Tra un'arida foresta di cactus, le rane Corythomantis greeningi sembrano abbastanza innocue. In contrasto con i brillanti colori ammonitori delle rane dardo avvelenate, queste raganelle sfoggiano sfumature marroni e verdi. Quindi quando Carlos Jared del Butantan Institute brasiliano si è avventurato per raccoglierli e studiarli, non pensava che rappresentassero una grande minaccia, fino a quando non sentì dolore al palmo della mano.
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"Mi ci è voluto molto tempo per capire che il dolore aveva una relazione con la raccolta intensa e spensierata di questi animali che colpivano il palmo delle mie mani", ricorda Jared. Il biologo è caduto in preda a un meccanismo di difesa assolutamente unico: le rane con la testa a elmo usano punte lungo le labbra per iniettare sostanze chimiche potenti, dando agli aggressori un mix tra un calcio in testa e un smooch tossico. Dopo attenti studi, Jared e il suo team hanno scoperto che C. greeningi e una specie correlata di rana hylid, Aparasphenodon brunoi , sono le uniche rane velenose conosciute dalla scienza.
“Questo è molto, molto bello. Senza precedenti sarebbe effettivamente un eufemismo ", afferma Bryan Fry, un biologo molecolare dell'Università del Queensland che non era affiliato allo studio. Ma se già sapessimo che le rane potrebbero essere velenose, perché questa scoperta è un grosso problema? La risposta sta nella differenza spesso fraintesa tra veleno e veleno.
Alcune persone usano le parole in modo intercambiabile perché una volta nel corpo, le sostanze chimiche fanno danni simili, attaccando il cuore, il cervello o altri obiettivi vitali. Ma i termini significano cose molto diverse. Tradizionalmente, le creature velenose mordono, pungono o pugnalano per far loro il danno, mentre avete morso o toccate creature velenose per sentire i loro effetti. Ciò significa che gli organismi velenosi devono entrare, come zanne o denti. Tutti i polpi sono velenosi, insieme ad alcuni calamari, molti serpenti, ragni e scorpioni, alcune lucertole, pipistrelli vampiri e persino il lento loris Nycticebus kayan . Alcuni pesci, tra cui il pesce leone, usano le spine per pungere gli attaccanti con veleno. Le rane brasiliane non sono nemmeno gli unici anfibi velenosi. Quando vengono attaccati, i tritoni a coste iberici spingono le proprie costole in modo che le punte alle estremità colpiscano un predatore con tossina.
Il tritone a coste iberico allarga le costole per spingere le punte in stile Wolverine e intagliare i predatori con le punte velenose. Sebbene le tossine dei tritoni siano meno studiate, i ricercatori pensano che gli animali possano utilizzare una strategia velenosa simile a quella delle rane hylid. (Javier Ábalos Alvarez / Flickr CC BY-SA 2.0) Gli organismi velenosi adottano un approccio più passivo, spesso rivestendo la pelle o altre superfici con sostanze chimiche tossiche. I veleni possono essere preparati da zero all'interno dell'animale o acquisiti attraverso la dieta. I rospi di canna secernono naturalmente il veleno che producono nelle ghiandole dietro le orecchie. Nel frattempo, le rane dardo avvelenate generano un rivestimento alcaloide altamente velenoso che derivano dallo sgranocchiare le formiche. Le rane madri trasmettono la sostanza chimica ai girini attraverso le sacche delle uova, quindi se prendi una giovane rana dardo avvelenata dal suo habitat naturale, in realtà perderà tossicità.
Dover digerire gli alimenti sgradevoli per sopravvivere può essere ciò che ha spinto alcuni organismi a sviluppare veleni, che sono principalmente usati per difendersi dai predatori. "Se questo fornisse una certa protezione contro la predazione, puoi vedere come ciò potrebbe favorire l'evoluzione dei sistemi per concentrare effettivamente le tossine nella pelle piuttosto che eliminarle", spiega Kyle Summers, biologo evoluzionista della East Carolina University.
Al contrario, i veleni si sono evoluti per difesa, offesa o entrambi. Alcuni organismi usano persino il veleno nell'accoppiamento. L'ornitorinco maschio spara la sua tossina da minuscoli pungoli spinosi per paralizzare i pretendenti rivali.
