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Biologia ed allevamento in acquario di Xenopus laevis (A. Plaitano)

Dom, 01/Giu/2008 - 00:00
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Noti agli acquariofili come divoratori di chioccioline e agli scienziati come modelli di studio per la biologia cellulare, gli xenopi sono tra le poche rane tranquillamente allevabili in acquario, a causa della loro spiccata preferenza per l'ambiente acquatico. Se si soddisfano le loro poche esigenze, possono vivere a lungo nelle nostre vasche.

"Biologia ed allevamento in acquario di Xenopus laevis" di Annalisa Plaitano
articolo tratto dal sito dell'Associazione naturalistica e divulgativa Neptunalia, che nel 2012 ha cessato le sue pubblicazioni come rivista d'acquariofilia e terrariofilia sul web.
Neptunalia è una associazione naturalistica senza scopo di lucro, che intende raccogliere e divulgare tutto quel che c’è da sapere sul mondo dell’acquariofilia e terraristica, con tono rigorosamente scientifico ma con sguardo da veri appassionati. Il loro sito non è più online, per ora esiste ancora la loro pagina di Facebook.

Al contrario del congenere Xenopus laevis, che in alcuni ambienti è addirittura considerato infestante, X. longipes è una specie fortemente minacciata - Lauretta Lussana (Neptunalia)

Noti agli acquariofili come divoratori di chioccioline e agli scienziati come modelli di studio per la biologia cellulare, gli xenopi sono tra le poche rane tranquillamente allevabili in acquario, a causa della loro spiccata preferenza per l’ambiente acquatico. Se si soddisfano le loro poche esigenze, possono vivere a lungo nelle nostre vasche.

Introduzione

Maschio con colorazione selvatica di Xenopus laevis - Stefano Tollari (Neptunalia.it)

Maschio con colorazione selvatica di Xenopus laevis - Stefano Tollari (Neptunalia)

Xenopus laevis (Daudin, 1802), volgarmente noto come xenopo liscio o rana unghiata africana, è un anfibio anuro appartenente ad una famiglia, quella dei pipidi, che comprende 30 specie e 5 generi distribuiti nel continente africano e in Sud America.

In particolare X. laevis ha origini africane, ma attualmente è facile trovarne grosse popolazioni anche in America settentrionale dove è stato introdotto artificialmente e dove è entrato in competizione con la rana leopardo (Rana pipiens), specie già provata, come ormai gran parte degli anfibi, dalla locale situazione di inquinamento ambientale.

La dispersione in natura di X. laevis è avvenuta prevalentemente ad opera dei laboratori di ricerca che da decenni utilizzano esemplari di questa specie come modello sperimentale soprattutto nel campo della biologia molecolare e dello sviluppo. L’impiego forse più noto riguarda i test di gravidanza: l’urina della donna da esaminare veniva iniettata sotto la pelle di queste rane, e se la donna era incinta la rana ovulava come conseguenza della stimolazione ormonale.

Un recente articolo pubblicato su “Le Scienze” ipotizza un legame tra l’esportazione dall’Africa dello xenopo dagli anni Trenta ad oggi (per il suo utilizzo nei test di gravidanza) e la diffusione di un fungo, il Batrachochytrium dendrobatidis, responsabile delle chitridiomicosi che stanno contribuendo all’estinzione degli anfibi di tutto il mondo.

Breve descrizione della famiglia

Una caratteristica interessante dei pipidi è la mancanza di lingua (infatti il gruppo è chiamato Aglossa, dal greco a = senza e glossa = lingua), in quanto questo organo non è utile alla predazione in acqua. Si tratta di uno dei tanti adattamenti alla vita prevalentemente acquatica di questi animali.

Un altro adattamento importante è la presenza dell’organo della linea laterale, un organo sensoriale posizionato dorsalmente e lateralmente, simile a quello presente nella maggior parte dei pesci, che permette di rilevare l’andamento e l’entità delle onde, e anche la presenza (attraverso lo spostamento dell’acqua) di prede, quali ad esempio insetti.

La dieta è pressoché onnivora: pesci, piccoli anfibi, insetti e altri invertebrati.

La fecondazione delle uova è esterna. Alcuni girini sono filtratori e altri carnivori, ci sono comunque all’interno della famiglia diverse strategie riproduttive. Ad esempio nel genere Pipa le uova vengono deposte sul dorso della femmina, in speciali tasche formate da evaginazioni della pelle, in cui sono incubate e talora mantenute sino alla metamorfosi dei girini.

Nel corteggiamento dei pipidi talvolta vengono emesse vocalizzazioni sia dal maschio che dalla femmina. Ciò avviene, in assenza di corde vocali, grazie alla possibilità che questi animali hanno di far schioccare le cartilagini della laringe. Si produce un caratteristico suono a scatti, una sorta di “clic”.

