Anidride carbonica: un crocevia di storie che include anche le zanzare

L’anidride carbonica, gas serra fondamentale per la vita sulla Terra (ma anche minaccia), racconta anche una storia di caccia, prede e predatori, in cui la preda è l’uomo e i predatori sono le zanzare

L’anidride carbonica (o biossido di carbonio, CO2) è una piccola molecola triatomica costituita da due atomi di ossigeno e un atomo di carbonio, oggi legata indissolubilmente ai cambiamenti climatici e al riscaldamento globale.

L’anidride carbonica è uno dei gas serra fondamentale nel mantenere la temperatura terrestre adeguata per la vita. Se potessimo eliminare completamente l’anidride carbonica dall’atmosfera, la temperatura terrestre passerebbe da una media di 15°C a -15°C, trasformando l’acqua in ghiaccio ed eliminando qualsiasi forma di vita, come la conosciamo sulla Terra.

Come scrive Primo Levi, l’anidride carbonica è quindi sorgente di vita e di storie che si intersecano: “[…] L’aria ne contiene lo 0,03% […]. Questo, in scala umana, è un’acrobazia ironica, uno scherzo da giocoliere, una incomprensibile ostentazione di onnipotenza-prepotenza, poiché da questa sempre rinnovata impurezza dell’aria veniamo noi: noi animali e noi piante, e noi specie umana, coi nostri quattro miliardi di opinioni discordi, i nostri millenni di storia, le nostre guerre e vergogne e nobiltà e orgoglio” (Il sistema periodico, Carbonio).

L’anidride carbonica racconta anche una storia di caccia, prede e predatori, in cui la preda è l’uomo e i predatori sono le zanzare.

Il richiamo delle zanzare: questione di chimica

Le zanzare sono comparse sulla Terra molto prima dell’uomo; quelle che fanno del sangue umano il loro nutrimento – tipicamente le femmine di alcune specie – hanno messo a punto un meccanismo estremamente sofisticato per l’individuazione della preda, la cui attivazione è data dall’anidride carbonica emessa dal nostro espirato, percepita fino a 50 metri di distanza.

Potremmo considerare le zanzare femmina come dei sensori per l’anidride carbonica estremamente efficaci e sensibili. Alcuni esperimenti di laboratorio hanno dimostrato che in assenza del segnale di attivazione della CO2, la zanzara non trova più la sua preda.

Dopo l’attivazione da parte dell’anidride carbonica, mediata da recettori gustativi (non olfattivi come potremmo immaginare), la zanzara usa meccanismi sensoriali secondari che percepiscono odori (emanati da altre molecole presenti sulla nostra pelle e nel sudore), calore e umidità del nostro corpo.

Ed ecco che, con un sistema preciso quanto un nostro Gps, la zanzara ha individuato le coordinate della propria preda. Quando la capacità delle zanzare di rilevare la CO2​ viene interrotta, i segnali secondari, quali calore e odore della pelle, non permettono più di individuare la preda e l’intero meccanismo non si attiva.

Strategie innovative per combattere le zanzare

Sulla base del meccanismo elucidato grazie alla ricerca scientifica, sono state proposte diverse strategie per la lotta contro questi insetti. Le biotecnologie possono intervenire modificando i recettori per l’anidride carbonica, interrompendo il ciclo nutritivo e riproduttivo delle femmine, portando all’eliminazione di intere popolazioni.

In alternativa, si potrebbero prepare trappole che contengono anidride carbonica e altre molecole comunemente ritrovate nell’espirato e nel sudore, dirottando le zanzare lontano dalle loro prede.

Un terzo approccio potrebbe coinvolgere l’utilizzo di composti (possibilmente che rispettino i principi della chimica verde) in grado di interferire con i recettori dell’anidride carbonica, anche in questo caso bloccando sul nascere il meccanismo predatorio.

Tra i composti che sembrano avere un effetto troviamo la 1-metilpiperazina, prodotta dal nostro corpo o anche alcuni composti solforati presenti nell’aglio, o ancora miscele di estratti d’aglio e chiodi di garofano.

L’efficacia di questi repellenti o di loro derivati è ancora un ambito di ricerca complesso, poiché le zanzare si adattano velocemente e possono trovare strategie alternative per la loro sopravvivenza.

Perché difendersi con repellenti e insetticidi?

Le zanzare sono veicolo di innumerevoli malattie, anche gravi, come la malaria, la dengue, la febbre gialla e il virus Zika, che complessivamente hanno causato più morti di tutte le guerre.

L’organizzazione mondiale della sanità nel settembre 2024 riporta numeri preoccupanti in relazione alle malattie trasmesse da zanzare, zecche e pappataci e da altri animali.

La ricerca interdisciplinare dalla chimica, alla botanica e alla neurobiologia degli insetti è fondamentale per proteggere la nostra salute. La disinfestazione, fatta in modo responsabile, di questi insetti è un aspetto importante.

Altro aspetto che può aprire una riflessione è: l’aumento delle emissioni di anidride carbonica derivanti dalle attività antropiche che effetto avranno sulle zanzare? Risentiranno di una iperattivazione e diverranno cacciatrici più agguerrite, oppure verranno stordite da un segnale eccessivamente forte?

Insetticidi e repellenti: che differenza c’è?

Gli insetticidi sono sostanze che uccidono gli insetti; molti di questi sono neurotossine specifiche per gli insetti, di origine completamente naturale o spesso derivati da composti vegetali come il piretro.

Si definiscono repellenti quei composti (naturali o artificiali) che agiscono sul sistema olfattivo degli insetti scoraggiandoli ad avvicinarsi alla preda (umana o animale) oltre 4 centimetri. Alcuni insetticidi di derivazione naturale (piretroidi e permetrina) agiscono sia come insetticidi che come repellenti.

Approfondimenti

• How mosquitoes track humans using carbon dioxide
• Insect repellents
• Mosquito repellents: a review of chemical structure diversity and olfaction
• Chemical and Plant-Based Insect Repellents: Efficacy, Safety, and Toxicity
• Larvicidal and adulticidal effects of combined hydroethanolic extracts of clove flower buds and garlic bulbs on Anopheles gambiae
• L’effetto serra
• Malattie trasmesse da insetti

Crediti immagine: Depositphotos

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Laura Cipolla: curiosa su tutto ciò che coinvolge la trasformazione della materia, dai sistemi viventi alle applicazioni della chimica, in particolare quelle legate alle biotecnologie. Per lei, la chimica è la vita, è il nostro Pianeta | Linkedin

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