Ed Reschke/Getty Images
Puricii, campioni preistorici la săritura în înălțime35 min read
Insecte minuscule, puricii sunt capabili să sară de până la 200 de ori lungimea corpului. Au apărut acum peste 100 de milioane de ani, iar strămoșii lor uriași parazitau dinozaurii. Pot supraviețui luni întregi în cocon fără hrană, au răspândit ciuma și au provocat pandemii devastatoare care au ucis milioane de oameni.
Puricii sunt insecte mici, fără aripi, care trăiesc ca paraziți externi pe mamifere și păsări și se hrănesc cu sângele acestora. Deși sunt minusculi, ei sunt campioni la sărituri și au o istorie evolutivă fascinantă. Cunoscuți pentru mușcăturile lor iritante, au influențat atât ecosistemele, cât și sănătatea umană, deoarece pot transmite agenți patogeni periculoși.
Numele științific al puricilor, Siphonaptera, provine din greaca veche și se traduce prin „tub” (siphon) și // „Flea”, en.wikipedia.org //
Pe baza structurii aripilor, naturalistul suedez Carl Linné a fost primul care a clasificat insectele, în perioada 1735-1758. El a stabilit șapte ordine, iar unul dintre ele, numit Aptera (adică „fără aripi”), includea, pe lângă purici, și păianjeni, izopode și miriapode.
Ulterior, în 1810, zoologul francez Pierre André Latreille a făcut o reclasificare – pe lângă aripi, a analizat și aparatul bucal. El a împărțit grupul Aptera și a delimitat ordine separate pentru purici, păduchi și peștișori-de-argint (insecte din ordinul Zygentoma). De asemenea, a separat arahnidele și crustaceele în propriile lor subîncrengături.
Puricii uriași ai Jurasicului – paraziți preistorici ai dinozaurilor
Cercetările paleontologice au scos la iveală fosile de purici uriași care au trăit în perioada Mezozoică, acum aproximativ 160-130 de milioane de ani. Descoperite în nord-estul Chinei, aceste fosile aparțin unor purici preistorici care erau de circa opt ori mai mari decât speciile actuale și atingeau până la 2,5 centimetri în lungime. Trăiau ca paraziți pe mamiferele timpurii, dinozaurii cu pene și primele păsări.
Spre deosebire de descendenții lor moderni, acești purici „antici” nu aveau capacitatea de a sări. Corpul lor era turtit, iar ghearele – mari și puternice – le permiteau să se agațe de blana sau penele gazdelor. Abilitatea de a sări a apărut mult mai târziu în evoluția acestei // „Mesozoic giant fleas from northeastern China (Siphonaptera): Taxonomy and implications for palaeodiversity”, link.springer.com //
Un alt studiu genetic amplu a dezvăluit că puricii moderni au apărut în perioada Cretacică, însă diversificarea lor majoră a avut loc abia după extincția dinozaurilor. Cercetătorii sugerează că strămoșii puricilor au evoluat în Gondwana (supercontinentul sudic), iar gazdele lor inițiale au fost mamiferele – în special marsupialele – și nu păsările sau alte grupuri. Această descoperire contrazice teoriile anterioare, conform cărora puricii giganți din Mezozoic ar fi fost strămoșii direcți ai // „Mecoptera is paraphyletic: multiple genes and phylogeny of Mecoptera and Siphonaptera”, onlinelibrary.wiley.com //
Purice de câine. Foto: George D. Lepp/Getty Images
Mici, dar puternici: anatomia și comportamentul puricilor
În ciuda dimensiunii lor reduse, puricii sunt niște creaturi excepționale. Ei măsoară între 1,5 și 3,3 milimetri și au o culoare închisă. Corpul lor este turtit lateral și acoperit cu o „armură” formată din plăci dure și spini, care le permite să se deplaseze cu ușurință printre firele de păr ale gazdei și să reziste la presiune. În locul ochilor compuși, puricii au doar ochi simpli sau deloc.
Robert Hooke i-a descris în detaliu în lucrarea sa din 1665, // „Hooke describes the beauty of the flea”, roberthooke.org.uk // unde sublinia armura lor elegantă, ochii rotunzi și organele de hrănire sofisticate:
„Forța și frumusețea acestei mici creaturi, chiar dacă nu ar avea nicio legătură cu omul, ar merita oricum o descriere… Cât despre frumusețea sa, microscopul o arată împodobită peste tot cu o armură neagră, lustruită cu grijă, articulată elegant și acoperită cu o mulțime de țepi ascuțiți, aproape ca niște ace de porc spinos sau ca niște bolduri conice din oțel strălucitor; capul este înfrumusețat de o parte și de alta cu câte un ochi negru, rotund și vioi.
