La famiglia Planorbidae e la Schistosomiasi

Uno studio approfondito su alcune specie di lumaca ornamentale, in particolare del Brasile, e su come possano essere implicati gli acquariofili nella diffusione della schistosomiasi, malattia umana trasmessa da vermi parassiti di cui le lumache sono ospiti intermedi.

Tratto e tradotto dall'articolo:
"Biomphalaria"
su Planeta Invertebrados

Le lumache che si trovano più comunemente negli acquari d'acqua dolce sono le Planorbidae. Queste lumache si trovano di fronte a un mix di amore e odio: da un lato, ci sono belle varietà ornamentali, come le 'Ramshorn rosso', d'altra parte, di solito appaiono come ospiti infestanti e indesiderate, essendo in grado di moltiplicarsi fino a formare grandi popolazioni, ed essendo considerate una peste dalla maggior parte degli acquariofili. Come fattore aggravante, molte specie sono coinvolte nel ciclo di vita dell'agente della schistosomiasi.

Tassonomia: Planorbis? Biomphalaria? Helisoma?

Come spesso accade con le lumache d'acqua dolce, la loro identificazione è abbastanza confusa. Sono conosciute in inglese come lumache 'Ramshorn', una contrazione di ram's horn, che significa corno di montone. Appartengono alla famiglia Planorbidae e in realtà comprendono principalmente tre tribù distinte: Planorbini, delle specie europee; Planorbulini, di specie nordamericane; e Biomphalariini, di specie sudamericane e africane. E nell'aspetto esteriore, Planorbis, Planorbella e Biomphalaria sono praticamente indistinguibili.

I Planorbidi, come Physa e Lymnaea, appartengono al gruppo dei Polmonati, lumache che si sono evolute da lumache terrestri che sono tornate nell'ambiente acquatico. Per questo motivo non hanno branchie e assimilano l'ossigeno attraverso la superficie interna del loro mantello, dove la maggior parte delle specie porta una bolla d'aria, che deve essere rinnovata periodicamente. Cioè, sebbene acquatiche, respirano aria, per cui necessitano di tornare in superficie di tanto in tanto. Per questo motivo possono sopravvivere in acqua stagnante, povera di ossigeno. Come caratteristica aggiuntiva hanno emoglobina nella loro emolinfa, che dà una bella colorazione rossa agli individui albini. Come gli altri Polmonati, non hanno opercolo. Oltre alla funzione respiratoria, la bolla d'aria può essere utilizzata anche con funzione di galleggiamento.

I Polmonati d'acqua dolce appartengono all'ordine Basommatophora, così chiamato perché le lumache che vi appartengono hanno gli occhi alla base dei lunghi tentacoli. Questa caratteristica le distingue nettamente dalle lumache terrestri, Stylommatophora, che hanno gli occhi all'estremità dei tentacoli.

Le comuni lumache della famiglia Planorbidae appartengono quasi tutte al genere Biomphalaria. Ad esempio, le piccole lumache marroni che vengono inavvertitamente introdotte in acquario insieme alle piante vengono erroneamente chiamate Planorbis in molti testi su Internet, perché sono spesso traduzioni di testi dall'inglese. Alcune fonti descrivono queste lumache come Helisoma nigricans, che però non è più un taxon valido, attualmente il nome corretto per questa specie è considerato Biomphalaria tenagophila, una dei tre vettori brasiliani della schistosomiasi.

Ci sono anche alcune segnalazioni di specie invasive nordamericane, come Planorbella duryi (ex Helisoma) in Brasile, ma non sono comuni. Il loro aspetto esteriore è molto simile a quello delle Biomphalaria, e si ritiene che siano state introdotte in natura dagli acquariofili. Al link seguente un articolo sulla varietà blu di questa specie su Planeta Invertebrados.

Nelle regioni fredde dell'Europa, in natura è comune la specie Planorbis corneus, e in molte fonti di Internet in lingua inglese si dice che questa è una specie d'acquario. Anche in questo caso è un errore, quando si tratta di acquari tropicali, perché questa specie ha una bassa sopravvivenza ad alte temperature.

Ma che dire delle Planorbidae ornamentali vendute nei negozi? Ad esempio, quelle belle 'Ramshorn rosse' nei toni del rosa e del rosso? Anche in questo caso, quasi tutte le fonti su Internet (anche portoghesi) le descrivono come lumache Planorbis o Planorbella, perché sono traduzioni di testi stranieri. Molti hanno persino inventato nomi scientifici di fantasia, come Planorbis rubrum. O forse per non dare l'impressione negativa che sia la stessa specie che trasmette la malattia.