Alcune specie, come quelle del genere Pipa, hanno un aspetto bizzarramente appiattito tanto da ricordare le rane schiacciate sulla strada.
Un altro genere, Hymenochirus, è caratteristico per le sue ridotte dimensioni: 3 - 4 cm della femmina (più grossa del maschio) rispetto ai 15 - 20 cm di Pipa pipa.

Gli arti posteriori sono molto sviluppati e muscolosi, adattati per il nuoto ma anche per il salto, e persistono come caratteristica primitiva delle unghiette nelle prime tre dita delle zampe posteriori. Gli occhi sono piccoli e rivolti verso l’alto, altra caratteristica della vita acquatica; comunque la vista non è il senso utilizzato principalmente, anche se è utile nel percepire le ombre prodotte dai predatori che vengono dall’alto, soprattutto uccelli.

La respirazione è branchiale nei girini, polmonare e cutanea negli adulti.

Xenopus laevis, descrizione della specie

Maschio con colorazione selvatica di Xenopus laevis - Stefano Tollari (Neptunalia.it)

Maschio con colorazione selvatica di Xenopus laevis - Stefano Tollari (Neptunalia)

Lo xenopo liscio, così chiamato per l’estrema viscidità della sua pelle, è un animale che misura 10 - 13 cm (il maschio è un po’ più piccolo), di colore bruno - verde con alcune macchie sul dorso, anche se in commercio si trova spesso la forma albina. Le zampe posteriori sono molto sviluppate, quelle anteriori sono piccole e non palmate.

In natura vive perlopiù in pozze fangose e non profonde. Per questo motivo, come accennato, i piccoli occhi non sono sviluppati; un aiuto per la localizzazione delle prede è dato da un organo sensoriale posto sulle zampe anteriori, utilizzate anche per introdurre il cibo in bocca durante la predazione.

Essendo animali quasi esclusivamente acquatici, sopportano male la perdita d’acqua dell’habitat; presentano invece maggiore plasticità riguardo a fattori come salinità, temperatura, torpidità ecc. Quando la stagione si fa più secca estivano sotterrandosi sotto il fango dove possono rimanere fino a otto mesi.

Nelle acque stagnanti delle paludi in cui vive, lo X. laevis convive con diversi tipi di microorganismi potenzialmente aggressivi (batteri, funghi, protozoi) e si difende quindi secernendo una sostanza chiamata magainina, una proteina dall’effetto antiparassitario, antivirale e, sembra, anche antitumorale. Un altro motivo questo per rendere lo X. laevis oggetto di studi da parte delle case farmaceutiche.

E’ noto che queste rane, dette anche rane artigliate, migrano verso pozze stagionali di acqua piovana appena formate per riprodursi. Sembra che alcune popolazioni nelle loro zone d’origine abbiano percorso fino a 0,2 km di strada per deporre le uova, comportamento non riscontrato nelle popolazioni degli Stati Uniti. Migrazioni di massa alla ricerca di zone più umide sono invece state osservate sia in Africa che negli Stati Uniti, dove sembra che in una sola notte avvenga lo spostamento di una grossa popolazione verso nuove pozze d’acqua attraversando, dove necessario, addirittura le strade asfaltate.

Il periodo di riproduzione è la tarda primavera; talvolta questo intervallo di tempo si allunga decisamente tra marzo e giugno. In ogni caso il picco di massima intensità dei richiami sonori maschili si riscontra in aprile - maggio. Le uova, prodotte in grande quantità, sono depositate separatamente o in piccoli gruppi sulle piante acquatiche, sulle rocce e su altre strutture bentoniche.
Dalle uova dopo soli due o tre giorni fuoriescono larve che inizialmente si attaccano al substrato tramite una secrezione collosa e solo successivamente si staccano e iniziano a nutrirsi in forma libera. Si cibano filtrando il fitoplancton, in particolare le diatomee e altre alghe unicellulari, i protozoi ed i batteri. Sono capaci di filtrare dall'acqua particelle delle dimensioni di un virus. Due estroflessioni sul capo dei girini li fanno curiosamente assomigliare a dei pesci - gatto.

La metamorfosi è abbastanza lunga, da uno a tre mesi, anche a seconda della temperatura. Le giovani rane cominciano presto a dimostrarsi voraci ed aggressive, nutrendosi pressoché di tutto quello che trovano, manifestando anche episodi di cannibalismo verso i giovani conspecifici.

