I Ragni: Tesori di Natura e Scienza Etimologia
La parola “ragno” deriva dal Proto-Germanico *spin-þron-, letteralmente “filatrice” (un riferimento al modo in cui i ragni costruiscono le loro ragnatele), dalla radice Proto-Indo-Europea *(s)pen- che significa “tirare, allungare, filare”.
I ragni, appartenenti all’ordine Araneae, sono affascinanti creature dotate di otto zampe, cheliceri con zanne capaci di iniettare veleno e filiere che producono seta. Essi costituiscono il più grande ordine di aracnidi e si collocano al settimo posto per diversità di specie tra tutti gli ordini degli organismi viventi. La loro presenza è diffusa in tutto il mondo, su ogni continente tranne l’Antartide, e si sono stabiliti in quasi ogni habitat terrestre. Fino ad agosto 2022, gli studiosi di tassonomia hanno registrato ben 50.356 specie di ragni appartenenti a 132 famiglie. Tuttavia, nel corso del tempo, si è sviluppato un dibattito tra gli scienziati riguardo alla classificazione delle famiglie, con oltre 20 diverse proposte di classificazione dal 1900 in poi.
Dal punto di vista anatomico, i ragni (così come tutti gli aracnidi) si differenziano dagli altri artropodi per la fusione dei segmenti corporei in due parti, il cefalotorace o prosoma e l’opistosoma o addome, uniti da un piccolo pedicello cilindrico. Tuttavia, poiché non esistono evidenze paleontologiche o embriologiche che dimostrino che i ragni abbiano mai avuto una divisione separata simile al torace, sorge un argomento contro la validità del termine “cefalotorace”, che significa cefalotorace fuso (testa) e torace. Allo stesso modo, si possono avanzare argomenti contrari all’uso del termine “addome”, poiché l’opistosoma di tutti i ragni contiene un cuore e organi respiratori, caratteristiche atipiche di un addome.
A differenza degli insetti, i ragni non possiedono antenne. In tutti i gruppi tranne il più primitivo, i Mesotelae, i ragni hanno il sistema nervoso più centralizzato di tutti gli artropodi, con tutte le loro ganglia fuse in un unico massiccio nel cefalotorace. A differenza della maggior parte degli artropodi, i ragni non hanno muscoli estensori nelle loro zampe e le estendono invece attraverso la pressione idraulica.
Sui loro addomi portano appendici modificate in filiere che producono seta da fino a sei tipi di ghiandole.
Le ragnatele variano notevolmente in dimensioni, forma e quantità di filo appiccicoso utilizzato. Attualmente sembra che la ragnatela a spirale possa essere una delle prime forme, e i ragni che producono le ragnatele aggrovigliate sono più abbondanti e diversificati rispetto ai ragni “orb-weaver” ovvero membri della famiglia dei ragni Araneidae, “orb” è inteso a significare circolare e sono chiamati così poiché sono il gruppo più comune di costruttori di tele a forma di ruota a spirale .
Gli aracnidi simili ai ragni con spinotti produttori di seta (Uraraneida) sono comparsi nel periodo Devoniano, circa 386 milioni di anni fa, ma questi animali apparentemente mancavano di filiere.
I veri ragni sono stati trovati in rocce del Carbonifero datate tra 318 e 299 milioni di anni fa e sono molto simili al sottordine primitivo sopravvissuto, i Mesotelae. I principali gruppi di ragni moderni, Mygalomorphae e Araneomorphae, sono apparsi nel periodo Triassico, prima di 200 milioni di anni fa.