Tuttavia, è quasi certo che tutte le lumache ornamentali chiamate 'Ramshorn' in vendita nei negozi brasiliani siano in realtà specie di Biomphalaria, sottolineando che le varietà albine di queste specie (che sono identiche alle Planorbella albine 'Red Ramshorn') sono state usate per molto tempo nella ricerca sulla schistosomiasi. In diverse occasioni, queste lumache ornamentali brasiliane sono state sezionate per identificarle, e tutte erano Biomphalaria albine, principalmente Biomphalaria glabrata (per esempio, le lumache raccolte in acquari di San Paolo e Minas Gerias) e Biomphalaria tenagophila (ad esempio, quelle raccolte negli acquari di Santa Catarina). Queste sono le due più grandi specie brasiliane di Biomphalaria, entrambe vettori di schistosomiasi. Al link seguente il resoconto di alcune dissezioni per l'identificazione, su Paneta Invertebrados.

Il fatto che le lumache ornamentali siano potenziali vettori di malattie è un fatto molto importante, spesso sconosciuto a noi acquariofili. Vale anche la pena ricordare che, per un motivo non molto chiaro, le Biomphalaria albine sono più suscettibili alle infezioni rispetto alle varietà selvatiche. Sembra esserci una relazione poco chiara tra albinismo e resistenza alle infezioni da parte di vari parassiti. Basta ricordare che, anche in natura, la percentuale di lumache albine è molto più alta che in altre specie animali. Solo a titolo di esempio, è stata registrata un'occorrenza superiore al 40% in Biomphalaria pfeifferi in Africa (negli esseri umani, l'albinismo si verifica nello 0,007% della popolazione).

Biomphalaria

Ci sono 34 specie descritte di Biomphalaria, confinate nelle regioni tropicali e subtropicali del globo, con 22 specie nelle Americhe (la maggior parte in Sud America) e 12 in Africa, Madagascar e Medio Oriente. Per molto tempo si è creduto che queste specie si fossero evolute da un antenato comune dai tempi della separazione del supercontinente Gondwana (che formava l'Africa e le Americhe, 100 milioni di anni fa). Un'altra ipotesi era che queste lumache (insieme alla schistosomiasi) fossero arrivate nel Nuovo Mondo attraverso il commercio degli schiavi.
Oggi, sulla base di analisi genetiche e molecolari, è chiaro che il genere ha avuto origine probabilmente in Sud America, avendo colonizzato l'Africa più recentemente (2,3 ~ 4,5 milioni di anni fa), per via incerta.

Undici specie di Biomphalaria si trovano in Brasile, con una sottospecie. Di queste specie, solo tre sono ospiti naturali dello Schistosoma, ma altre tre sono potenziali ospiti, essendosi infettati in laboratorio. L'aspetto esterno della conchiglia e del corpo è molto simile, l'identificazione della specie è praticamente impossibile per i non specialisti. Le specie Biomphalaria tenagophila e Biomphalaria occidentalis hanno gusci più larghi e curve di carenatura, ma cogliere questo aspetto non è sempre facile da parte dei profani. In pratica, le possibilità diagnostiche possono essere ristrette solo alle chiocciole più grandi, conoscendo la dimensione massima che possono raggiungere (ed escludendo le specie più piccole) e in base al sito di raccolta.
Le specie sono le seguenti:

Ospiti naturali di Schistosoma mansoni:

• Biomphalaria glabrata - conchiglia fino a 40 mm di diametro.
• Biomphalaria tenagophila - conchiglia fino a 35 mm di diametro.
• Biomphalaria straminea - conchiglia fino a 17 mm di diametro.

Potenziali ospiti di Schistosoma mansoni:

• Biomphalaria amazonica - conchiglia fino a 8 mm di diametro.
• Biomphalaria peregrina - conchiglia fino a 17 mm di diametro.
• Biomphalaria cousini - conchiglia fino a 8 mm di diametro.

Non-ospiti:

• Biomphalaria intermedia - conchiglia fino a 12 mm di diametro.
• Biomphalaria kuhniana - conchiglia fino a 8 mm di diametro.
• Biomphalaria schrammi - conchiglia fino a 8 mm di diametro.
• Biomphalaria oligoza - conchiglia fino a 11 mm di diametro
• Biomphalaria occidentalis - conchiglia fino a 21 mm di diametro.
• Biomphalaria tenagophila guaibensis - conchiglia fino a 19 mm di diametro.

Caratteristiche e ciclo di vita

Hanno conchiglie piatte a forma di disco con un disegno planispirale, a spirale piatta, che ricorda le estinte Ammoniti. Il nome Planorbídae deriva da questo. Un curioso dettaglio del guscio di queste lumache è che hanno spirali sinistrorse, in un modo identico alle Physa. Ma avendo questo aspetto discoidale invertito rispetto al corpo, a prima vista sembra avere la spirale destrorsa. Porta il guscio 'in piedi' quando cammina, il che consente di distinguerle dal genere Drepanotrema, altre Planorbídae brasiliane molto simili, ma che portano il guscio disteso, orizzontale.

