Aspetti biologici

La Pinna nobilis | Biologia della barba fibrosa
La Pinna nobilis L. che si trova solo nel Mediterraneo ha affascinato i naturalisti fin dai tempi antichi. Persino Aristotele e Plinio il Vecchio hanno descritto il suo modo di vivere e il suo compagno, il pinnotheres – un tipo di granchio. Innumerevoli resti di conchiglie di Pinna sono stati trovati in scavi intorno al Mediterraneo, il che suggerisce che la pinna può essere annoverata come parte della dieta mediterranea abituale. Una pinna adulta può produrre fino a un chilo di carne di cozza. È, tuttavia, sconosciuto da quando la loro barba fibrosa, il bisso, è stata usata come materiale tessile. Le fonti testuali più antiche risalgono al II secolo d.C., mentre il più antico ritrovamento di materiale è stato identificato nel IV secolo d.C.
Pinna nobilis con il bisso, fibre di bisso aggranditi con punti di adhesione, e pinnotheres, Poli 1795
Il primo libro di conchiglie e lumache, Buonanni 1681
Il primo libro dedicato esclusivamente alle conchiglie e alle lumache fu pubblicato nel 1681: Ricreazione dell’occhio e della mente nell’osservazione delle chiocciole di Filippo Buonanni (1638-1725). È uno dei primi libri di scienze naturali scritti in una lingua moderna – in questo caso l’italiano. Tra le incisioni in rame, ci sono due pinne con barbe di fibre. Buonanni conosceva l’uso della barba fibrosa come materiale tessile, per il quale usa il termine bisso marino. Egli lo contrappone al bisso terrestre, cioè al bisso ‘di terra’, che è fatto di lino o di cotone (vedi Aspetti linguistici → Bisso e bisso). I primi studi sul bisso della Pinna nobilis risalgono all’inizio del XVIII secolo.
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Fonti storiche:
Gessner 1553, 1558, Rondelet 1554/55, Aldrovandi 1606, Colonna 1616, de Réaumur 1714, Dezallier d’Argenville 1742, Lavini 1835, Müller 1837.

Un breve video mostra l’operazione di salvataggio di una grande popolazione di Pinna nobilis vicino all’isola del Giglio, in Toscana. Dopo il naufragio della Costa Concordia nel 2013, i biologi marini dell’Università Sapienza di Roma hanno scavato le pinne che giacevano sotto il naufragio e le hanno reintrodotte nel terreno sabbioso a poche centinaia di metri. Non si sa se queste pinne siano sopravvissute.

Il bisso marino lavorato può essere difficilmente distinto a occhio nudo dalla seta di gelso. Tuttavia, grazie alla sezione chiaramente ellittica delle fibre di bisso, che non si verifica in nessun’altra fibra naturale, può essere facilmente rilevata al microscopio a luce trasmessa. Le immagini prese con un microscopio elettronico a scansione mostrano la superficie, mentre le indagini fisico-chimiche rivelano altre proprietà della fibra di bisso di Pinna nobilis. Nel 2002 e nel 2010, la ricerca sulle fibre di bisso purificate è stata condotta all’EMPA di San Gallo. In primo luogo, questo includeva esperimenti di tintura con porpora vera, e sono stati anche condotti esperimenti con coloranti chimici.

Dagli anni ’80, le fibre di bisso sono state studiate con l’obiettivo di utilizzarle nell’area umida in medicina, per esempio, in odontoiatria. Tuttavia, questa ricerca non è mai stata fatta con il bisso di Pinna nobilis, ma con il bisso della cozza blu (Mytilus edulis o Mytilus galloprovincialis).

La Pinna nobilis L.

Phylum:

Mollusca 
Classe:

Bivalvia Linnaeus, 1758
Ordine: Pterioida Newell, 1965
Famiglia: Pinnidae Leach, 1819
Genere: Pinna Linnaeus, 1758
Specie: Pinna nobilis Linnaeus, 1758

 

La pinna nobilis nel suo habitat, le praterie, de Gaulejac et Vicente 1990

Pinna aperta nel suo habitat, le praterie (de Gaulejac und Vicente 1995)