X. laevis è una specie longeva, in cattività può raggiungere addirittura i 15 anni d’età. In natura è molto resistente; lo si è potuto appurare osservando la competizione con le specie autoctone di anuri in Nord America e durante tentativi di debellamento. Comunque la sua diffusione sembra essere limitata dall’antropizzazione e soprattutto dalle tracce di diserbanti chimici che inquinano sempre di più il suo habitat.

Specie simili

Al contrario del congenere Xenopus laevis, che in alcuni ambienti è addirittura considerato infestante, X. longipes è una specie fortemente minacciata - Lauretta Lussana (Neptunalia.it)

Al contrario del congenere Xenopus laevis, che in alcuni ambienti è addirittura considerato infestante, X. longipes è una specie fortemente minacciata - Lauretta Lussana (Neptunalia)

Xenopus longipes è un’altra rana africana appartenente allo stesso genere. È relativamente piccola se confrontata a Xenopus laevis: i maschi sono di circa 28 -30 mm di lunghezza e le femmine di circa 32 - 36 mm.

Gli X. longipes sono ricoperti di puntini neri molto piccoli sia sulla parte dorsale che ventrale del corpo. Oltre a questi piccoli punti neri, alcuni esemplari hanno punti neri più grandi irregolarmente distribuiti sul dorso. Il lato dorsale della rana tende ad essere marroncino mentre il lato ventrale tende ad essere un arancio luminoso. Gli occhi sono abbastanza sviluppati e inoltre si riscontrano alcune differenze nella morfologia ossea.

Un’altra rana della stessa famiglia ma appartenente ad un altro genere è Silurana tropicalis, spesso confusa con X. laevis al punto che ancora oggi molti la chiamano Xenopus tropicalis. Anch’essa africana (della Costa d’Avorio) presenta un dimorfismo sessuale meno marcato rispetto a X. laevis e dimensioni inferiori. La femmina misura circa 5 - 6 cm e il maschio 4 cm. La colorazione è maggiormente maculata e presenta delle escrescenze cutanee non pigmentate.

A differenza di X. laevis quattro e non tre dita delle zampe posteriori presentano piccoli artigli. Questo è considerato un atavismo ed è una delle caratteristiche cha hanno fatto proporre la nuova nomenclatura elevando S. tropicalis allo status di nuovo genere. Un'altra caratteristica distintiva è che X. laevis è una specie tetraploide, mentre S. tropicalis è diploide.

La loro somiglianza ha determinato l’utilizzo di entrambe le specie da parte dei ricercatori per quanto riguarda i test di gravidanza un tempo e ricerche embriologiche oggi. Inoltre S. tropicalis, producendo un maggior numero di uova (da 1000 a 3000 contro 200 - 500) ma embrioni di dimensioni inferiori (0,8 mm contro 1,2 mm); si presta meglio a certi tipi di analisi.

Approfondimenti

L’utilizzo di queste rane come modello sperimentale si è rivelato utile nei campi più disparati: biologia molecolare, fisiologia, embriologia, patologia, ecc. e inoltre il genoma di S. tropicalis è stato completamente sequenziato.

Un aspetto interessante che è stato indagato dai ricercatori della Columbia University e pubblicato nel “Journal of Neuroscience”, è la regolazione di due comportamenti ritmici temporalmente distinti: la respirazione e la vocalizzazione. Le rane acquatiche di questa specie usano un complesso repertorio vocale durante il corteggiamento, durante il quale i maschi competono per la femmina. I richiami vengono prodotti senza l’utilizzo del respiro e ciò permette a queste rane di vocalizzare per periodi anche lunghi sott’acqua.
Studi condotti su preparazioni di laringe e cervello isolati di X. laevis indicano che l’organo vocale, la laringe, è innervato da neuroni dei nuclei motori craniali (IX - X paio di nervi cranici) che contengono neuroni motori sia respiratori che vocali (relativi alla laringe). L’impulso discendente che arriva dal cervello a questi nervi cranici proviene da un’area dorsale del midollo.

È emerso dunque che le due attività (respirazione e vocalizzazione) sono coordinate dalla stessa area cerebrale. Gli stessi neuroni del midollo inviano impulsi eccitatori alla laringe e contemporaneamente impulsi inibitori ed eccitatori (misti) ai motoneuroni respiratori.

Studi simili, sempre della Columbia University, indicano anche l’esistenza di una differente attività sinaptica tra maschi e femmine a livello delle giunzioni sinaptiche neuromuscolari della laringe. Le sinapsi di maschi e femmine non presentano differenze morfologiche a livello ultrastrutturale, ma sembra che il maschio rilasci dosi inferiori di neurotrasmettitore rispetto ala femmina, e questo sarebbe alla base delle differenze nella vocalizzazioni dei due sessi.

