Un topo di 40 grammi vive stabilmente a 7.000 metri di quota sulle Ande, quasi 1.900 metri sopra La Rinconada, in Perù, la città umana permanente più alta del pianeta. La scoperta, firmata da un gruppo della McMaster University e pubblicata su Science, ridisegna il limite dove finisce la vita dei mammiferi terrestri.
Come si vive a quota 7.000
Il topo andino dalle orecchie a foglia, Phyllotis vaccarum, sopravvive con temperature costantemente sotto zero, vento continuo e livelli di ossigeno inferiori al 41% dei valori marini. I biologi Grant McClelland e Graham Scott, del dipartimento di Biologia della McMaster University, hanno confrontato esemplari raccolti dal livello del mare fino alle vette. Nel muscolo scheletrico degli individui d'alta quota la densità mitocondriale ricorda quella dei maratoneti umani: cellule ottimizzate per generare calore lentamente e a lungo, invece che picchi rapidi di potenza. È l'unico modo per non congelarsi mentre l'ossigeno scarseggia.
Il tessuto adiposo bruno, il termostato biologico che scalda i cuccioli e alcuni mammiferi in letargo, funziona a regime più elevato rispetto ai cugini di pianura. Il genoma mostra inoltre mutazioni sui geni del metabolismo alimentare che neutralizzano tossine vegetali normalmente letali. A quote dove crescono solo licheni, i topi si nutrono di semi, insetti e spore fungine portati dal vento.
Il record dei mammiferi ha guadagnato 261 metri in sei anni
Nel 1921, la spedizione britannica sull'Everest catturò a 6.130 metri una pika dalle grandi orecchie: era il primato altimetrico per un mammifero documentato con un esemplare fisico. Il record ha retto quasi un secolo. Poi, nel 2020, il biologo Jay Storz dell'Università del Nebraska ha catturato un topo della stessa specie andina sulla cima del vulcano Llullaillaco, a 6.739 metri, e ha pubblicato la scoperta su PNAS. Sei anni dopo, con il nuovo studio McMaster, il termometro biologico dei mammiferi sale a quota 7.000. Sono 261 metri conquistati in meno di un decennio, dopo un plateau di 99 anni.
Il salto è più netto se confrontato con la storia umana: i topi ora vivono 1.900 metri sopra La Rinconada, la comunità mineraria peruviana a 5.100 metri riconosciuta dal Guinness come l'insediamento umano permanente più alto del mondo. A quell'altezza, la pressione dell'aria è già la metà di quella marina; a 7.000 metri scende sotto il 41%. Significa che ogni respiro contiene meno della metà dell'ossigeno che entra nei polmoni al livello del mare. Un lavoro sulla dieta europea preistorica documenta come pochi millenni bastino a scrivere una barriera genetica alimentare stabile: qui i topi andini hanno riscritto un intero corredo metabolico in poche generazioni (l'entomofagia europea e i geni CHIA).
Perché uno studio sui topi interessa la medicina
Il tessuto muscolare di Phyllotis vaccarum è un archivio di soluzioni all'ipossia cronica, la stessa condizione che colpisce chi soffre di broncopneumopatie, di insufficienza cardiaca o che finisce in terapia intensiva. Capire come un mammifero da 40 grammi ossida i grassi con ossigeno dimezzato apre linee di ricerca sulla resilienza mitocondriale che riguardano direttamente le cellule umane. Diverse aziende farmaceutiche stanno investendo in molecole che imitano l'adattamento genetico all'altitudine, per trattare pazienti che restano ipossici anche al livello del mare.
Anche la capacità di neutralizzare piante velenose ha ricadute pratiche: i geni CYP450 che i topi hanno modificato regolano il metabolismo di molte molecole terapeutiche nell'uomo. Non è la prima volta che un adattamento estremo in natura apre applicazioni tecnologiche: le proteine di Pseudomonas syringae sono passate dai cannoni da neve alla criomedicina in quarant'anni. E lo studio McMaster arriva mentre l'Europa prova ad attrarre ricerca di base con programmi come Choose France for Science, per non lasciare ai soli laboratori statunitensi le pubblicazioni sulle riviste più citate.
Gli autori scrivono che 7.000 metri potrebbe non essere il tetto: altre vette andine oltre i 6.500 metri non sono state ancora campionate in modo sistematico. Il prossimo passo è datare gli esemplari mummificati trovati sui vulcani a quote comparabili, per capire da quanti secoli i topi andini convivono con l'aria rarefatta.
Domande frequenti
Come riesce il topo andino Phyllotis vaccarum a sopravvivere a 7.000 metri di quota?
Il topo andino sopravvive grazie a un'alta densità mitocondriale nei muscoli, simile a quella dei maratoneti, che permette una produzione lenta e prolungata di calore. Inoltre, possiede tessuto adiposo bruno altamente attivo e mutazioni genetiche che ottimizzano il metabolismo e neutralizzano tossine vegetali.
Cosa mangiano i topi delle Ande a queste altitudini estreme?
A quote dove crescono solo licheni, i topi si nutrono di semi, insetti e spore fungine trasportati dal vento. Questo regime alimentare è reso possibile grazie a modifiche genetiche che li proteggono da tossine vegetali normalmente letali.
Perché questa scoperta è rilevante per la medicina umana?
Le strategie di adattamento del topo all'ipossia cronica forniscono nuovi spunti per trattare patologie umane simili, come insufficienza cardiaca o broncopneumopatie. Le mutazioni nei geni del metabolismo interessano anche la farmacologia, poiché regolano la metabolizzazione di molti farmaci umani.
Come si è evoluto il record di altitudine raggiunto dai mammiferi terrestri?
Il record è stato a lungo detenuto dalla pika sull'Everest a 6.130 metri, superato nel 2020 da un topo andino a 6.739 metri e ora portato a 7.000 metri dal nuovo studio. In meno di un decennio, il limite è stato superato di 261 metri dopo quasi un secolo di stabilità.
Quali sono le prospettive future della ricerca su questi topi andini?
I ricercatori puntano a campionare sistematicamente altre vette andine oltre i 6.500 metri e a datare gli esemplari mummificati trovati sui vulcani. Questo aiuterà a capire da quanto tempo i topi andini convivono con condizioni estreme di alta quota.
In che modo le condizioni ambientali a 7.000 metri differiscono da quelle degli insediamenti umani più alti?
A 7.000 metri la pressione dell'aria scende sotto il 41% rispetto al livello del mare, mentre a La Rinconada, la città permanente più alta, è circa la metà. I topi vivono quindi 1.900 metri sopra qualsiasi insediamento umano stabile, in condizioni di ossigeno e temperature molto più estreme.