Vivono nelle regioni tropicali, e non si trovano in zone molto fredde, a differenza delle Physa. Tuttavia, sono leggermente più tolleranti alle acque acide, e si trovano anche nei fiumi del bacino amazzonico, ma non a pH inferiori a 5.6. Sopravvivono fuori dall'acqua per periodi relativamente lunghi, ritirate all'interno del guscio. Alcune specie possono anche acquisire cambiamenti morfologici durante la fase giovanile, che aumentano la loro sopravvivenza durante la stagione secca. Durante questa ritrazione nel guscio le lumache possono ospitare le larve di Schistosoma mansoni, rendendo più difficile il loro controllo.

Si nutrono principalmente di alghe e detriti, ma possono nutrirsi delle piante acquatiche con foglie più tenere. Consumano resti di mangime per pesci, piante e animali morti. Se allevate separatamente, dovrebbero ricevere una dieta di base di verdure (come lattuga e altre foglie tenere), ma sempre integrata con proteine ​​animali. Gli studi di laboratorio dimostrano una maggiore crescita e riproduzione quando la dieta è mista, piuttosto che esclusivamente a base vegetale. E' essenziale l'integrazione di calcio, essendo parte della dieta e/o sciolto in acqua. Una concentrazione ideale di calcio è stimata intorno ai 30 mg/l. Concentrazioni inferiori a 1,5 mg/l o superiori a 75 mg/l sono correlate ad una mortalità più elevata.

Sono animali ermafroditi e capaci di autofecondarsi, ma preferiscono incrociarsi quando possibile, riservando l'autofecondazione solo a quando non trovano partner. Questo fatto è ben documentato in Biomphalaria glabrata, mentre Biomphalaria tenagophila sembra essere un'eccezione, perché è adattata agli ambienti che subiscono essiccazione periodica, e presenta tassi di autofecondazione più alti, il che spiega la sua minore variabilità genetica e il più alto tasso di individui albini selvatici. In questa lumaca, vi è predominanza di fecondazione mista negli esperimenti di laboratorio, con prole mista da auto-fecondazione e da fecondazione incrociata.

Durante la copula, uno degli individui agisce come un maschio, e l'altro come una femmina, la fecondazione reciproca è molto rara (<5%). In modo simile alle Ampullarie, il 'maschio' sale sul guscio della 'femmina' ed esegue la copulazione. Lo sperma viene immagazzinato per diverse settimane (da 21 a 35 giorni), e usato preferibilmente dall'individuo che agisce come una femmina. Il fotoperiodo è importante per la riproduzione, che richiede un periodo di più di 8 ore di luce diurna. Le uova vendono deposte avvolte in una massa gelatinosa, allineate e attaccate a substrati solidi, come il vetro dell'acquario. Le uova si schiudono da 3 a 5 giorni, generando piccole lumache, miniature dei genitori. Piuttosto prolifiche, in acquario sono abbastanza comuni le sovrappopolazioni, di solito legate all'alimentazione eccessiva. C'è un'interessante studio brasiliano, che dimostra che un singolo individuo di Biomphalaria glabrata può produrre cumulativamente 10 milioni di discendenti in 3 mesi.

Riproduzione in acquario

La riproduzione in cattività delle lumache del genere Biomphalaria è già stata studiata, in particolare di Biomphalaria glabrata, come vettori della schistosomiasi. Queste informazioni possono essere estrapolate per la riproduzione di questi animali negli acquari ornamentali.

L'aspettativa di vita di Biomphalaria glabrata è stimata in 12 ~ 18 mesi in natura, e il tempo di maturazione è di circa 5 settimane. Anche se supportano ambienti ipossici, c'è una migliore crescita e riproduzione nelle acque aerate. Sembra esserci un tasso di riproduzione più elevato se allevate in contenitori di plastica poco profondi.

La temperatura migliore per la riproduzione va dai 24 ai 28°C, valore ideale di 25°C. Supportano un ampio intervallo di pH, tra 4,9 e 8,9, ma l'intervallo ideale è 7,0 + 0,2. Un pH molto basso porta all'erosione dei gusci, tra gli altri effetti dannosi. Contrariamente a quanto si crede in genere, anche un pH molto alto è deleterio per questi animali. Basta ricordare che queste lumache si trovano in acque acide/neutre in natura (5.0 ~ 7.0), mentre sono rare nelle acque alcaline. C'è un altro studio recente che valuta l'influenza della durezza dell'acqua sulla fecondità di queste lumache. La fecondità aumenta con l'aumentare della durezza dell'acqua, ma la differenza è minima tra 40 e 120 mg/l CaCO3. Ricordando che c'è una maggiore mortalità delle chiocciole de la durezza è eccessiva (sopra i 75), si suggerisce una durezza tra 40 e 60 mg/L.