La specie Bagheera kiplingi è stata descritta come erbivora nel 2008, ma tutte le altre specie conosciute sono predatori, principalmente di insetti e di altri ragni, anche se alcune grandi specie catturano anche uccelli e lucertole. Si stima che i 25 milioni di tonnellate di ragni nel mondo uccidano tra le 400 e le 800 milioni di tonnellate di prede ogni anno. I ragni utilizzano una vasta gamma di strategie per catturare le prede: intrappolandole in ragnatele appiccicose, lanciando loro bolas appiccicose, mimando le prede per sfuggire alla rilevazione o inseguendole. La maggior parte dei ragni individua le prede principalmente percependone le vibrazioni, ma i cacciatori attivi hanno una vista acuta, e i cacciatori del genere Portia mostrano segni di intelligenza nella scelta delle tattiche e nella capacità di svilupparne di nuove. Lo stomaco dei ragni è troppo stretto per accogliere solidi; quindi, liquefano il cibo inondandolo con enzimi digestivi. Macinano anche il cibo con la base dei loro pedipalpi, poiché gli aracnidi non hanno le mascelle tipiche dei crostacei e degli insetti.
Per evitare di essere mangiati dalle femmine, generalmente molto più grandi, i ragni maschi si identificano potenziali partner attraverso complessi rituali di corteggiamento. I maschi di molte specie sopravvivono a pochi accoppiamenti, limitati principalmente dalla loro breve durata di vita. Le femmine tessono sacche di uova di seta, ognuna delle quali può contenere centinaia di uova. Le femmine di molte specie si prendono cura dei loro piccoli, ad esempio portandoli con sé o condividendo il cibo. Una minoranza di specie è sociale, costruendo ragnatele comuni che possono ospitare da poche a 50.000 individui. Il comportamento sociale va dalla precaria tolleranza, come nei ragni vedove, alla caccia e condivisione del cibo cooperativa. Anche se la maggior parte dei ragni vive al massimo due anni, i tarantolati e altri ragni mygalomorfi possono vivere fino a 25 anni in cattività.
Mentre il veleno di alcune specie è pericoloso per gli esseri umani, gli scienziati stanno attualmente studiando l’uso del veleno di ragno in campo medico e come pesticidi non inquinanti. La seta di ragno offre una combinazione di leggerezza, resistenza ed elasticità superiore a quella dei materiali sintetici, e i geni della seta di ragno sono stati inseriti in mammiferi e piante per vedere se possano essere utilizzati come fabbriche di seta. A causa della loro ampia gamma di comportamenti, i ragni sono diventati simboli comuni nell’arte e nella mitologia, simboleggiando varie combinazioni di pazienza, crudeltà e poteri creativi. La paura irrazionale dei ragni viene chiamata aracnofobia.
L’Importanza dei Ragni: Custodi dei Campi e dei Giardini
I ragni, con i loro otto arti affusolati, sono predatori naturali. Grazie alla loro abbondanza, sono i principali cacciatori di insetti. Sono stati utilizzati con successo per controllare gli insetti nelle piantagioni di mele in Israele e nei campi di riso in Cina. In Sud America, sono stati avvistati numerosi ragni che si nutrono di insetti nei campi di riso e nei campi coltivati di vari raccolti dell’America del Nord. Le strategie moderne di gestione delle infestazioni si concentrano sull’uso di insetticidi che causano il minor danno possibile ai predatori naturali degli insetti nocivi.
Sebbene molti ragni producano veleno per catturare le prede, poche specie sono tossiche per gli esseri umani. Il veleno della vedova nera (genere Latrodectus) agisce come un doloroso veleno nervoso. Il morso del ragno recluso bruno e di altri del genere Loxosceles può causare la morte dei tessuti localizzata. Altri ragni velenosi includono il ragno a imbuto simile a una tarantola (genere Atrax) del sud-est dell’Australia e alcuni membri africani (ragni babbuino) della famiglia Theraphosidae in Africa e Sud America. In Nord America, il Cheiracanthium mildei, un piccolo ragno pallido introdotto dal Mediterraneo, e il nativo Cheiracanthium inclusum possono entrare nelle case verso la fine dell’autunno e sono responsabili di alcuni morsi. Occasionalmente si può verificare la morte dei tessuti nel punto del morso. Alcune tarantole americane lanciano peli addominali come difesa contro i predatori. Questi peli hanno piccole barbe che penetrano nella pelle e nelle mucose causando prurito temporaneo e reazioni allergiche.