În spatele fiecărui ochi se află o scobitură mică, în care pare să se miște înainte și înapoi o peliculă subțire acoperită cu perișori transparenți, care probabil sunt urechile sale. În partea din față a capului, între cele două picioare anterioare, are două antene mici, lungi, articulate, mai degrabă olfactive decât tactile – care au patru segmente și sunt păroase […]. Între acestea, are un mic proboscis sau un fel de trompă, care pare să fie alcătuită dintr-un tub și o limbă sau un organ de supt, pe care l-am observat mișcându-se înăuntru și în afară.
Pe lângă acestea, mai are și două mandibule sau organe de mușcat, asemănătoare oarecum cu cele ale unei furnici, deși nu am observat să fie zimțate; acestea sunt formate similar lamelelor unei foarfece cu vârfuri rotunjite și se deschideau și închideau exact în același mod.
Cu aceste instrumente, această mică și harnică creatură mușcă, străpunge pielea și suge sângele unui animal, lăsând pielea inflamată cu o mică pată roșie, rotundă. Aceste părți sunt foarte greu de observat, deoarece, în cea mai mare parte a timpului, stau ascunse între picioarele din față.”
Un // „Morphologic study of dog flea species by scanning electron microscop”, scientia.zooparaz.net (PDF) // a demonstrat că speciile de purici Ctenocephalides canis (puricele de câine) și Ctenocephalides felis felis (puricele de pisică) pot fi diferențiate cu precizie pe baza caracteristicilor morfologice. Cercetarea arată că puricele de pisică are un cap de două ori mai lung decât înalt, iar primii doi spini ai pieptenelui cefalic au aceeași lungime.
Tibiile posterioare ale tuturor celor trei perechi de picioare prezintă între patru și cinci sete (perii senzoriali). Prin contrast, puricele de câine are capul aproximativ la fel de lung cât este și înalt, iar primul spin al pieptenelui cefalic este doar pe jumătate din lungimea celui de-al doilea. În plus, tibiile sale posterioare au între șapte și opt sete. Aceste diferențe permit o identificare specifică a celor două specii.
Mulți și rezistenți
Ciclul de viață al puricelui este un proces de metamorfoză completă, desfășurat în patru stadii distincte: ou, larvă, pupă și adult. Totul începe cu ouăle depuse de femelă, care cad de pe gazdă și eclozează în mediul înconjurător. Din acestea ies larve oarbe și sensibile la lumină, care se hrănesc cu materie organică și excrementele puricilor adulți. Larvele se transformă apoi în pupe, – un stadiu de repaus, în care pot rămâne inactive de la câteva zile până la un an și sunt capabile să reziste la majoritatea insecticidelor.
Eclozarea este declanșată de prezența unei gazde, detectată prin semnale precum căldura, vibrațiile și dioxidul de carbon. În acel moment, puricele adult iese din cocon și își începe viața de parazit; se hrănește cu sângele gazdei – esențial pentru reproducere.
Un aspect important în controlul infestărilor este faptul că adulții reprezintă doar aproximativ 5% dintr-o populație de purici. Restul este format din ouă, larve și pupe – stadii invizibile, dar extrem de rezistente. Acest dezechilibru face ca eradicarea puricilor să fie o provocare majoră și subliniază importanța tratării nu doar a animalului infestat, ci și a mediului în care acesta trăiește.
Nu văd bine, dar compensează cu mirosul
Un // „Characterization of the Long-Wavelength Opsin from Mecoptera and Siphonaptera: Does a Flea See?”, doi.org // a arătat că puricii nu sunt atât de diferiți de muștele-scorpion (Mecoptera) pe cât se credea. De fapt, sunt atât de apropiați genetic încât fac parte din același grup evolutiv și sunt rude apropiate ale muștelor-scorpion de zăpadă (Boreidae).
Deși puricii și-au pierdut în mare parte vederea și au rămas doar cu ochi simpli sau deloc, studiul a arătat că gena care permite percepția luminii – cea care codifică proteina opsină – este aproape identică cu cea a muștelor-scorpion de zăpadă.