Schistosomiasi

Il Brasile è considerato il più grande focolaio endemico della schistosomiasi nel mondo, si stimano 200 milioni di persone infette nel mondo e tra 2,5 e 6 milioni in Brasile (dati SUS, 2011). Sebbene in declino grazie alle campagne governative, è ancora una malattia che rappresenta un serio problema di salute pubblica. In Brasile, la schistosomiasi (chiamata anche xistosa o pancia d'acqua) è causata dal verme trematode Schistosoma mansoni, che ha bisogno di una chiocciola acquatica per completare il suo ciclo vitale. Delle undici specie brasiliane di Biomphalaria, tre sono ospiti intermedi dei vermi.

In modo molto semplificato, il ciclo di vita di questi parassiti dipende da un ospite definitivo (di solito l'uomo) e da un ospite intermedio, che è la lumaca. Le persone malate eliminano le uova del parassita nelle feci (o molto raramente nelle urine), che negli ambienti acquatici schiudono generando larve libere (miracidi). Queste larve penetrano nel corpo della chiocciola, dove si sviluppano, e ne escono spargendosi di nuovo liberamente nell'acqua sotto forma di cercarie. Quando una persona entra nell'acqua contaminata, le cercarie penetrano nella pelle e raggiungono il flusso sanguigno, subiscono metamorfosi e vanno al fegato, dove completeranno il loro ciclo. Quando penetrano nella pelle, le larve causano un prurito nel luogo, motivo per cui questi luoghi sono chiamati "stagni da prurito".

Tutte le parti di questo ciclo devono essere completate perché la malattia si diffonda. Pertanto, date le dovute precauzioni, è estremamente improbabile che negli acquari si trovi una lumaca infetta. La lumaca dovrebbe essere stata raccolta da qualche parte dove c'erano escrementi di persone malate, come i liquami non trattati.

Ma ovviamente, se una lumaca (o una pianta ornamentale) viene raccolta in un'area endemica, esiste il rischio di malattia. Un dettaglio importante che deve essere sempre ricordato, è che se la chiocciola viene accidentalmente parassitata, la contaminazione di una persona umana si può avere al semplice contatto con l'acqua dell'acquario. Se ci sono parassiti, il problema non sarà la manipolazione della chiocciola, ma semplicemente mettere le mani dentro l'acqua sarà sufficiente per il contagio. Sebbene le cercarie emesse dalle chiocciole muoiano rapidamente se non trovano un ospite adatto (entro circa 24 ore), la chiocciola infetta emette continuamente cercarie per diversi mesi. Per cui, quarantenare le lumache infette non è molto efficace.

Un altro importante dettaglio che deve essere ricordato è che non c'è trasmissione verticale del verme nella chiocciola. Cioè, solo gli animali raccolti in natura rappresentano un pericolo. I piccoli nati in cattività non sono infetti, anche se nascono da genitori che portano il verme. Anche le uova raccolte in ambienti contaminati sono completamente sicure.

Anche se il rischio di infezione da schistosomiasi tra acquariofili è molto basso, c'è un problema meno (o più) grave che ci coinvolge direttamente. Oggi, l'acquariofilia rappresenta una via importante per disperdere queste lumache in natura. A titolo di esempio, l'introduzione di Biomphalaria straminea (vettore della schistosomiasi) nello stato di Santa Catarina in Brasile è avvenuta molto probabilmente attraverso gli acquariofili. Le Biomphalaria sono già state rilevate anche a Hong Kong, introdotte dagli acquariofili. E il recente processo di 'urbanizzazione' della schistosomiasi ha come principale sospettata l'acquariofilia. 
A Belo Horizonte, un focolaio urbano della malattia è apparso di recente in un lago ornamentale nel Parco Julien Rien. Come abbiamo visto, la presenza di lumache vettrici del parassita è una condizione necessaria e indispensabile, sebbene non sufficiente, per l'insorgenza della malattia. In questo modo, il focolaio della malattia è nato solo perché c'erano condizioni adeguate nel luogo, cioè c'era una colonia di lumache vettrici, che quasi certamente provenivano da acquari. Immaginate un focolaio di schistosomiasi in un parco pubblico con intense visite di famiglie e bambini. Esistono anche proposte di ricercatori legati a Fiocruz per realizzare campagne di sensibilizzazione tra gli acquariofili e i negozianti, e vietare la riproduzione delle Biomphalaria albine.

Ragion per cui, bisogna prestare molta attenzione quando si buttano le potature delle piante e l'acqua cambiata dagli acquari domestici, avendo cura che questi residui non raggiungano i corpi idrici naturali. La stessa attenzione dovrebbe essere presa negli acquari con varietà ornamentali di queste lumache. E non comprare mai piante ornamentali o lumache di dubbia provenienza.

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