Alcune specie di ragni orb weaver (famiglia Araneidae), tarantole (famiglia Theraphosidae) e ragni huntsman (famiglia Sparassidae) e membri della famiglia Nephilidae sono sospettati di predare pipistrelli, specialmente specie di pipistrelli vesper (famiglia Vespertilionidae) e pipistrelli dalla coda a fuso (famiglia Emballonuridae). Gli uccelli sono stati anche intrappolati nelle ragnatele e in alcuni casi i ragni sono stati osservati mentre si nutrono di uccelli. Questi resoconti hanno portato gli scienziati a proporre che i vertebrati volanti possano essere una fonte importante di prede per alcune specie di ragni.
Struttura e Funzione
I corpi dei ragni, come quelli degli altri aracnidi, sono divisi in due parti, il cefalotorace (prosoma) e l’addome (opistosoma). Le zampe sono attaccate al cefalotorace, che contiene lo stomaco e il cervello. La parte superiore del cefalotorace è coperta da una struttura protettiva chiamata carapace, mentre la parte inferiore è coperta da una struttura chiamata sterno, che ha una proiezione anteriore, il labbro inferiore. L’addome contiene l’apparato digerente, il cuore, gli organi riproduttivi e le ghiandole della seta. I ragni (ad eccezione del sottordine primitivo Mesothelae) si differenziano dagli altri aracnidi per l’assenza di segmentazione esterna dell’addome e per l’addome attaccato al cefalotorace da un piccolo stelo, il pedicello. L’apparato digerente, il cordone nervoso, i vasi sanguigni e talvolta i tubuli respiratori (trachee) passano attraverso il pedicello stretto, che consente i movimenti corporei necessari durante la costruzione delle ragnatele. Tra gli aracnidi diversi dai ragni, gli
scorpioni frusta senza coda (ordine Amblypygi) hanno un pedicello ma non hanno filiere. I ragni, come gli altri artropodi, hanno uno scheletro esterno (esoscheletro). All’interno del cefalotorace si trova l’endosternite, a cui sono attaccati alcuni muscoli delle mascelle e delle zampe.
I ragni hanno sei coppie di appendici. La prima coppia, chiamata cheliceri, costituisce le mascelle. Ogni chelicero termina in una zanna contenente l’apertura di una ghiandola del veleno. I cheliceri si muovono in avanti e verso il basso nei ragni simili a tarantole, ma di lato e insieme negli altri. I dotti del veleno passano attraverso i cheliceri, che talvolta contengono anche le ghiandole del veleno. La seconda coppia di appendici, i pedipalpi, è modificata nei maschi di tutti i ragni adulti per trasportare lo sperma (vedi sotto Riproduzione e ciclo di vita). Nelle femmine e nei maschi immaturi, i pedipalpi simili a zampe vengono utilizzati per maneggiare il cibo e funzionano anche come organi sensoriali. Il segmento del pedipalpo (coxa) attaccato al cefalotorace di solito è modificato per formare una struttura (endite) utilizzata nell’alimentazione.
