Il Limulus polyphemus (comunemente detto limulo) è un artropode chelicerato, unico rappresentante del genere Limulus, ed è un animale diffuso prevalentemente sulla costa est del nord America. Il suo colore va dal grigio verdastro al marrone scuro e le dimensioni dell’adulto possono arrivare sino a 60 cm.

Nonostante gli americani lo chiamino Atlantic horseshoe crab, cioè “granchio atlantico a ferro di cavallo”, per l’aspetto corazzato e la forma particolare del corpo, il limulo è più strettamente imparentato con ragni, zecche e scorpioni che con i veri e propri granchi.

Spesso il limulo viene considerato un “fossile vivente”, perchè viene associato a specie animali vissute nel Triassico, circa 200 milioni di anni fa, e ad altre simili vissute nel Devoniano, 400 milioni di anni fa. Tuttavia, questa è una definizione errata: il gruppo degli xifosuri, di cui il lumulo fa parte, è comparso sulla faccia della terra nel Miocene, solo circa 20 milioni di anni fa. La sua morfologia, però, è cambiata poco negli anni: resti di primordiali limuli sono pressoché identici agli odierni esemplari.

Come già detto, i limuli sono diffusi prevalentemente sulla costa est del nord America, dal Maine fino al sud della Florida, e nel golfo del Messico fino alla penisola dello Yucatán. Nel periodo riproduttivo, in primavera, un’area principale di migrazione e deposizione delle uova è la baia di Delaware. L’habitat dei limuli adulti non è ben definito, ma sembra comprendere i fondali marini fino ad una profondità di 200 metri, con una preferenza per quelli di 30 metri.

Nel periodo riproduttivo, gli adulti si avvicinano alla riva, preferendo spiagge sabbiose e riparate dal moto ondoso per la deposizione delle uova. Gli esemplari giovani trascorrono i primi due anni di vita nelle acque basse, riparate e prossime alla costa delle baie, spostandosi poi verso fondali più profondi.

Polyphemus: quanti occhi ha il lumulo?

Nonostante l’appellativo “polyphemus” induca a pensare ad un essere con un occhio soltanto, il limulo presenta un apparato visivo costituito da due occhi laterali composti situati in cima al carapace e 5 occhi semplici sensibili alla luce, di cui due mediani, uno endoparietale e due laterali rudimentali. Gli occhi composti vengono utilizzati principalmente per la localizzazione del partner. Gli occhi mediani sono sensibili alla luce ultravioletta, oltre a quella visibile, e insieme agli occhi laterali rudimentali variano la propria sensibilità in base a segnali inviati dal cervello in relazione a un orologio interno. Di notte la capacità visiva del limulo arriva ad amplificarsi di un milione di volte. Sul ventre del limulo, inoltre, sono presenti due occhi, localizzati vicino alla bocca, che favoriscono l’orientamento durante il nuoto.

LAL Test: il limulo e l’industria farmaceutica

Il test LAL (limulus amebocyte lysate), noto anche come test dell’endotossina batterica, è un test in vitro utilizzato dalle industrie farmaceutiche per rilevare la presenza e la concentrazione di endotossine batteriche nei farmaci, nei vaccini e nei dispositivi medici come i reni artificiali (come anche nell’acqua e in materie industriali).

I limuli vivono nelle acque marine costiere poco profonde, che sono spesso inquinate: un litro di quell’acqua può arrivare a contenere oltre mille miliardi di batteri tossici. Durante il passare del tempo questo artropode ha dovuto mettere a punto dei meccanismi di difesa per adattarsi al meglio all’ambiente acquatico. I batteri, infatti, possono facilmente penetrare all’interno dell’animale attraverso, per esempio, possibili crepe sul carapace. Nel corpo umano, un organismo esterno, se non viene direttamente inoculato, ha difficoltà ad avere accesso al flusso sanguigno e a raggiungere ogni parte del corpo. Il sistema circolatorio del limulo, invece, è aperto e ciò significa che, tramite ampie cavità, l’emolinfa è messa in contatto diretto con gli altri tessuti e con il liquido interstiziale intorno ad essi; un agente esterno, una volta penetrato all’interno dell’animale, avrebbe un accesso immediato al suo sistema circolatorio, diffondendosi ovunque in breve tempo. Ovviamente, il risultato sarebbe la morte prematura dell’animale.

Come riesce a sopravvivere il limulo?

Se riescono a sopravvivere, privi della capacità di sviluppare anticorpi per combattere le infezioni, è grazie alla presenza nel loro sangue di un reagente in grado di neutralizzare virus e batteri coagulandosi attorno ad essi. Ed è proprio questa particolare proprietà che viene sfruttata per il LAL. Per riconoscere la presenza di eventuali endotossine batteriche nei prodotti farmacologici (e più in generale nell’acqua e in qualsiasi cosa destinata a usi medici o industriali), per assicurarsi che farmaci o impianti siano sterili, non contaminati, basta esporli al LAL: se non coagulano, superano il test.

A differenza del sangue umano, quello dei limuli non contiene l’emoglobina, che usa il ferro per trasportare ossigeno, ma l’emocianina, che usa il rame.
Di conseguenza, a contatto con l’aria, il sangue diventa blu a causa dell’ossidazione dell’emocianina.

Il dissanguamento dei limuli per il LAL Test

Per ottenerne il sangue, che si vende a circa 15.000 dollari al litro, i limuli vengono prelevati e dissanguati, invece che uccisi. Se ne raccolgono fino a un migliaio a settimana e li si conduce vivi in laboratorio, dove vengono inseriti alcuni aghi in prossimità del loro cuore per estrarre il 30% del loro sangue. Successivamente, vengono riportati in mare: il limulo impiegherà circa una settimana per riprendersi e recuperare la quantità di fluido ematico estratta, ma, purtroppo, il 10-30% degli esemplari rimessi in acqua non sopravvive, morendo per dissanguamento.

Il test LAL è una delle principali fonti di dipendenza da prodotti animali nell’industria biomedica e, con segnalazioni di un tasso di mortalità superiore al previsto, è stato considerato più etico ideare alternative al test. Dal 2003, un sintetico sostituto per il test LAL è stato disponibile in commercio. Denominato Test del fattore C ricombinante (rFC), si basa su una molecola, “factor C”, prodotta da organismi geneticamente modificati come le cellule intestinali degli insetti. La conversione a rFC comporterebbe una riduzione del 90% della domanda di LAL, riducendo significativamente la mortalità dei limuli derivante dal dissanguamento.