sotto l’immagine del serpente. Lo scrittore continua a teorizzare perché questo simbolo è stato scelto dal Marine e il suo significato. Lo scrittore ha iniziato delineando le caratteristiche che distinguono i serpenti a sonagli dagli altri animali e ha supposto perché queste stesse proprietà possono essere usate in modo appropriato per simboleggiare gli Stati Uniti d’America:
“Ho ricordato che il suo occhio eccelleva in luminosità, quello di qualsiasi altro animale, e che non ha palpebre. Può quindi essere considerata un emblema di vigilanza. Non inizia mai un attacco, né, una volta impegnata, si arrende mai: è quindi un emblema di magnanimità e di vero coraggio. Come se fosse ansiosa di prevenire ogni pretesa di litigare con lei, le armi con cui la natura l’ha brunita, le nasconde nel tetto della bocca, in modo che, a coloro che non la conoscono, appare come un animale indifeso; e anche quando quelle armi sono mostrate e distese per la sua difesa, appaiono deboli e spregevoli; ma le loro ferite, per quanto piccole, sono decisive e fatali. Consapevole di questo, non ferisce mai finché non ha generosamente avvisato, anche il suo nemico, e lo ha messo in guardia contro il pericolo di calpestarla.
-Un indovino americano”
Anche se il paragrafo precedente è stato scritto in forma anonima, gli studiosi di storia ritengono che lo scrittore sia Benjamin Franklin. L’intera lettera può essere visualizzata all’indirizzo http://greatseal.com/symbols/rattlesnake.html.
Questo breve blog prenderà in considerazione gli attributi del veleno dei serpenti a sonagli.
Qual è lo scopo del veleno dei serpenti a sonagli?
Ci sono due categorie principali di veleni: quelli che sono destinati a sottomettere la preda e quelli che sono destinati a dissuadere i predatori. I serpenti a sonagli hanno sviluppato il loro veleno per sottomettere la preda e per iniziare il processo di digestione. La figura 1 mostra un crotalo (Crotalus horridus) nell’atto di consumare uno scoiattolo grigio orientale (Sciurus carolinensis) dopo averlo sottomesso con il veleno. Hanno una serie speciale di proteine ed enzimi per aiutare a realizzare questo compito. Sfortunatamente, anche se i serpenti a sonagli hanno evoluto il loro veleno per ottenere cibo piuttosto che come misura difensiva, un morso difensivo ha comunque l’effetto di questi composti digestivi che lacerano i tessuti corporei e causano dolore, gonfiore e necrosi.
Figura 1. Questo serpente a sonagli (Crotalus horridus) è stato fotografato dall’autore mentre consumava uno scoiattolo grigio orientale (Sciurus carolinensis) ad Alachua County, Florida, dopo averlo sottomesso con il veleno. Questo serpente fa parte della popolazione che si pensa abbia una maggiore concentrazione di veleno neurotossico rispetto alle popolazioni a nord della Interstate 10.
Fotografato e protetto da copyright dall’autore, Jason Seitz
Di cosa è composto il veleno dei serpenti a sonagli?
Il veleno dei serpenti a sonagli è una miscela di emotossine e neurotossine, ma sono principalmente emotossine. Le emotossine colpiscono i tessuti e il sangue, causando emorragie e necrosi. Il loro veleno è davvero un cocktail di elementi chimici. Le neurotossine colpiscono il sistema nervoso, alcune delle quali possono causare paralisi. Mentre ogni specie di serpente velenoso ha il suo particolare cocktail di proteine ed enzimi rispetto ad altre specie, ci sono alcune prove che suggeriscono che la concentrazione relativa di neurotossine ed emotossine può variare regionalmente anche all’interno di una data specie di serpente. Per esempio, una percentuale significativa dei serpenti a sonagli di legno a sud dell’Interstate 10 (I-10) in Florida è ritenuta da alcuni ricercatori avere una concentrazione più alta di veleno neurotossico rispetto ai serpenti a sonagli di legno a nord di questo corridoio. Le varie proteine ed enzimi nel veleno dei serpenti a sonagli hanno un effetto sinergico che si è evoluto per innescare il collasso cardiovascolare totale della preda prevista dal serpente. Quando un serpente a sonagli morde per difendersi, gli effetti sono attenuati a causa delle grandi dimensioni di una persona rispetto alla sua preda (tipicamente un roditore).