Asta sugerează că, deși nu pot forma imagini complexe, puricii sunt capabili să detecteze lumina, în special în spectrul roșu-verde. Este o funcție esențială, conservată în timpul evoluției. Deși au o vedere foarte slabă, puricii compensează cu un simț al mirosului extrem de dezvoltat. Ei pot detecta dioxidul de carbon și căldura emanată de gazde, ceea ce le permite să localizeze rapid o sursă de hrană.
Radarul ascuns al puricelui
Majoritatea oamenilor știu că puricii sunt maeștri ai săriturilor, dar puțini cunosc secretul din spatele acestei abilități: un organ senzorial extraordinar de precis, numit pigidiu. Acesta nu este doar un simplu apendice, ci un adevărat „radar biologic”, un sistem sofisticat de detectare a gazdelor, esențial pentru supraviețuirea puricelui.
Pigidiul funcționează ca un sistem de avertizare timpurie, capabil să detecteze prezența unei gazde de la distanță. Acest organ senzorial poate percepe curenții de aer, vibrațiile și chiar căldura corporală, lucru care permite puricelui să-și localizeze ținta cu o precizie uimitoare. Astfel, puricii nu sar la întâmplare. Săriturile lor sunt ghidate de un sistem senzorial fin calibrat, care le oferă o rată de succes ridicată în găsirea și // „The Origin of Fleas and the Genesis of Plague”, digitalcommons.liberty.edu //
Puricii nu au aripi, dar sunt foarte bine adaptați pentru sărituri. Foto: Brown Bear/Windmill Books/Universal Images Group via Getty Images
Campioni la sărituri
Animalele mici și cele mari folosesc mecanisme diferite pentru a sări eficient. Animalele de dimensiuni reduse, precum puricii, nu pot genera suficientă forță musculară directă la viteză mare, așa că utilizează un mecanism cu arc.
Ele stochează lent energia musculară într-o substanță elastică, pe care o eliberează brusc și se propulsează cu o forță mult mai mare decât ar permite mușchii. În schimb, animalele mai mari nu folosesc acest tip de sistem, deoarece le-ar limita serios performanța.
Oamenii de știință au // „Why do Large Animals Never Actuate Their Jumps with Latch-Mediated Springs? Because They can Jump Higher Without Them”, academic.oup.com // că proprietățile musculare limitează eficiența unui mecanism cu arc la doar o treime din energia totală pe care mușchiul ar putea să o producă.
În comparație, un animal mare, care sare direct prin contracție musculară, poate utiliza teoretic toată energia disponibilă. Prin urmare, există un „prag de mărime”: sub acest prag, mecanismul cu arc este mai eficient, iar peste, săritura acționată direct de mușchi este superioară.
Corpul turtit lateral al puricilor și picioarele lor posterioare, extrem de puternice, sunt adaptări cheie pentru deplasarea rapidă. Un purice poate sări pe o distanță orizontală de 33 centimetri și o înălțime verticală de 18 centimetri, performanțe uimitoare care, raportate la dimensiunea corpului, echivalează cu un om de 1,8 metri care ar sări peste 110 metri în înălțime sau 200 de metri în lungime. Această săritură extraordinară, de până la 200 de ori lungimea corpului, este posibilă nu prin simpla forță musculară, ci datorită acelui mecanism de stocare și eliberare a energiei.
Un studiu a analizat performanța săriturii la șapte specii de purici și a comparat diferențele dintre masculi și femele, precum și relația dintre mărimea corpului și abilitatea de a sări. Rezultatele au arătat că femelele sar, în general, mai bine decât masculii, chiar și atunci când este luată în calcul diferența de mărime a corpului.
O // „Sexual size dimorphism, morphological traits and jump performance in seven species of desert fleas (Siphonaptera)”, cambridge.org // importantă a fost că habitatul influențează direct capacitatea de a sări – puricii care trăiesc pe substraturi moi, cum ar fi nisipul, sunt săritori mai buni decât cei de pe suprafețe dure. De asemenea, spre surprinderea cercetătorilor, nu s-a găsit o corelație clară între mărimea picioarelor și performanța săriturii, în cazul majorității speciilor studiate.