Anatomia der Pinna nobilis Poli 1795, tavola 36

Anatomia der Pinna nobilis, Poli 1795, tavola 37

Anatomia der Pinna nobilis, Czihak-Dierl 1961

La Pinna nobilis è il più grande mollusco bivalve che vive nel Mar Mediterraneo; è endemico. Il suo habitat sono le praterie delle specie Posidonia oceanica (L.) o Cymodocea nodosa (Ucria). La cozza preferisce baie più o meno chiuse e riparate con acque poco profonde fino a 40 m al massimo. I fattori più importanti che caratterizzano l’habitat di Pinna nobilis includono buone condizioni di luce, acqua fondamentalmente pulita, basse fluttuazioni stagionali della salinità (da 3,4 a 4 %), temperature moderate (da 7 a 28°C) e correnti normalmente costanti e lente con sufficienti nutrienti.
La conchiglia sedentaria si nutre di plancton; e per farlo, filtra circa 6 litri d’acqua ogni ora. Essendo ermafrodita, produce cellule germinali femminili e maschili che rilascia alternativamente nell’acqua tra giugno e agosto. Dopo la fecondazione, le larve a nuoto libero si sviluppano e affondano sul fondo dopo pochi giorni, non appena hanno formato un sottile guscio calcareo. A questo punto la cozza forma i primi fili di bisso, cresce saldamente attaccata e raggiunge una dimensione di 10-15 cm già nel primo anno; completamente cresciute, le cozze possono raggiungere i 120 cm e vivere per oltre 50 anni.
Ancora nel XVIII secolo, sono attestate popolazioni dense: “da wohnen die zahlreichsten Colonien und Familien derselben, welche … gleichsam unterirdische Städte und Dörfer ausmachen, darinnen die ältesten Stammväter wie Thürme hervorragen” (Chemnitz 1777), (in italiano: “vi abitano le più numerose colonie e famiglie degli stessi, che … costituiscono, per così dire, città e villaggi sotterranei, in cui i più antichi progenitori si stagliano come torri.”) Dalla metà del XX secolo, le popolazioni sono diminuite. Le ragioni includono, da un lato, la distruzione da parte della pesca a strascico, così come l’ancoraggio e il sovrasfruttamento da parte dei subacquei ricreativi. D’altra parte, le praterie di fanerogame, l’habitat della Pinna, sono minacciate dall’eccessiva fertilizzazione e dalla diffusione della cosiddetta “alga killer” Caulerpa taxifolia (Vahl). Nel 1992, la Pinna nobilis è stata messa sotto protezione nell’Unione Europea (UE) e in Croazia; questa è stata rinnovata nel 2006 (vedi pdf eur_lex). Nel 2000, le popolazioni variavano da un animale a 30 animali per 100 m2. Nonostante il loro status protetto, molte popolazioni sono ancora minacciate poiché la protezione della cozza non è attuata o non è rispettata. “Il P. nobilis è ancora sfruttato commercialmente e servito nei ristoranti di pesce greci. Inoltre, il bracconaggio da parte di pescatori ricreativi o professionisti e subacquei per il consumo personale o la raccolta del suo guscio è abbastanza significativo e sembra essere una grande minaccia per la conservazione della specie.” (Katsanevakis et al. 2011) Solo pochi anni fa, la carne della Pinna nobilis era anche disponibile – illegalmente – in alcuni ristoranti del sud Italia.
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Studi su Pinna nobilis, per paese:
Croazia (Zavodnik 1967, Zavodnik et al. 1991, Orepic et al. 1997, Siletic & Perharda 2003, Richardson et al. 2004);
Francia del Sud (Vicente 1980, de Gaulejac 1993, de Gaulejac & Vicente 1995); Corsica (de Gaulejac & Vicente 1990);
Grecia (Catsiki & Catsikiery 1992, Katsanevakis 2005, 2006, 2007, Voultsidiadou et al. 2010, Katsanevakis et al. 2011);
Tunisia (Tlig-Zouari 1993, Rabaoui et al. 2007);
Sardinia (Porcheddu et al. 1998, Caronni et al. 2007, Addis et al. 2009);
Spagna (Richardson et al. 1999, Templado 2001, Garcia-March et al. 2002, 2005, 2006, 2007, Cabanellas-Reboredo et al. 2009);
Marocco (Guallart 2000)
Puglia Giacobbe 2002, Centoducati et al. 2007.

Un nuovo pericolo, molto più massiccio nella sua estensione e nel suo impatto, è stato scoperto per la prima volta sulla costa mediterranea spagnola nel 2016: l’estinzione di massa della Pinna nobilis, che da allora ha raggiunto le acque al largo di Francia, Italia e Grecia. La causa è ormai nota: Un parassita chiamato Haplosporidium pinnae, che nidifica nella ghiandola digestiva dell’animale, vi si moltiplica e decompone il tessuto. La cozza muore di fame (Darriba 2017, Catanese et al. in press, Panarese et al. 2019, Katsanevakis et al. 2019 (pdf), Lopez-Sanmartín et al. 2019 (pdf), Tsirintanis et al 2019 (pdf), Garcia March et al. 2020 (pdf).

Biologia della barba fibrosa (Bisso)

La barba fibrosa (termine zoologico: Byssus) è un ciuffo di fibre molto fini e resistenti allo strappo formato dalla ghiandola del bisso situata nel piede della cozza. La superficie è liscia, con scanalature longitudinali molto fini, e il diametro è paragonabile a quello di altre fibre animali e vegetali. Al momento della formazione della fibra, il piede mobile è lungo circa 9 cm e forma un canale attraverso il quale scorre il secreto proteico formato nella ghiandola del bisso. Con la punta del piede, la secrezione viene applicata a un substrato adatto – radici di alghe, sabbia e pietre. A contatto con l’acqua, la secrezione si indurisce e forma la fibra di bisso. A differenza di altri bivalvi, come la cozza blu (Mytilus edulis), i filamenti di bisso della pinna non hanno piastrine adesive alle loro estremità, ma piuttosto punti di adesione a ventaglio.