I pedipalpi sono seguiti da quattro coppie di zampe da camminata. Ogni zampa è composta da otto segmenti: la coxa, attaccata al cefalotorace; un piccolo trocantere; un femore lungo e robusto; una rotula corta; una tibia lunga; un metatarso; un tarso, che in alcune specie può essere suddiviso; e un piccolo pretarso, che porta due artigli nei ragni che non costruiscono ragnatele e un artiglio aggiuntivo tra di essi in quelli che costruiscono ragnatele. I giovani ragni con due artigli spesso hanno tre artigli. Le zampe, coperte da lunghe setole simili a peli chiamate setae, contengono vari tipi di organi sensoriali e possono avere artigli accessori. Alcune specie usano la prima coppia di zampe come antenne. I ragni possono amputare le proprie zampe (autotomia); nuove zampe più corte possono apparire alla successiva muta. Piano corporeo
I ragni sono chelicerati e quindi artropodi. Come artropodi hanno: corpi segmentati con arti articolati, tutti coperti da una cuticola fatta di chitina e proteine; teste composte da diversi segmenti che si fondono durante lo sviluppo dell’embrione. Essendo chelicerati, i loro corpi sono composti da due parti, insiemi di segmenti che svolgono funzioni simili: la parte anteriore è una fusione completa dei segmenti che in un insetto formerebbero due parti separate, la testa e il torace; la parte posteriore è chiamata addome. Nei ragni, il cefalotorace e l’addome sono collegati da una piccola sezione cilindrica. Il modello di fusione dei segmenti che forma la testa dei chelicerati è unico tra gli artropodi, e quello che normalmente sarebbe il primo segmento della testa scompare in una fase precoce dello sviluppo, in modo che i chelicerati non abbiano le antenne tipiche della maggior parte degli artropodi. Le prime appendici dietro la bocca sono chiamate pedipalpi, e svolgono funzioni diverse all’interno dei diversi gruppi di chelicerati.
I ragni e gli scorpioni sono membri di un gruppo di chelicerati, gli aracnidi. Le chelicere degli scorpioni hanno tre sezioni e vengono utilizzate per l’alimentazione. Le chelicere dei ragni hanno due sezioni e terminano in zanne generalmente velenose, che si ripiegano dietro le sezioni superiori quando non sono in uso. Le sezioni superiori hanno generalmente spesse “barbe” che filtrano grumi solidi dal cibo, poiché i ragni possono assumere solo
cibo liquido. I pedipalpi degli scorpioni generalmente formano grandi chele per catturare le prede, mentre quelli dei ragni sono appendici piuttosto piccole le cui basi fungono anche da estensione della bocca; inoltre, quelli dei ragni maschi hanno sezioni finali ingrandite utilizzate per il trasferimento dello sperma.
Nei ragni, il cefalotorace e l’addome sono uniti da un piccolo pedicello cilindrico, che consente all’addome di muoversi autonomamente durante la produzione della seta. La superficie superiore del cefalotorace è coperta da un singolo carapace convesso, mentre la parte inferiore è coperta da due piatti piuttosto piatti. L’addome è morbido e a forma di uovo. Non mostra segni di segmentazione, tranne che nei Mesothelae primitivi.
Circolazione e respirazione
Come altri artropodi, i ragni sono animali dotati di celoma, una cavità all’interno del corpo che è ridotta nelle zone intorno ai sistemi riproduttivo ed escreto. Questo spazio è in gran parte occupato dall’emoceli, una cavità che attraversa quasi tutta la lunghezza del corpo e attraverso cui scorre il sangue. Il cuore è un tubo nella parte superiore del corpo, con alcune aperture chiamate osti che fungono da valvole non ritorno, consentendo al sangue di entrare nel cuore dall’emocele ma evitando che esca prima di raggiungere l’estremità anteriore. Tuttavia, nei ragni, il cuore occupa solo la parte superiore dell’addome e il sangue viene espulso nell’emocele da un’arteria che si apre nella parte posteriore dell’addome e da arterie ramificate che passano attraverso il pedicello e si aprono in diverse parti del cefalotorace. Pertanto, i ragni hanno un sistema circolatorio aperto. Il sangue di molti ragni che possiedono polmoni a libro contiene l’emocianina, un pigmento respiratorio che rende il trasporto dell’ossigeno più efficiente.