Alcuni lavori recenti di scienziati hanno scoperto che alcune forme di veleni emotossici non sono immunogenici, cioè non innescano una risposta immunitaria da parte della vittima. Sfuggono al sistema immunitario dell’animale avvelenato e quindi non vengono prodotti anticorpi per combattere le tossine. Questo è preoccupante perché gli antiveleni sono prodotti iniettando veleno in un grande animale, tipicamente un cavallo, e poi raccogliendo gli anticorpi creati dal cavallo che possono essere poi usati per trattare le vittime dei morsi.
I veleni delle emotossine come quelli dei serpenti a sonagli iniziano a smontare i componenti strutturali dei vasi sanguigni e dei tessuti non appena vengono iniettati. Questo viene fatto dalle metalloproteasi, che sono enzimi proteasi che usano un metallo come catalizzatore nell’idrolisi dei legami peptidici. Poiché questi enzimi rompono anche le proteine responsabili di mantenere intatte le pareti cellulari dei vasi sanguigni, ne deriva un’emorragia localizzata che manda il sangue nei tessuti circostanti. Le stesse metalloproteasi agiscono anche per rompere i muscoli scheletrici. Un altro componente della tossina del crotalo, le fosfolipasi causano la morte del tessuto muscolare attaccando le loro membrane cellulari. Alcune di queste fosfolipasi hanno enzimi che creano buchi nelle pareti delle cellule muscolari rompendo i fosfolipidi che tengono insieme le membrane. Altre fosfolipasi usano mezzi non ancora identificati per distruggere le cellule muscolari.
Ci sono ancora altri enzimi contenuti nel veleno del crotalo che causano distruzione. Questi includono le ialuronidasi e le serina-proteasi, ognuna con il proprio tipo di meccanismo distruttivo. Alcuni composti chimici del veleno viaggiano lontano dal luogo del morso e distruggono i vasi sanguigni e i muscoli scheletrici in altre parti del corpo.
In aggiunta alle azioni distruttive dei componenti del veleno stesso, alcune proteine ingannano il nostro sistema immunitario per combattere le nostre stesse cellule. In particolare, le azioni delle metalloproteasi e delle fosfolipasi innescano una risposta immunitaria nel sito della ferita. Le cellule immunitarie come i leucociti segnalano un aumento della risposta immunitaria rilasciando messaggeri come l’interleuchina-6. Poiché i componenti del veleno non sono una forza coesiva, e senza batteri da attaccare, il sistema immunitario lancia invece un attacco che si aggiunge alla distruzione dei nostri tessuti. Il danno fatto dal nostro sistema immunitario è doppiamente preoccupante considerando che l’antiveleno non aiuta a mitigare i suoi effetti. Gli studi hanno scoperto che, quando il sistema immunitario è spento, gli effetti necrotici del veleno di serpente sono notevolmente ridotti. L’uso del Benadryl, per esempio, può ridurre il gonfiore e l’edema associati all’avvelenamento.
Una nota sulla conservazione
Anche se i serpenti sono spesso temuti e perseguitati in gran parte della loro gamma negli Stati Uniti e altrove, tuttavia occupano un posto prezioso nell’ecologia di molti ecosistemi. Ci sono centinaia di specie di serpenti negli Stati Uniti, ma solo una piccola parte di loro è velenosa. Per esempio, in Florida ci sono 50 specie di serpenti ma solo 6 (12%) di queste specie sono velenose. I serpenti velenosi possono essere evitati in modo sicuro ed efficace usando il buon senso. Se si pensa che un serpente sia velenoso, o se non si sa se è velenoso, la cosa più sicura da fare è lasciarlo stare. Ricordate che la maggior parte delle vittime di morsi sono morse perché stanno cercando di maneggiare o uccidere il serpente.
