Avete presente Goku, il protagonista del manga e poi dell’anime Dragon Ball, quando nella serie Z si allena in condizioni di ipergravità per superare i limiti del super saiyan? Ecco: potenziarsi sottoponendosi a una gravità più elevata di quella della Terra non è del tutto inverosimile. E non bisogna essere per forza un alieno tuttomuscoli per farcela. Uno studio dell’Università della California-Riverside, e pubblicato sulla rivista Journal of Experimental Biology, ha infatti dimostrato che i moscerini della frutta (Drosophila melanogaster) riescono ad adattarsi all’ipergravità, modificando comportamento, metabolismo e capacità di recupero. Oltre una certa soglia, però, comincia ad esserci qualche problema.

L’esperimento sull’ipergravità

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Una “giostra” scientifica

L’effetto che una gravità superiore a quella terrestre può avere su un organismo complesso è qualcosa che affascina l’essere umano da tempo. I riferimenti in innumerevoli prodotti di fantasia alla vita su pianeti lontani o a super-allenamenti ne sono la dimostrazione. Tuttavia, verificare in modo scientifico cosa possa accadere davvero se ci si sottopone per diverso tempo a gravità superiori a 1g (cioè la gravità della Terra) non è semplice: non ci sono luoghi sul nostro pianeta in cui si verifichi un’ipergravità significativa, ma servono strumenti ad hoc per ricrearla, per esempio una centrifuga. Ed è proprio così che gli autori della nuova ricerca hanno proceduto, mettendo i moscerini della frutta (che sono ritenuti un buon modello animale per studiare le funzioni vitali anche di altre specie, anche perché sono piccoli, quindi di facile gestione, e si riproducono molto in fretta) su una “giostra” che ruotando rapidamente crea una spinta verso l’esterno che simula una forza gravitazionale più alta.

“Effetto Dragon Ball”? Insomma

Il team ha esposto i moscerini a diversi livelli di accelerazione (4g, 7g, 10g, fino a un massimo di 13g) e ha osservato il loro comportamento. In particolare, i ricercatori hanno valutato la geotassi negativa, ossia l’istinto naturale di questi animali a muoversi in direzione opposta alla forza di gravità – e quindi a scalare le pareti del contenitore – quando vengono spaventati o scossi, scoprendo che, anche ai massimi livelli di gravità sperimentati, veniva mantenuta. Un segno – dicono – che la struttura muscolare e le zampe dei moscerini non venivano distrutte dalla forza generata dalla centrifuga. L’interpretazione dei movimenti spontanei dei moscerini, invece, è stata più complessa. “Quando i moscerini sono stati sottoposti a una gravità 4 volte superiore a quella terrestre, ossia 4g, per 24 ore, sono diventati iperattivi“, ha raccontato Ysabel Giraldo, coautrice dell’articolo. “Ma a livelli più elevati di 7g, 10g e 13g, il modello si è invertito: invece di diventare iperattivi, sono diventati meno attivi e non si arrampicavano con la stessa intensità”. Un altro dato interessante raccolto è stato verificare per quanto tempo il comportamento degli insetti rimanesse alterato dopo l’esposizione all’ipergravità: gli animali sottoposti a 4g per 24 ore, riportati a 1g si mantenevano iperattivi per circa 7 settimane (in quello che potremmo chiamare “effetto Dragon Ball”), ossia per la maggior parte della loro vita, ma poi tornavano alla normalità. Anche i moscerini esposti a 7g, dopo un periodo di “rallentamento”, tornavano a comportarsi normalmente.

Economia domestica

Per gli esperti questo particolare andamento è dovuto al modo in cui l’organismo gestisce l’energia. Dato che vivere in condizioni di ipergravità è molto dispendioso, è come se il cervello facesse economia, decidendo se valga di più la pena muoversi o risparmiare energie. Quando la gravità è più forte di quella terrestre ma non poi così tanto (4g), il moscerino tenderà a muoversi di più alla ricerca di risorse che possano soddisfare l’aumentato fabbisogno energetico. Quando, invece, si supera una certa soglia di gravità, il gioco non vale la candela e l’animale si muoverà il minimo indispensabile, a meno che non intervenga uno stimolo che reputa pericoloso per la sopravvivenza. A supporto di questa teoria, l’analisi dei livelli di triacilgliceridi, ossia i grassi che fungono da principale riserva energetica nel corpo del moscerino, ha mostrato come all’aumentare della forza di gravità l’equilibrio metabolico si sposti verso la conservazione delle riserve di grasso.

Eredità gravitazionale

Non è finita qui. I ricercatori hanno anche voluto indagare gli effetti dell’ipergravità a lungo termine e su più generazioni. Da uno degli esperimenti più ambiziosi, in cui i moscerini sono stati fatti vivere e riprodurre in ipergravità per 10 generazioni consecutive, è emerso che gli insetti nati da genitori vissuti a 7g e oltre avevano compromissioni motorie molto più gravi rispetto a quelli esposti solo per 24 ore: i movimenti spontanei non solo erano ridotti all’osso ma non accennavano ad aumentare col tempo, anche se gli esemplari venivano portati a 1g. Questo suggerisce – scrivono gli autori – che lo sviluppo (dall’uovo all’individuo adulto) in un ambiente a gravità estrema possa “bloccare” i meccanismi di adattamento: l’organismo che ha imparato a risparmiare energia ancor prima della nascita mantiene questa impostazione anche se le condizioni esterne migliorano.

Per un futuro tra le stelle

I risultati di questa ricerca sono un tassello importante per capire i limiti della resistenza biologica alla forza di gravità in vista di future missioni spaziali con equipaggio umano. Nell’esplorazione spaziale, gli astronauti dovranno affrontare diversi cambiamenti gravitazionali. Nelle missioni Artemis, per esempio, passeranno dalla microgravità del viaggio alla gravità ridotta della Luna, fino all’ipergravità del rientro nell’atmosfera terrestre. Per questo comprendere come la gravità modelli l’uso dell’energia, i circuiti cerebrali del movimento, il modo in cui l’organismo recupera dopo uno stress è essenziale per sviluppare strategie che proteggano la salute degli equipaggi.