I ragni hanno sviluppato diverse anatomie respiratorie basate sui polmoni a libro, un sistema tracheale, o entrambi. I ragni miaglomorfi e Mesothelae hanno due paia di polmoni a libro riempiti di emolinfa, con aperture sulla superficie ventrale dell’addome che permettono all’aria di entrare e diffondere l’ossigeno. Questo vale anche per alcuni ragni araneomorfi basali, come la famiglia Hypochilidae, ma gli altri membri di questo gruppo hanno solo il paio anteriore di polmoni a libro intatti mentre il paio posteriore degli organi respiratori è in parte o completamente modificato in trachee, attraverso le quali l’ossigeno si diffonde nell’emolinfa o direttamente nei tessuti e negli organi. Il sistema tracheale è probabilmente evoluto in antenati piccoli per aiutare a resistere alla disidratazione. Le trachee erano originariamente connesse all’ambiente circostante attraverso un paio di aperture chiamate spiracoli, ma nella maggior parte dei ragni questo paio di spiracoli si è fuso in uno singolo al centro e si è spostato all’indietro vicino alle filiere. I ragni che possiedono trachee generalmente hanno tassi metabolici più elevati e una migliore conservazione dell’acqua.
I ragni sono ectotermi, quindi le temperature ambientali influenzano la loro attività.
Alimentazione, digestione ed escrezione
In modo unico tra gli artropodi chelicerati, le sezioni finali delle chelicere dei ragni sono i cheliceri e la grande maggioranza dei ragni può usarli per iniettare veleno nella preda da ghiandole velenifere nelle radici delle chelicere. Le famiglie Uloboridae e Holarchaeidae e alcuni ragni Liphistiidae hanno perso le loro ghiandole velenifere e uccidono le prede con la seta. Come la maggior parte degli artropodi, inclusi gli scorpioni, i ragni hanno un intestino stretto che può affrontare solo cibo liquido e due insiemi di filtri per trattenere i solidi. Usano uno dei due diversi sistemi di digestione esterna. Alcuni pompano enzimi digestivi dal mesenterio nella preda e poi aspirano i tessuti liquefatti della preda nell’intestino, lasciando infine l’involucro vuoto della preda. Altri triturano la preda in poltiglia usando i cheliceri e le basi dei pedipalpi, mentre la allagano con enzimi; in queste specie, i cheliceri e le basi dei pedipalpi formano una cavità preorale che trattiene il cibo in fase di elaborazione.
Lo stomaco nel cefalotorace funge da pompa che spinge il cibo più in profondità nel sistema digestivo. Il mesenterio ha un numero variabile (di solito quattro paia) di estensioni cieche, o ceca, che si estendono nei primi segmenti delle zampe (coxae). Altra ceca e una ghiandola digestiva ramificata si trovano nella parte anteriore dell’addome. Alla fine dell’intestino un cieco (tasca stercorale, o cloaca) si collega all’intestino posteriore prima di aprirsi attraverso l’ano.
Il sistema escreto comprende grandi cellule (nephrociti) nel cefalotorace che concentrano rifiuti contenenti azoto, uno strato di deposito di pigmento (ipoderma), ghiandole coxali, ghiandole tubulari (tubuli di Malpighi) nell’addome e le estremità della ceca dell’intestino addominale, che sono riempite di un pigmento escreto bianco (guanina). Gli escrementi includono vari composti contenenti azoto, ad esempio guanina, adenina, ipoxantina e acido urico.
Sistema nervoso centrale
Il sistema nervoso centrale di base degli artropodi consiste in una coppia di corde nervose che corrono sotto l’intestino, con gangli appaiati come centri di controllo locali in tutti i segmenti; un cervello formato dalla fusione dei gangli dei segmenti della testa davanti e dietro la bocca, in modo che l’esofago sia circondato da questa conglomerazione di gangli.
Ad eccezione dei Mesothelae primitivi, dei quali i Liphistiidae sono l’unica famiglia sopravvissuta, i ragni hanno un sistema nervoso molto più centralizzato che è tipico degli artropodi: tutti i gangli di tutti i segmenti dietro l’esofago sono fusi, in modo che il cefalotorace sia in gran parte riempito di tessuto nervoso e non ci siano gangli nell’addome; nei Mesothelae, i gangli dell’addome e la parte posteriore del cefalotorace rimangono non fusi.