Allevamento

Per allevare X. laevis è necessario un acquario delle dimensioni di circa 70 - 100 cm di lunghezza, 50 - 100 cm di larghezza e 30 - 60 cm di altezza con almeno 15 - 20 cm di acqua, che può anche essere quella dei rubinetti di casa purché sia aggiunga un biocondizionatore.
La temperatura dovrà essere compresa tra i 18° C (minimo) e 27° C, valori comunemente riscontrabili nelle nostre case, facendo attenzione a non posizionare la vasca vicino a fonti di calore come ad esempio termosifoni.
Da evitare sono gli sbalzi termici.

In natura queste rane vivono in acque stagnanti ma in cattività è bene tenere pulita l’acqua, per cui bisogna utilizzare un filtro rapido, a patto che questo crei una corrente ridotta. L’organo della linea laterale degli xenopi è molto sensibile, e un eccessivo movimento dell’acqua porterebbe quindi un inevitabile stress all’animale. In alternativa si può utilizzare un filtro a spugna con areatore; in teoria si potrebbe rinunciare al filtro e cambiare molto spesso l’acqua (3 cambi totali alla settimana), ma tale metodo risulta applicabile praticamente solo a vasche caratterizzate da un allestimento particolarmente spartano.

Maschio albino di Xenopus laevis - Stefano Tollari (Neptunalia.it)

Maschio albino di Xenopus laevis - Stefano Tollari (Neptunalia)

Per quanto riguarda l’arredamento è bene non mettere ghiaia troppo fine sul fondo, perché potrebbe essere ingoiata dalla rana; meglio utilizzare grosse pietre di fiume e legni di torbiera.

È consigliabile creare in una parte dell’acquario un punto idoneo per l’emersione, anche se raramente si vedranno xenopi fuori dall’acqua.

Si consiglia di inserire in vasca poche piante, meglio se in vasetto, perché queste rane sono molto voraci e tendono ad ingoiare e distruggere tutto.

Per questo stesso motivo anche la convivenza con altre specie, eccezion fatta per quelle di grandi dimensioni, è generalmente sconsigliata. Anfibi e pesci troppo piccoli sarebbero presto predati, anche grazie all’apparato boccale dello xenopo che è molto grande. La soluzione migliore è certamente un acquario monospecifico.

Rispetto ad altri anfibi, lo xenopo non presenta difficoltà nell’alimentazione mangiando praticamente di tutto: insetti vari (locuste, grilli, camole), lombrichi a pezzetti, pezzi di carne (cuore e fegato di pollo e di bue, topi neonati ecc.), pesce (filetti di trota, avannotti ecc.). Avendo un olfatto molto sviluppato riesce a individuare anche il cibo non vivente e questo fa si che gli xenopi siano forse gli unici anfibi che si possono nutrire anche con cibo secco.

Si consiglia comunque di non eccedere nelle somministrazioni. Un’altra causa di morte può essere infatti l’obesità. Le giovani rane fino a 7 cm circa vanno cibate tutti i giorni ma, mentre la crescita procede, bisogna rallentare l’alimentazione fino ad arrivare a nutrire le rane adulte al massimo due volte a settimana.

L’illuminazione della vasca non deve essere eccessiva, sempre per il fatto che in natura essi vivono in pozze fangose. Per quanto riguarda l’illuminazione, i tradizionali tubi fluorescenti saranno pienamente sufficienti a soddisfare le esigue richieste della specie.

© Annalisa Plaitano (Associazione naturalistica e divulgativa Neptunalia)

Specie nel sito
Xenopus laevis, African Clawed Frog: la stessa rana da giovane e da adulta
Platanna, African Clawed Frog
Aspettativa di vita: 10 - 15 anni
Dimensioni massime: 8 cm il maschio, 13 cm la femmina

Molto diffuse nei negozi, piccole e carine, sono in realtà rane che diventano grandi, fino a 13 cm le femmine, e soprattutto sono molto voraci e fameliche, in grado di divorare pesci grandi quasi quanto loro, se non si è seguito il consiglio di non allevarle con i pesci...

Riferimenti
Riferimenti & Link

Bibliografia

www.jneurosci.org
A sex difference in synaptic efficacy at the laryngeal neuromuscular junction of Xenopus laevis, M. L. Tobias, D. B. Kelley e M. Ellisman
Pipidi, le ranocchie per l’acquario
A. Mancini, Il mio acquario n. 106, pagg 76 – 79, Sprea editore, luglio 2007.
www.jneurosci.org
Regulation of Respiratory and Vocal Motor Pools in the Isolated Brain of Xenopus laevis, E. Zornik e D. B. Kelley
w3.uniroma1.it
Ruolo dei peptidi antimicrobici nell’immunita’ innata
www.xenbase.org
Xenbase: Xenopus laevis and tropicalis biology and genomics resource
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