Schema della produzione di bisso nella cozza blu, Waite 1992

Piede della pinna (scuro) con fibre di bisso emergente

La fibra di bisso della Pinna nobilis è composta da materiale organico, principalmente proteine del gruppo del collagene. La fibra indurita non può essere dissolta da acqua, enzimi o solventi organici. È combustibile – contrariamente a un’altra leggenda che circola: “Some other properties of byssus described in popular literature, like its being fireproof appear however to be only legendary; in fact, its threads glow in red and burn away like hair.” (Jaworski 2010), (in italiano: “Alcune altre proprietà del bisso descritte nella letteratura popolare, come il suo essere ignifugo sembrano però essere solo leggendarie; infatti, i suoi fili brillano di rosso e bruciano come capelli.”) Questa leggenda di incombustibilità è presumibilmente basata sul fatto che in tempi precedenti, l’amianto era anche chiamato bisso. Lo apprendiamo in un libro di mineralogia del XVIII secolo: “Wir haben eine Erdichtung, dass die Alten sich vom faserigen Asbest Kleider gemacht, und den Asbest Byssus genennet haben; allein es ist dies unglaublich” (Cronstedt 1770), (in italiano: “Abbiamo una storia che gli antichi facevano vestiti di amianto fibroso, e chiamavano l’amianto bisso; ma questo è incredibile.”)

Le fotografie della fibra di bisso con il microscopio elettronico a scansione MES mostrano una superficie quasi liscia, senza scaglie, con sottili scanalature longitudinali, a volte con macchie friabili.

Fibre di bisso al microscopio, Rast 2014

Punti di adesione a ventaglio della fibra di bisso

Sezione trasversale ellitica della fibra di bisso incorporata in fibre viscose, EMPA St. Gallen 2010
Sezione trasversale di una fibra di bisso, MES, Rast 2012

La sezione trasversale della fibra di bisso è – a differenza di tutte le altre fibre naturali – chiaramente ellittica o a forma di mandorla. Non mostra alcuna struttura.

Il diametro della fibra varia all’interno di una singola fibra. Con 10-50 μm si trova nella gamma di altre fibre naturali, per esempio seta di gelso o lino egiziano 11-15 μm, lana merino 18-25 μm, cotone 12-35 μm, mohair/alpaca 20-40 μm. I tessuti di lino con un diametro del filato di 50 μm e un diametro della singola fibra di 11 μm sono noti fin dall’antichità (Cook & El-Gamal 1990). Questo smentisce l’affermazione, spesso ripetuta, che il bisso marino è “molto più fine delle sete più fini” (Zanetti 1964).

Per mezzo della spettroscopia a infrarossi, il bisso marino non può essere distinto da altre sete o fibre animali poiché hanno una struttura chimica simile. Lo spettro infrarosso mostra lo spettro tipico delle proteine. Tutte le fibre proteiche, cioè tutte le fibre animali, mostrano lo stesso spettro: le bande amminiche e idrossiliche a 3300 cm-1, le vibrazioni CH a 2800cm-1 e le vibrazioni caratteristiche dei gruppi amminici nelle proteine a 1650 cm-1. Nel caso di queste ultime, si differenziano chiaramente dalle fibre naturali di cellulosa, che non hanno gruppi amminici. Pertanto, la seta marina purtroppo non può essere rilevata chiaramente attraverso procedure non invasive come la spettroscopia infrarossa (IR), poiché tutte le fibre animali mostrano le stesse bande nell’esame IR.

Il contenuto di azoto significativamente più basso rispetto ad altre fibre animali è una caratteristica per l’identificazione del bisso marino. Tuttavia, questo metodo richiede circa 150 mg di materiale fibroso, il che è improbabile per la maggior parte degli oggetti da esaminare.

Diverse fibre naturali e il loro contenuto di azoto:

Bisso marino 13,0 ± 0, 3 %
Angora 15,6 ± 0,3 %
Lana 15,2 ± 0,3 %
Mohair 15,3 ± 0,3 %
Tussah 17,1 ± 0,3 %
Seta naturale 17,7 ± 0,3 %

Nel 2010, la resistenza alla trazione e l’allungamento delle fibre di bisso di Pinna nobilis sono state studiate all’EMPA di San Gallo. Nel processo, 20 fibre individuali – 10 asciutte e 10 bagnate con acqua salata – sono state strappate. Prima, la finezza (titolo) è stata determinata; cioè, una lunghezza precisa è stata presa e pesata. Questo permette di confrontare le fibre di bisso con altre fibre. I risultati: Il bisso marino è enormemente estensibile, specialmente quando è bagnata. La resistenza diminuisce del 47% quando è bagnata (il che è sempre il caso delle fibre proteiche, ma qui è particolarmente elevato). La resistenza è bassa rispetto ad altre fibre, ed è anche più debole della lana: la seta marina 6,9 cN/tex (lana 10-20 cN/tex, seta 25- 50 cN/tex, cotone 30-40 cN/tex). Le fibre di bisso non sono molto regolari (confrontate fibra per fibra).

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Altri fonti:
Seydel 1909, Pigorini 1922, Mercer 1972, Montegut 1999, Maeder & Halbeisen 2002, 2010, Jaworski 2010