Ecologia e convergenza evolutiva del virus a potenziale pandemico

Sentiamo parlare di coronavirus o Covid-19 e di come questo stia influenzando il nostro modo di vivere sociale. Molti però non sono a conoscenza del perché sia successo e perché proprio in questo periodo; alcuni ipotizzano un complotto, altri lo reputano un semplice virus come tutti gli altri.

Vorrei riportare in questo articolo il discorso tenuto dal professore Mauro Delogu, tuttora ricercatore presso il dipartimento di scienze mediche veterinarie dove è responsabile del servizio Fauna selvatica ed Esotica- unità di Ecologia dei Patogeni e Centro Veterinario fauna; Lavora da più di 20 anni sui virus con potenziale pandemico tra cui gli influenzali e di recente anche sui coronavirus delle specie selvatiche.


Il professore Delogu sostiene che ad oggi è molto comune subire una pandemia; Perché è successo adesso? Qual è la sua origine e perché si è diffusa nell’uomo? perché un serbatoio diventa un grosso problema di tipo pandemico?

Concettualmente l’uomo si è allontanato da una corretta visione dell’insieme. La parola ONE HEALTH che ad oggi definisce una relazione tra patogeno e ospite umano/domestico deve assumere un altro significato. One Health è un pianeta e noi ne siamo tutti abitanti . Ciò vuol dire che un agente eziologico è un essere vivente che vive in un pianeta terra insieme a tante specie, all’interno di sistemi complessi.

E’ cambiato qualcosa che ha reso possibile tutto questo?

Come specie umana stiamo occupando gran parte del pianeta modificandolo e adattandolo alle nostre esigenze. Questo aumento esponenziale della popolazione umana può avere delle conseguenze negative nell’ecosistema globale.

Cosa accade modificando il pianeta

Nel grafico riportato Delogu mostra l’andamento della popolazione in relazione alle diverse epoche.  L’avvento dell’industrializzazione ci ha permesso di modificare il contesto che ci circonda. All’inizio l’essere umano non era particolarmente evoluto da un punto di vista tecnologico e il nostro problema principale era confrontarci con i grossi carnivori che potevano mangiarci.  Era un macromondo di prede (noi) e di predatori. L’avvento delle armi da fuoco ha reso possibile il controllo dei grandi carnivori. Questo non ci ha resi però superiori: Siamo passati da essere mangiati da un solo essere ad essere ”mangiati” da tanti predatori di cellule, i patogeni.

L’uomo attraversa un lungo periodo storico in cui sfrutta la propria popolazione incontrando varie pestilenze e virus di vaiolosi. Non è casuale che una pandemia sia avvenuta in questo momento, sostiene il professore: ”Avviene adesso perché siamo veramente tanti, qualcuno direbbe troppi, tanto da aver modificato radicalmente il pianeta, ma quanto? 8 miliardi di esseri umani per un predatore di cellule vuol dire grande potenzialità di accrescersi.’

Come uno spostamento influenza l’intero ecosistema

La distribuzione delle specie e della vita degli ecosistemi è alla base della teoria delle placche: parti di territori galleggianti su un centro fluido che è il quello della terra, spostandosi, iniziarono ad occupare posizioni diverse e quindi fasce climatiche diverse, cosa che ha condizionato la distribuzione delle specie, della vita e degli ecosistemi.

Ci sono delle regioni geografiche (Wallace’s zoogeographic regions) in cui le specie si sono evolute in funzione di adattamenti legati a pressioni esterne: l’ambiente uccide tutti quelli che non sono adatti ma chi sopravvive va avanti perché più adatto a quel tipo di ecosistema. Procedendo di questo passo se l’uomo continua a modificare radicalmente gli ambienti, costringe specie che si sono evolute all’interno di un territorio a spostarsi, chi a nord chi a sud, alla ricerca di contesti di idoneità.” Anche l’uomo fa la stessa cosa: grandi migrazioni di uomini che si spostano dove vi è cibo o lavoro sono già successe negli scorsi anni.

La linea di Wallace separa chiaramente due territori completamente distinti da un punto di vista filogenetico dell’evoluzione delle specie e di conseguenza ha tenuto ospiti separati tra loro. Non è un caso che lo struzzo si trovi in Africa e non in Europa. Un patogeno, localizzato su una specie in una di queste aree ha avuto milioni di anni per evolversi. Se una di queste questa specie viene spostata, può avere delle conseguenze non indifferenti. Alcuni patogeni non riescono a fare il passaggio semplicemente perché il loro ospite non è adatto a stare in un determinato ambiente per via di differenti condizioni come potrebbe essere la temperatura: Immaginiamo un koala… perché non lo ritroviamo in Italia? Non è presente in questo territorio per via dell’assenza di eucalipto e delle temperature necessarie al suo ciclo biologico. Per altri animali però può non essere così.

