Gli anfibi, si sa, sono tra i vertebrati più minacciati al mondo. Si parla in effetti di almeno il 40% di specie in pericolo di estinzione e inserito nella Lista Rossa dell’IUCN. Tra le cause del loro declino si annovera la doppia vita, che li mette di fronte a vari pericoli e inquinamenti provenienti da due mondi, prima in acqua come larve o girini e poi come organismi terrestri.
In questo ruolo la cute assume un ruolo importante, oserei dire quasi cruciale, perché è più di un semplice interfaccia con il mondo esterno, ma è un vero e proprio organo dalle 1000 funzioni. Utilizzato per respirare, difendersi, comunicare.
A prima vista, la pelle di rane, rospi e salamandre può sembrare semplice e banale, persino fragile se paragonata alle dure squame cornee dei rettili, alle penne e piume degli uccelli o alla pelliccia dei mammiferi. In realtà l’epidermide degli anfibi è uno dei capolavori evolutivi più straordinari del mondo animale: una membrana incredibilmente complessa che fa da ponte tra due mondi opposti, l’acqua e la terra ferma.
Nella foto in apertura: particolare di geotritone del Sarrabus, Speleomantes sarrabusensis, Sardegna. Si tratta di un anfibio urodelo specificamente adattato ad ambiente ipogeo e interstiziale, con respirazione cutanea sviluppata. © Franco Andreone
Una struttura sottile e ampiamente permeabile
A differenza di quanto avviene in altri vertebrati terrestri, l’epidermide degli anfibi – tranne quella dei gimnofioni (altresì detti anche cecilie), il terzo ordine degli anfibi oltre ad anuri e urodeli – è sostanzialmente nuda e priva di annessi cornei rigidi. È costituita da un numero limitato di strati cellulari: strato germinativo, intermedio e strato corneo superficiale a corneificazione imperfetta. Questa struttura sottile e ampiamente permeabile è una delle chiavi del notevole successo ecologico degli anfibi, ma costituisce al tempo stesso il loro più grande tallone d’Achille: permette infatti il passaggio di acqua e gas, esponendo però l’animale al costante pericolo di disidratazione e di attacco da parte di agenti esterni, siano essi organici o inorganici.
Sezione di cute di Bombina variegata pachypus. E’ visibile lo strato corneo esterno, l’epidermide e il derma, con presenza di cellule mucose e di cellule sierose, utilizzate a scopo difensivo. Colorazione tricromica di Mallory. © Fabio M. Guarino
Per ovviare a questo problema, la cute è diventata un vero e proprio laboratorio chimico in miniatura. È costantemente bagnata e protetta da un velo di muco secreto da ghiandole mucipare. Questa patina non solo mantiene la pelle idratata e previene l’essiccazione quando l’anfibio si avventura fuori dall’acqua, ma agisce anche come uno scudo invisibile anti-attrito e contro una pletora di agenti patogeni e di tossine.
Sotto la sottile epidermide, il derma è fittamente irrorato da una rete di capillari sanguigni che permette scambi gassosi diretti. La respirazione cutanea è fondamentale: molti anfibi la utilizzano come via primaria o complementare, e alcune specie di salamandre totalmente prive di polmoni, come i geotritoni, dipendono interamente da essa per sopravvivere. Questo scambio gassoso rende però la pelle estremamente sensibile ai cambiamenti ambientali: gli inquinanti presenti nell’acqua o nell’aria possono penetrare nei tessuti con estrema facilità, rendendo gli anfibi buoni indicatori biologici della salute dei nostri ecosistemi.
Un esemplare di ululone appenninico, Bombina variegata pachypus, in “unkenreflex”, comportamento nel quale mette in evidenza la colorazione contrastata del ventre, che funge da colorazione di allarme (o aposematica) per indicare che si tratta di una specie tossica, a causa della ricchezza di ghiandole sierose e di veleno da esse prodotte, che la rende sostanzialmente immangiabile. © Fabio M. Guarino
Ghiandole specializzate
Se la funzione respiratoria e quella osmotica non bastassero a definire la genialità biologica della pelle degli anfibi, interviene anche un secondo livello di complessità: il sistema di ghiandole sierose e la straordinaria plasticità cromatica che trasformano il tegumento in un vero e proprio utensile di sopravvivenza a 360°.
Oltre alle ghiandole del muco, l’epidermide e il derma degli anfibi ospitano ampie ghiandole sierose specializzate nella sintesi di un vero e proprio arsenale biochimico. Di fronte a una minaccia, rospi, rane e salamandre possono produrre infatti rilasciare secrezioni tossiche, irritanti o dal sapore estremamente amaro che rendono l’animale del tutto inappetibile per i predatori. Molecole come la bufotalinina nei rospi o la samandarina nelle salamandre rappresentano meccanismi di difesa passiva di eccezionale efficacia. Queste tossine cutanee hanno anche proprietà antisettiche, proteggendo l’animale dai pericoli microbiologici del fango e della vegetazione in decomposizione.