Un alt // „A comparison of jump performances of the dog flea, Ctenocephalides canis (Curtis, 1826) and the cat flea, Ctenocephalides felis felis (Bouché, 1835)”, pubmed.ncbi.nlm.nih.gov // a demonstrat că puricele de câine (Ctenocephalides canis) are o săritură semnificativ mai lungă și mai înaltă decât puricele de pisică (Ctenocephalides felis felis).
Săritura medie a puricelui de câine este de 30,4 centimetri în lungime și 15,5 centimetri în înălțime, în timp ce cea a puricelui de pisică este de 19,9 centimetri în lungime, respectiv 13,2 centimetri în lățime.
Testele au fost realizate în tuburi cilindrice din plastic, cu diametrul de 9 centimetri și înălțimi între 1 și 30 centimetri. Grupuri de câte zece purici au fost introduse în tuburi, iar cercetătorii au înregistrat câți dintre aceștia reușeau să sară peste margine.
Cum sar, de fapt, puricii?
Misterul săriturii puricilor a fost rezolvat de // „Fleas leap from feet, not knees”, sciencenews.org // de la Universitatea Cambridge, care au găsit răspunsul la o întrebare veche: puricii își iau avânt de pe tibii și tarsuri – echivalentul tălpilor la insecte – și nu de pe trohantere sau „genunchi”, cum se credea anterior. Săritura lor impresionantă, care le permite să atingă înălțimi incredibile, este posibilă datorită unei proteine elastice speciale, numită rezilină.
Aceasta funcționează ca un arc biologic, stochează energia musculară și o eliberează brusc în momentul săriturii. Pentru a studia acest fenomen, cercetătorii au folosit camere video de mare viteză, modele matematice și microscopie electronică. Dovezile au arătat că, în majoritatea cazurilor, genunchii puricelui nu ating solul.
În schimb, spinii de pe tibii și tarsuri oferă tracțiune necesară pentru declanșarea săriturii. Deși un purice de arici (Archaeopsylla erinacei) are nevoie de doar o milisecundă pentru a sări, tehnologia video de mare viteză a permis observarea întregului proces cu încetinitorul. Această tehnică modernă a pus capăt unei dezbateri vechi de zeci de ani cu privire la mecanismul exact al săriturii puricilor.
Foto: George D. Lepp/Getty Images
Maeștrii supraviețuirii fără hrană
Puricii nu pot supraviețui mult timp fără o gazdă, însă durata supraviețuirii variază în funcție de etapa de viață și // „How Long Can Fleas Survive Without a Host?”, nativepestmanagement.com //
Puricii adulți nehrăniți (încă în cocon) pot supraviețui cel mai mult, pentru că intră într-o stare de repaus în interiorul coconului. Metabolismul lor încetinește și le permite să reziste până la 155 de zile în așteptarea unei gazde.
Puricii adulți eclozați, dar nehrăniți (ieșiți din cocon) sunt extrem de vulnerabili. În condiții normale, mor de foame în aproximativ o săptămână. Totuși, în medii răcoroase și foarte umede, pot supraviețui până la 40-70 de zile.
Puricii hrăniți (care au fost deja pe o gazdă) pot muri de foame în doar patru zile după ce sunt îndepărtați de pe gazdă. Femelele, care au nevoie de sânge pentru a depune ouă, pot muri chiar și în 24 de ore dacă sunt separate de gazdă.
În concluzie, puricii au nevoie de o sursă constantă de sânge. Odată ce încep să se hrănească, dependența lor devine atât de mare încât supraviețuirea lor scade dramatic în absența unei gazde.
Puricii – paraziți cu adaptări speciale
Puricii sunt paraziți care au dezvoltat o varietate impersionantă de adaptări evolutive. Unele specii sunt specifice unei singure gazde, cum este cazul puricelui de arici (Archaeopsylla erinacei), în timp ce altele, precum puricele de pisică (Ctenocephalides felis felis), pot infesta mai multe specii, inclusiv oamenii.
Acești paraziți au dezvoltat caracteristici speciale pentru a se adapta mai bine la mediul lor. De exemplu, puricii de păsări (Ceratophyllus gallinae) au spinii suplimentari pe corp, care îi ajută să se ancoreze mai eficient de penele gazdei. Rozătoarele sunt cel mai des infestate, deoarece obiceiul lor de a construi cuiburi oferă un mediu ideal pentru dezvoltarea larvelor.
În contrast, animalele care nu au un adăpost permanent, precum caii sau maimuțele, tind să aibă mai puțini purici, deoarece paraziții nu pot finaliza ciclul complet de viață în absența unui mediu stabil.