ANTROPOCENE: L’era dell’uomo sulla terra

Stiamo vivendo un momento storico in cui l’uomo è il fattore plasmante di tutti i territori; questo periodo è descritto come ANTROPOCENE. Abbiamo lasciato alle nostre spalle estinzioni (Bisogna ricordare che nessun patogeno porta una specie all’estinzione di massa salvo che nelle piccole isole o se in contesti dove il numero di ospiti è limitato) che hanno diminuito le specie, e i patogeni su di esse hanno seguito un percorso analogo, parallelo. Questo è uno degli eventi che potrebbe aver portato un patogeno a un cambiamento obbligato di ospite.

‘Le radici comuni delle specie si perdono dalla notte dei tempi..Prima eravamo delle spugne organizzate per filtrare le acque… siamo diventati organismi con sistemi complessi. Avendo una storia naturale come questa, è normale che vi siano delle convergenze funzionali spendibili e utilizzabili da un patogeno per migliorare la propria distribuzione. 

In passato la natura era costituita da ecosistemi estremamente complessi dove ogni forma vivente era motivo di pressione selettiva sulle altre. 

Come andiamo a modificare un sistema come questo?

Andando ad aumentare le specie presenti modificandone la distribuzione e quindi la sostenibilità all’interno di un ambiente, possiamo modificare un sistema come questo.  Un agente eziologico che si è coevoluto in una di queste modificazioni, si trova costretto a spostarsi cercando un nuovo percorso evolutivo o ricercare un nuovo substrato in cui inserirsi.

Da Biomi ad Antromi

I sistemi naturali erano in grado di frenare naturalmente una esplosione demografica di una specie: un predatore che mangiava una certa preda era capace, riducendone la popolazione, di limitare l’azione del patogeno che utilizzava quello stesso corpo come ambiente per riprodursi.

Oggi vediamo una perdita di questa importante capacità per via della continua modificazione di questi sistemi naturali.

‘Un pianeta che aveva i biomi come struttura aveva il clima come fattore determinante della pressione selettiva, del substrato, della geologia e quindi delle caratteristiche bio-fisiche del sistema (biomi tropicali, africani, asiatici, paleartici)”… Da un ecosistema basato sui biomi, spiega il professore, siamo passati a un sistema di Antromi.

Cosa succede nell’Antroma? La dimensione della nostra popolazione va a modificare radicalmente l’impatto sull’ambiente: aumenta la popolazione umana, aumentano le esigenze. Inizialmente l’uomo si spostava alla ricerca di cibo disponibile. Con l’avvento della tecnologia l’uomo può spostarsi molto velocemente e modificare tutti gli scenari naturali; un Antroma diventa un sistema completamente umano dove la singola azione va ad influenzare i residui dei biomi.

L’azione umana come fattore modellante principale

Siamo una specie sociale, ci raggruppiamo, creiamo degli insediamenti, villaggi, coltiviamo terreni… prendiamo  gli ambienti semi naturali e le terre selvatiche e le trasformiamo. Modificando i biomi andiamo a scontrarci con il fattore di pressione. Se andiamo a vedere le epoche precedenti, i territori che vedono gli spazi residui come ambienti naturali sono completamente spariti mentre incrementano sempre di più le grosse concentrazioni urbane.

La popolazione rurale diminuisce e aumenta quella in un centro urbano. Cosa vuol dire per un patogeno?  È come se tu fossi il leone che sta aspettando che gli impala si concentrino tutti in un punto: è ovvio che quello risulta essere un pasto facile perché la probabilità di poterne catturare uno è elevata. Proviamo a rapportare questo ad un patogeno. Se ci guardiamo oggi senza lasciarci trascinare dal panico dei media e dal complottismo, vediamo delle concentrazioni di questi episodi nei grossi addensamenti urbani. ”L’essersi concentrati in un’unica area ha determinato molte opportunità per il patogeno una volta che lui ha espresso delle abilità di colonizzazione di un nuovo spazio.”

Modificare gli ambienti riducendone la biodiversità è diventato un fattore di rischio altissimo.  Abbiamo aperto le porte a una facilitazione ecologica per questo cambio di ospite.