Amplesso di ululone appenninico, Bombina variegata pachypus, Basilicata. Specie caratterizzata da cute fortemente ghiandolare utilizzata come strumento difensivo. © Pasquale M. Borsa
Inoltre, attraverso la pelle gli anfibi riescono ad assorbire direttamente l’acqua di cui hanno bisogno dall’ambiente circostante, rendendo superfluo il gesto di bere nel modo tradizionale. In un prossimo appuntamento approfondiremo questo aspetto, estremamente cruciale.
Osservando la pelle di un anfibio si nota spesso una straordinaria variabilità cromatica. Negli strati più profondi dell’epidermide e nel derma superiore risiedono i cromatofori, cellule pigmentate che consentono a molte specie di mimetizzarsi perfettamente con il sottobosco o la lettiera di foglie, sfuggendo allo sguardo dei predatori.
Proprio sulla straordinaria e vulnerabile interfaccia tra la pelle degli anfibi e le pressioni antropiche si concentra una recente e fondamentale scoperta scientifica, illustrata nello studio di Medina, Martins, Prist, Bletz, Woodhams et al., dal titolo “Connecting habitats, boosting disease resistance: Spatial connectivity enhances amphibian microbiome defenses against fungal pathogen”, pubblicato sulla prestigiosa rivista internazionale Proceedings of the National Academy of Sciences.
La ricerca ha evidenziato per la prima volta con grande precisione come le alterazioni ecologiche, la frammentazione del territorio e l’inquinamento non danneggino soltanto l’organismo in via diretta, ma agiscano come un fattore dirompente sulla barriera microbiotica che riveste l’epidermide. In condizioni naturali, il muco e le comunità di microrganismi benefici che popolano la cute degli anfibi costituiscono la prima linea di difesa immunitaria e anti-inquinamento. Lo studio dimostra che quando l’habitat perde connettività ecologica o subisce tensioni antropiche, l’equilibrio di questo ecosistema cutaneo microscopico collassa.
Un ecosistema microbico che vive in simbiosi sull’epidermide
Tra gli aspetti più affascinanti e complessi della biologia degli anfibi spicca il loro bioma cutaneo unico, un vero e proprio ecosistema microbico che vive in simbiosi sull’epidermide e che agisce come uno scudo immunitario vivente insostituibile. Tale particolarità è stata approfondita in uno studio pionieristico condotto da Harris et al. pubblicato su Science, il quale ha dimostrato sperimentalmente che alcuni batteri benefici residenti sulla pelle delle salamandre e delle rane producono metaboliti antimicotici capaci di inibire direttamente la crescita del fungo chitridio (Batrachochytrium dendrobatidis).
Successive ricerche, come quelle portate avanti da Bletz e collaboratori, hanno ulteriormente confermato che la composizione di questo microbioma cutaneo varia notevolmente a seconda della specie ospite, delle condizioni ambientali e dello stress ecologico subito dall’animale.
Di conseguenza, la pelle perde la sua resilienza, esponendo gli anfibi non solo a una maggiore permeabilità alle sostanze tossiche disciolte nell’ambiente, ma anche a un’impennata di vulnerabilità verso i patogeni letali, come il fungo chitridio — un patogeno che ha causato l’estinzione di molte specie e popolazioni di anfibi in giro per il mondo e di cui parlerò più diffusamente in una prossima puntata.
Questa scoperta sposta radicalmente i confini della conservazione: proteggere gli anfibi oggi significa anzitutto preservare l’integrità ecologica e la continuità dei loro habitat per salvaguardare quel sottile e insostituibile mantello vivente, e la complessa barriera microbica associata, che è la loro pelle.
Bibliografia
Bletz, M.C., Archer, H.M., Fluetty, A.E., Harris, R.N., McKenzie, V.J., et al. (2017). Mitigating amphibian chytridiomycosis with bioaugmentation: characteristics determining therapeutic efficacy. Biological Conservation, 212, 9-18.
Bletz, M. C., Archer, H. M., Harris, R. N., McKenzie, V. J., & Woodhams, D. C. (2017). Predicting, detecting, and mitigating amphibian chytridiomycosis with a focus on beneficial skin-associated microorganisms. The Science of Nature, 104 (9-10), 83.
Cushman, S.A. (2006). Effects of habitat fragmentation and gene flow on amphibians: A review and synthesis. Diversity and Distributions, 12 (2), 231-250.
Harris, R. N., James, T. Y., Lauer, A., Simon, M. A., & Patel, A. (2006). Amphibian pathogen Batrachochytrium dendrobatidis is inhibited by the cutaneous bacteria of amphibian species. EcoHealth, 3(1), 53–56.
Longo, A.V., Savage, A.E., Hewson, I., & Zamudio, K.R. (2015). Seasonal and environmental variation in cutaneous bacterial microbiota of a tropical amphibian declines associated with pathogen invasion. Microbial Ecology, 69 (2), 420-429.
Medina, D., Martins, R. A., Prist, P. R., Bletz, M. C., Woodhams, D. C., et al. (2026). Connecting habitats, boosting disease resistance: Spatial connectivity enhances amphibian microbiome defenses against fungal pathogen. Proceedings of the National Academy of Sciences, 123 (17), e2520745123.
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