Deși se hrănesc cu sânge, puricii sunt extrem de rezistenți și pot supraviețui perioade lungi fără hrană, un exemplu este puricele iepurelui (Spilopsyllus cuniculi), care poate trăi chiar și nouă luni în condiții de temperaturi // Mai multe, aici: britannica.com //
Proprietarul de circ Alfred Testo și nepoata sa, Dorothy Testo, împreună cu „artiștii” lor purici, în arena Testo’s Flea Circus, Marea Britanie, 1950. Dorothy ține în mână o tricicletă minusculă, pe care unul dintre micii artiști o folosea pentru a se plimba. Foto: George Konig/Keystone Features/Hulton Archive/Getty Images
Au inspirat literatura și arta
Puricii au fost o sursă de inspirație în opere artistice și culturale, au apărut sub diverse forme în muzică, teatru, film și pictură.
Poetul John Donne a folosit puricele ca metaforă în celebrul său poem, The Flea.
Matematicianul Augustus De Morgan a scris un poem comic despre un lanț infinit de purici paraziți și a ilustrat o idee similară cu un concept matematic.
Ilustratori și oameni de știință, precum Robert Hooke și Antonie van Leeuwenhoek, au realizat desene detaliate ale puricilor și au evidențiat structura lor complexă prin intermediul microscopului.
În pictura clasică, artiști precum Georges de La Tour și Giuseppe Crespi au reprezentat femei care caută sau omoară purici și au surprins, astfel, un aspect realist al vieții cotidiene din epocile respective.
În opera muzicală Cântecul puricelui de Modest Musorgsky, personajul Mefistofel cântă despre un purice favorit la curtea regală, o satiră la adresa celor care obțin putere nemeritată.
În filmul Circul (1928), apar purici dresați, folosiți într-un circ ca elemente comice și absurde, o modalitate prin care Charlie Chaplin satirizează spectacolele bizare și condiția umană.
Circurile de purici au fost o formă reală de divertisment, populară mai ales la începutul anilor 1900. Originea lor datează din secolul al XVI-lea, când ceasornicarii și-au demonstrat precizia muncii lor și au legat purici cu lanțuri minuscule. Ulterior, aceste demonstrații au evoluat în atracții de sine stătătoare, cu purici care trăgeau mini-trăsuri, se „luptau” sau executau acrobații.
Popularitatea acestor spectacole aproape a dispărut după Al Doilea Război Mondial, odată cu scăderea populației de purici umani ca urmare a îmbunătățirii condițiilor de igienă. Astăzi, majoritatea „circurilor de purici” sunt false și folosesc mecanisme magnetice sau trucuri optice, deși există și pasionați care încearcă să mențină tradiția // „3 ‘I live off them, they live off me’: exploring the human–flea feeding relationship in the history of flea circuses”, jstor.org //
Impactul puricilor în istorie. De la „autostop” la vectori de boală
Pe lângă rolul lor cultural, puricii au avut un impact istoric devastator ca vectori ai uneia dintre cele mai temute boli, ciuma. Această boală este cauzată de un bacil Gram-negativ, facultativ anaerob, numit Yersinia pestis (denumit anterior Pasteurella pestis). Bacteria infectează omul prin intermediul muşcăturii puricelui şobolanului tropical (Xenopsylla cheopis). Infectarea are loc după ce puricele se hrănește cu sângele unei gazde principale – un șobolan bolnav –, apoi mușcă omul și transmite boala.
Acest mecanism a cauzat pandemii devastatoare, inclusiv Ciuma lui Iustinian (541-542) și Moartea Neagră (1346-1353), care a ucis peste o treime din populația Europei. De-a lungul istoriei, aceste pandemii au provocat moartea a sute de milioane de oameni.
Puricii infestați cu bacteria ciumei au fost folosiți chiar și ca arme biologice de către armata japoneză în timpul celui de-al Doilea Război Mondial.
Astfel, deși sunt minusculi și greu de observat, puricii demonstrează că biologia lor unică poate oferi răspunsuri importante la întrebări majore despre evoluție și adaptare.
Rubrica Jurnal de naturalist este o colaborare între Muzeul Național de Istorie Naturală „Grigore Antipa” și Mindcraft Stories și conține texte realizate de cercetătorii muzeului, care-și propun să ofere cititorilor informații despre biodiversitatea din România.