I serpenti svolgono servizi preziosi come il controllo dei roditori e di altri parassiti. Un recente studio ha dimostrato che i serpenti a sonagli possono ridurre l’incidenza della malattia di Lyme nel nord-est degli Stati Uniti predando l’ospite (roditori) che porta la zecca che diffonde la malattia. Una stima di 2,500 a 4,500 zecche sono stati rimossi dalle aree di studio degli Stati Uniti nord-orientali ogni anno da serpenti a sonagli di legno che consumano i loro ospiti mammiferi.
Ricerche recenti suggeriscono che i serpenti a sonagli possono aiutare a disperdere i semi di erbe e altre piante. I roditori mangiano i semi dell’erba e quelli di altre piante, ma i semi non sopravvivono normalmente attraverso il processo digestivo dei roditori. Tuttavia, i roditori spesso portano i semi nei loro sacchetti della guancia, e se il roditore viene poi ucciso e mangiato da un serpente a sonagli, questi semi sono in grado di passare attraverso il tratto digestivo del serpente e rimanere vitali. Tre specie di serpenti a sonagli che vivono nel deserto hanno consumato roditori con semi nei loro sacchetti guancia e che i semi sono in grado di germinare nel colon del serpente e possono essere passati con le feci del serpente, permettendo la dispersione dei propaguli vegetali.
I serpenti a sonagli e molte altre specie di serpenti stanno vivendo un declino delle popolazioni negli Stati Uniti a causa della perdita di habitat, della continua persecuzione e di malattie emergenti come il fungo Ophidiomyces ophiodiicola. Il crotalo dorso di diamante orientale (Crotalus adamanteus) (Figura 2) è diminuito al punto che la specie è stata oggetto di una richiesta di protezione come specie minacciata ai sensi dell’Endangered Species Act.
Figura 2. Il crotalo diamantino orientale (Crotalus adamanteus) è una delle specie di crotalo più conosciute (e spesso perseguitate).
Fotografato e protetto da copyright dall’autore, Jason Seitz
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Fonti
Adkins, C.L., D.N. Greenwald, D.B. Means, B. Matturro, e J. Ries. 2011. Petizione per elencare l’Eastern Diamondback Rattlesnake (Crotalus adamanteus) come minacciato secondo l’Endangered Species Act. Petizione presentata il 08/11/11 al U.S. Fish and Wildlife Service (USFWS), Washington, D.C., e USFWS Region 4, Atlanta, GA.
Brown, W.S. 1993. Biologia, stato e gestione del crotalo del legno (Crotalus horridus): Una guida per la conservazione. Society for the Study of Amphibians and Reptiles, Herpetological Circular No. 22, The University of Kansas, Lawrence, KS.
Kabay, E., N.M. Caruso, and K.R. Lips. 2013. Timber Rattlesnakes può ridurre l’incidenza della malattia di Lyme negli Stati Uniti nord-orientali. 98a riunione annuale della Società Ecologica d’America, 08/06/13, Minneapolis, MN. Accesso online 02/05/18 a https://eco.confex.com/eco/2013/webprogram/Paper44305.html.
Lorch, J.M, S. Knowles, J.S. Lankton, K. Michell, J.L. Edwards, J.M. Kapfer, R.A. Staffen, E.R. Wild, K.Z. Schmidt, A.E. Ballmann, D. Blodgett, T.M. Farrel, B.M. Glorioso, L.A. Last, S.J. Price, K.L. Schuler, C.E. Smith, J.F.X. Wellehan, Jr, e D.S. Blehert. 2016. Malattia fungina dei serpenti: una minaccia emergente per i serpenti selvatici. Philosophical Transactions of the Royal Society B 371: 20150457. Accessed online 02/13/18 at http://rstb.royalsocietypublishing.org/content/royptb/371/1709/20150457.full.pdf.
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