Nonostante il sistema nervoso centrale relativamente piccolo, alcuni ragni (come la Portia) mostrano comportamenti complessi, compresa la capacità di utilizzare un approccio di tentativi ed errori.
Il sistema nervoso dei ragni, a differenza degli altri artropodi, è completamente concentrato nel cefalotorace. Le masse di tessuto nervoso (gangli) sono fuse con un ganglio trovato sotto l’esofago e sotto e dietro il cervello. La forma del cervello, o ganglio epifaringeo, riflette in qualche modo le abitudini del ragno; ad esempio, nei costruttori di ragnatele, che sono sensibili al tatto, la parte posteriore del cervello è più grande rispetto ai ragni che cacciano con la vista.
Gli occhi semplici dei ragni, che sono otto o meno, sono composti da due gruppi, gli occhi principali o diretti (chiamati mediani anteriori) e gli occhi secondari, che includono laterali anteriori, laterali posteriori e mediani posteriori. Strutture chiamate rabdomi, che ricevono i raggi luminosi, sono rivolte verso le lenti negli occhi principali; negli altri occhi i rabdomi si rivolgono verso l’interno. Sia la struttura degli occhi secondari che l’arrangiamento degli occhi sono caratteristici per ciascuna famiglia.
Altri organi sensoriali sono costituiti da lunghi peli fini (tricobotri) sulle zampe, che sono sensibili alle correnti d’aria e alle vibrazioni. Gli organi sensoriali a fessura sotto forma di fessure minute o diverse fessure parallele sono situati vicino alle giunture delle zampe o sono sparsi sul corpo. La fessura è chiusa verso l’esterno da una membrana sottile e dall’altro lato da un’altra membrana che può essere penetrata da un nervo. Gli organi sensoriali a fessura sono sensibili agli stress sulla cuticola; altri organi sensoriali agiscono come recettori di vibrazione o organi uditivi. I recettori interni (propriocettori) forniscono informazioni sui movimenti e sulla posizione del corpo. Gli organi olfattivi (relativi all’olfatto) sono peli cavi specializzati che si trovano alle estremità dei pedipalpi e delle zampe. L’olfatto è utilizzato principalmente per percepire i feromoni.
In questo articolo, abbiamo esplorato il mondo affascinante dei ragni, creature dotate di una straordinaria diversità di specie e abilità. Dalla loro etimologia che riflette la loro abilità nel filare le ragnatele al dibattito sulla loro classificazione anatomica, i ragni sono affascinanti soggetti di studio per gli scienziati di tutto il mondo.
Abbiamo scoperto che i ragni sono predatori altamente efficienti, svolgendo un ruolo cruciale nell’ecosistema come controllori naturali di insetti nocivi. La loro capacità di catturare prede varia da specie a specie, e alcune di esse hanno sviluppato strategie incredibili per cacciare, dimostrando una notevole intelligenza.
Inoltre, abbiamo esaminato l’importanza dei ragni nell’agricoltura, dove sono stati utilizzati con successo per il controllo degli insetti in vari raccolti in tutto il mondo. Questo ruolo di custodi dei campi e dei giardini dimostra quanto siano preziosi per l’agricoltura sostenibile.
Nonostante alcune specie di ragni siano velenose per gli esseri umani, la stragrande maggioranza di essi non rappresenta una minaccia significativa per la nostra salute. Al contrario, i ragni ci offrono anche potenziali benefici, come l’uso del loro veleno in campo medico e la ricerca sulla seta di ragno per applicazioni innovative.
Infine, abbiamo toccato brevemente il lato culturale dei ragni, che sono diventati simboli comuni nell’arte e nella mitologia, rappresentando una varietà di concetti, dalla pazienza alla crudeltà.
In definitiva, i ragni sono creature straordinarie che meritano di essere studiate e apprezzate sia per il loro ruolo ecologico che per le loro affascinanti caratteristiche biologiche. Sono parte integrante del nostro mondo naturale e contribuiscono in modo significativo all’equilibrio degli ecosistemi in cui viviamo.