Passiamo da un ambiente naturale selvatico ad uno seminaturale legato agli andromi. Abbiamo modificato le temperature ambientali e di conseguenza abbiamo influito sul comportamento degli animali che dovranno adattarsi a un nuovo ambiente e modificare i loro comportamenti e le loro azioni.

In un continente come è adesso il nostro, le specie antropofile (che possono essere ad esempio alcuni chirotteri di grandi colonie) vengono ritrovate in alcune grandi città come ad esempio a Roma. Cosa fa l’uomo? Inizia a spostare animali recuperando specie di altri paesi, altre fasce geografiche, introducendole in natura… lo fa con i rettili, gli uccelli, con gli insetti, con i mammiferi e con le piante.

”Oggi uno dei problemi maggiori legati alle specie a rischio estinzione sono proprio le specie invasive, che sono state introdotte nei fiumi, nell’aria e sulla terra. Si viene a creare un contesto di cui non si conosce minimamente il ruolo ecologico nei confronti dei patogeni.”

Il modificare questi ecosistemi porta alla comparsa di ecologie che non esistevano, ecosistemi nuovi, tra cui l’ambiente urbano che riscaldandosi crea dei movimenti termici che consentono la sopravvivenza a specie che non lo avrebbero mai frequentato.

La miopia legata all’economia

Un esempio di quanto la pressione antropica sia fondamentale nell’ecologia di alcuni patogeni è evidente in Africa dove, per far fronte all’esigenza alimentare, gli uomini si sono concentrati nelle città influendo l’ambiente. 

Le aree di coltivazione della palma d’olio nell’Africa sud orientale sono state estese da nord al centro occidentale. Il risultato è che questo spostamento consente anche ad altri animali di potersene alimentare come nel caso dei pipistrelli frugiferi.

Il professore sostiene che: ”Ci preoccupiamo dell’aspetto nutrizionale ma dovremmo preoccuparci veramente degli aspetti ecologici che ne conseguono. ”

Cosa sta succedendo? Spostando queste coltivazioni abbiamo inserito del cibo per specie che se ne nutrono; Dal centro Africa 15 milioni di mega chirotteri partono per andare a mangiare dove vi è la palma… ecco che vi è un grandissimo spostamento: non solo è vantaggioso per il proprietario della coltivazione ma anche per altri animali e patogeni. Il problema quindi non è perdere un economia perché l’animale si è mangiato il mio prodotto, ma il problema è che stiamo modificando la natura in modo da renderla più accessibile ad agenti eziologici nuovi e potenzialmente pericolosi.

Ci siamo cacciati in un bel guaio prendendo questa strada, direi che ce ne stiamo rendendo conto piano piano tutti.

Questi movimenti condizionati da variazioni ambientali e l’ aumento del tasso di crescita non fanno altro che ripercuotersi sulla nostra specie. Realizzando gli antromi luoghi molto lontani tra loro diventano invece molto simili: andiamo su una piazza di Londra e vedremo i piccioni;  stessa scena la potremo vedere in una piazza a Milano o Parigi.

Questa omogenizzazione crea una facilitazione ecologica sul patogeno.

Strategie riproduttive

Il profossor Delogu ci spiega come il limite biologico sia dato dalle strategie riproduttive delle specie utilizzando dei semplici esempi:

Se fai molti figli dai molto substrato. Le tipologie R sono infatti quelle vincenti dal punto di vista della capacità di diffusione dei patogeni perché si riproducono in maniera più veloce. Non è un caso che troviamo i roditori come specie serbatoio.

All’interno delle catene alimentari i patogeni possono arrivare fino a quando raggiungono la capacità portante ovvero l’aver saturato la disponibilità dell’ambiente che li supporta. Se applichiamo questo concetto sull’uomo ecco cosa succede: ”il nostro patogeno si riprodurrà fino ad arrivare ad un massimo che lo porterà a competere con se stesso: esauriti gli ospiti dovrà trovarne di nuovi  ed è qui che viene introdotta la mortalità: uccidendo l’ospite, viene creato un buco nella popolazione che comporterà movimenti di popolazione, migrazioni, nascite… nuovi substrati sempre disponibili.”

Cosa vuol dire avere amplificato le SARS COV2 sulle specie

Se il patogeno vuole sopravvivere deve tornare nel serbatoio naturale ovvero nella specie che lo manterrà nel tempo. Se la sua casa iniziale erano i pipistrelli,  dopo essersi ben adattato ai primati l’allarme generale riguarderà i primati selvatici che inevitabilmente diventeranno specie a rischio.