Non lasciarti ingannare dall'adorabile becco d'anatra. Il veleno di ornitorinco, prodotto nelle ghiandole curali del mammifero che depone le uova, paralizza brevemente i rivali di accoppiamento, permettendo al vincitore di avventarsi su una femmina. (Trevira1Flickr CC BY-NC 2.0) 
Che il taipan interno sia o meno il serpente più velenoso del mondo, è sicuramente uno dei più pericolosi. Il serpente vive nell'arido ambiente dell'Australia nord-orientale. (: Matthew Klein / Flickr CC BY-NC-ND 2.0) 
Per anni, gli scienziati hanno scoperto che il drago di Komodo ha ucciso usando batteri che crescono nella sua bocca. In realtà, le lucertole producono il loro veleno in piccole ghiandole della bocca che nessuno aveva notato prima. (Tony Cyphert / Flickr CC BY-NC-ND 2.0) 
Le spine velenose del pesce leone servono a scoraggiare i predatori piuttosto che a cacciare le prede. (: Peter Liu Photography / Flickr CC BY-NC-ND 2.0) 
La rana d'oro dardo velenoso è considerata uno dei membri più velenosi della famiglia delle rane dardo. La loro colorazione brillante funge da avvertimento per i predatori. (: Silvain de Munck / Flickr CC BY-NC-ND 2.0) 
I polpi antartici, come Pareledone charcoti sopra, hanno l'unico veleno che sembra funzionare a temperature sotto lo zero. (Armin Rose) I veleni sono spuntati in circa 30 occasioni separate attraverso l'albero della vita, stima Fry. La maggior parte deriva da enzimi perfettamente normali. Ad esempio, il veleno del ragno ha origine da un ormone innocuo, la versione del ragno dell'insulina. Un modo che può accadere è quando il gene per una proteina comune in un organo viene duplicato. La copia muta e alla fine si presenta da qualche parte che non dovrebbe essere, come le ghiandole salivari nei serpenti. Quando la creatura morde quindi la preda o si difende da un predatore, la proteina ottimizzata potrebbe essere leggermente tossica per il suo avversario. Nel tempo, l'evoluzione favorisce i membri velenosi della specie e l'enzima si evolve in potenza.
Nel caso delle rane velenose, entrambe le specie furono scoperte nel 1800, ma fino a quel momento erano saltate sotto il radar perché nessuno aveva precedentemente esaminato in profondità la loro biologia.
"Anche il libro più recente sulle rane brasiliane li elenca come non tossici", afferma il coautore dello studio Edmund Brodie, biologo della Utah State University. Quindi, dopo l'incidente di Jared sul campo, voleva capire che tipo di magia tossica potesse essere in gioco. I ricercatori hanno raccolto con cura C. greeningi e A. brunoi selvatici per test di laboratorio. Hanno scoperto che entrambe le rane secernono una miscela bianca appiccicosa di composti che contiene alcune delle stesse caratteristiche del veleno.
Il team ha quindi visto che le ghiandole forniscono la tossina a punte nella pelle delle rane. Quando le rane flettono l'elmetto con la testa su e giù o da un lato all'altro, i picchi colpiscono la pelle di ignari predatori (o scienziati) come siringhe biologiche, iniettando piccole dosi di tossina nel flusso sanguigno, Jared e i suoi colleghi riportano oggi in Biologia attuale . Le rane hylid moderne non hanno predatori noti. Tuttavia, da qualche parte lungo la linea deve aver dato loro un vantaggio rispetto a qualcosa che cerca di mangiarli. In alternativa, come l'ornitorinco maschio, le rane potrebbero usare il loro veleno per eliminare la competizione di accoppiamento.
Un primo piano della pelle di una rana di C. greeningi rivela le punte che allineano le sue labbra e la parte anteriore della sua testa. (Carlos Jared) 
Le due specie di rane hylid vivono nelle foreste del deserto chiamate Caatingi in Brasile. (Carlos Jared) 
Le rane hylid spesso si nascondono nei cactus nelle aride foreste dove vivono in Brasile. (Carlos Jared) 
Le rane A. brunoi hanno strutture della testa simili a quelle di C. greeningi, quindi i ricercatori pensano che potrebbero servire a scopi simili. (Carlos Jared) Poiché le tossine vengono rilasciate in modi diversi, i veleni tendono ad essere composti più grandi che devono essere iniettati per sfondare la pelle, mentre i veleni sono generalmente sostanze chimiche più piccole che possono essere assorbite. Quindi un tipo di tossina è fondamentalmente più potente dell'altro?
Le rane freccia avvelenata d'oro possono uccidere un essere umano con appena due microgrammi della loro sostanza appiccicosa alcaloide. Nel frattempo, una singola goccia di veleno di serpente taipan interno può uccidere 100 persone. Rispetto al pitviper brasiliano, C. greeningi è due volte più letale e A. brunoi è 25 volte più letale. Circa un grammo di veleno di A. brunoi potrebbe uccidere 300.000 topi o 80 umani. Detto questo, le rane hylid probabilmente producono e rilasciano il loro veleno in dosi molto più piccole.
"La tossicità di veleni e veleni varia notevolmente tra le specie in natura", afferma Summers, quindi è impossibile dire che un tipo di arma chimica sia fondamentalmente più pericoloso. L'asporto principale è che sia il veleno che il veleno possono ucciderti in modi davvero terrificanti e dolorosi. Biologi sul campo, attenzione.