Qual è un possibile meccanismo? Se il pipistrello va sulla palma e ne morde un frutto, questo dopo essere maturato diventa dolciastro e cade a terra. Le grandi scimmie vanno a raccoglierla per mangiarla e qui avverrà il passaggio diretto del patogeno.

Questo è ciò che si porta dietro l’esplosione demografica umana: l’uomo concentra le specie che derivano da quelle selvatiche ed addomesticandole concentra grossi numeri di animali in un punto solo. Per un virus che ha il tasso di mutazione in funzione di quello di duplicazione è una grossa opportunità evolutiva.

Deforestare, demolire, modificare il pianeta trasformandolo in aree agricole riduce gli habitat e le aree umide e concentra la fauna selvatica; si ha come risultato un aumento del rischio di trasmissione e induce le diverse specie ‘’a bere dalla stessa pozzanghera”.

Annientare le foreste pluviali vuol dire costringere le specie che le abitavano a modificare la loro ecologia. Questo è il risultato delle devastazioni che sono state fatte, partendo dalle nostre economie. La dinamica di popolazione dell’ospite è un limite evolutivo del patogeno.

In relazione all’attuale situazione che stiamo vivendo, il professo Delogu conclude dicendo:

” Il concetto è che adesso non dobbiamo far girare il patogeno nella nostra specie. Se evitiamo di infettare altri lui eviterà di replicarsi, rallentando di conseguenza il tasso di mutazione e quindi aspetti sostanziali dell’auto tutela legati all’ecologia della malattia.  Ecco che se diamo la possibilità al patogeno di replicare, potrà aumentare di conseguenza il tasso di mutazione competendo sempre di più con se stesso e creando varianti che dovranno per forza occupare nuovi spazi, modificandone la patogenicità. ”

Ringraziando il professore per questo bellissimo seminario concludo con il dire che dobbiamo prendere atto di come ogni nostra azione sbagliata si ripercuota in maniera così evidente sull’ambiente mettendo in pericolo non solo ciò che ci circonda ma anche noi stessi.

Le nostre azioni riguardano il mondo intero.


Per chi non lo sapesse, Webinar è un evento che avviene online, un’occasione che permette alle persone di ritrovarsi mediante una piattaforma/sito e discutere di un certo argomento. Svolto in data 29/04/20 è stato organizzato dalla Professoressa Battilani del dipartimento di scienze mediche veterinarie e come tema ha trattato il Coronavirus negli animali: questo evento ha visto la partecipazione di diversi professori/ricercatori dell’università di Medicina Veterinaria di Bologna.

Pubblicità

3 risposte a "Ecologia e convergenza evolutiva del virus a potenziale pandemico"

  1. Sono d’accordissimo con tutto quello scritto: la nostra specie, ormai da troppo, vive sistematicamente in maniera insostenibile per gli altri esseri viventi e la Terra, pensando di non far parte di tutto ciò. Penso che un altro fattore importante da prendere in considerazione sia il fatto che la nostra società sia basata sul denaro e che le grandi aziende, guardando solamente al profitto, distruggano e sfruttino habitat che ospitano diverse popolazioni (e che spesso tutto ciò sia per fare spazio ad altri animali considerati da allevamento o per il mangime degli stessi). Purtroppo è tutto connesso e la maggior parte delle persone è anche d’accordo in linea teorica, ma non fa quel passo in più per vivere concretamente nel rispetto degli altri esseri in una visione globale.

    "Mi piace"

  2. articolo molto interessante e che mi è sembrato di facile comprensione. Mi trovo molto d’accordo con quello che scrivi.
    Ogniuno di noi è bene che inizi da ora a guardarsi allo specchio e accettare il fatto che è responsabilità anche propria con le proprie quotidiane malsane abitudini (anche se in apparente buona fede) se ci si trova in questa situazione di un virus che colpisce su scala mondiale. Sono anni e anni che la natura ci avvisa che la rotta è da correggere e non è più concesso dire “non lo sapevo”, “sono solo congetture”, “io non centro, è colpa di”… Ora il dito va puntato verso il proprio petto!
    Un’amica mi ripete spesso: “la vita continuerà comunque ad andare vanti per la sua strada come ha sempre fatto. Sta a noi decidere se nel futuro vogliamo esserci o scomparire”

    Pace

    "Mi piace"

Rispondi

Inserisci i tuoi dati qui sotto o clicca su un'icona per effettuare l'accesso:

Logo di WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione /  Modifica )

Connessione a %s...