Nel 1733 il naturalista J.H. Linck così scriveva nel suo De stellis marinis: “Ci sono in mare più stelle che in tutto l’universo”, paragonando i fondali marini alla volta celeste. Esplorando il fondo del mare, infatti, non è raro imbattersi in questi animali, che da sempre hanno affascinato l’uomo per l’insolita forma del corpo, simile ad un astro celeste, per i loro colori sgargianti e per il lento ma inesorabile incedere alla ricerca di prede da divorare.

Le stelle di mare appartengono al phylum degli Echinodermi; i membri di questo gruppo presentano una superficie corporea coperta da spine o, comunque, piccole protuberanze, da cui il nome stesso del phylum che deriva dal greco echinos, che significa “spina, riccio” e derma, che significa “pelle”.
Oltre alle stelle di mare, raggruppate nella classe degli Asteroidei, all’interno del phylum degli Echinodermi vengono distinte altre quattro classi: Ofiuroidei (stelle serpentine), Echinoidei (ricci di mare), Oloturoidei (cetrioli di mare) e Crinoidei (gigli di mare e comatule,).

Gli echinodermi sono tra i più comuni abitanti dei mari e degli oceani, dove sono diffusi a tutte le latitudini e a tutte le profondità, dalle acque costiere poco profonde alle remote piane abissali. Sono abitatori delle scogliere, dei fondali sabbiosi, di quelli fangosi e delle praterie di alghe e piante marine, come la Posidonia oceanica nel Mediterraneo. Sono organismi-chiave nelle barriere coralline e in molte comunità bentoniche (gruppi di animali che vivono in stretta associazione col fondale marino) rappresentano uno degli elementi predominanti sia in termini di biomassa (più del 90%, in alcuni casi) che di importanza ecologica.

Attualmente esistono circa 7.000 specie viventi di echinodermi, tutte esclusivamente marine e prevalentemente bentoniche; le dimensioni variano da 5 millimetri a 1 metro circa e la forma del corpo è diversificata nelle differenti classi: simile ad un astro nelle stelle, globosa nei ricci, sacciforme nelle oloturie e arborescente nei crinoidi.
Gli Echinodermi sono animali antichissimi. Reperti fossili di questo gruppo vengono fatti risalire al Cambriano, circa 570 milioni di anni fa. Le specie attuali rappresentano solo le vestigia di un phylum che ha conosciuto la sua massima espansione in epoche passate, come testimoniato dalle oltre 13.000 specie fossili, che in alcuni casi costituiscono la componente predominante di strati rocciosi.

Le forme più antiche presentavano un corpo globulare, da cui solo successivamente, si svilupparono braccia filiformi simili a quelle dei Crinoidi attuali; a quest’ultima classe appartengono quindi i più antichi membri del phylum che, proprio in base ai numerosi fossili, viene quindi tradizionalmente suddiviso in due subphyla: i Pelmatozoi, le forme più primitive, che presentano sia la bocca che l’ano rivolti verso l’alto e un tubo digerente ripiegato a “U”, situazione tipicamente presente appunto nei Crinoidi, gli unici rappresentanti viventi di questo subphylum; gli Eleuterozoi, con lato orale, contenente la bocca, rivolto verso il substrato e apertura anale in posizione opposta, come facilmente osservabile nella maggior parte degli Echinodermi attuali quali stelle o ricci.

A dispetto delle apparenze gli echinodermi sono invertebrati piuttosto evoluti e sono filogeneticamente più vicini ai Cordati (ed ai Vertebrati) di quanto non lo siano altri invertebrati, come gli Insetti o i Molluschi.
Le specie appartenenti a questo phylum presentano caratteristiche anatomiche e morfologiche del tutto peculiari, che li rendono unici e facilmente distinguibili dagli altri gruppi animali. Le diverse soluzioni adattative che questi animali hanno escogitato nel corso dell’evoluzione li rendono uno dei phyla animali più enigmatici ed interessanti, nonché un’inesauribile fonte di spunti per soluzioni morfologiche e funzionali ai problemi strutturali, architettonici e fisici cui l’uomo quotidianamente ha a che fare.

Le forme adulte, ad esempio, presentano una simmetria tipicamente pentaradiata, cioè attorno ad un ipotetico asse centrale passante per la bocca si distinguono cinque settori radiali; questo tipo di organizzazione corporea è ben visibile in molte stelle marine mentre diventa più difficile da individuare nei ricci o nelle oloturie. L’origine della pentameria è ancora poco chiara, secondo alcuni studiosi essa servirebbe, tra le altre cose, a costituire una struttura corporea priva di piani di frattura, e quindi in grado di opporre maggior resistenza agli stimoli meccanici esterni.
Questo tipo di simmetria corporea ha avuto conseguenze anche sull’organizzazione del sistema nervoso. Negli Echinodermi, infatti, manca una vera e propria centralizzazione nervosa, non è presente cioè un cervello e quindi una “testa”. Piuttosto, il sistema nervoso risulta omogeneamente diffuso in tutti i tessuti del corpo.

Un’altra caratteristica tipica degli echinodermi è costituita dallo scheletro: si tratta infatti di un endoscheletro, quindi similmente ai vertebrati situato internamente al corpo, appena al di sotto dell’epidermide. Lo scheletro (che negli echinodermi prende il nome di stereoma) è costituito da un’intelaiatura di piastre calcaree, composte cioè da cristalli di carbonato di calcio (chiamate spicole) ed è tipicamente perforato: una tale struttura reticolata garantisce all’animale una certa leggerezza senza per questo perdere in robustezza. La distribuzione e l’architettura dello scheletro è diversa e caratteristica per ogni classe; si va quindi dai cetrioli di mare, in cui le spicole sono singole e sparse nella parete del corpo, che quindi risulta relativamente molle, oppure nei ricci di mare, in cui lo scheletro è particolarmente sviluppato tanto da formare una rigida corazza.

Tra gli elementi più distintivi e unici di questo phylum va sicuramente considerato il sistema acquifero; si tratta di una parte del sistema di cavità corporee (il celoma, una sorta di sistema vascolare) che presenta numerose appendici esterne, chiamate pedicelli, ben visibili ad esempio sul lato inferiore di una qualunque stella marina. Il sistema acquifero è collegato con l’esterno e contiene un liquido con composizione salina simile a quella del mare; esso svolge diverse funzioni, come quella locomotoria, alimentare e respiratoria.

La motilità e il corretto funzionamento dei pedicelli sono garantiti da un minuzioso e sofisticato sistema idraulico. Ciascun pedicello è infatti collegato ad una piccola ampolla dotata di muscoli; la contrazione di questa muscolatura provoca un incremento della pressione idrostatica locale con un conseguente inturgidimento ed estensione del pedicello stesso, proprio come accade ad un palloncino pieno d’acqua quando viene compresso ad una estremità. In alcune condizioni le numerose estroflessioni del sistema acquifero possono però diventare un punto debole per questi animali: l’ampia superficie di scambio con l’ambiente marino circostante, rappresenta infatti anche un facile sito di assorbimento per numerosi contaminanti acquatici, soprattutto quelli più persistenti accumulati nei sedimenti, rendendo questi animali dei target preferenziali dell’inquinamento marino.

Le proprietà idrauliche del celoma vengono efficacemente sfruttate anche a livello più macroscopico per permettere l’estensione dell’intero braccio; è il caso dei Crinoidi dove anche grazie a questo sistema l’animale può realizzare complessi movimenti delle braccia senza però effettuare un eccessivo dispendio energetico, visto che i potenti muscoli brachiali vengono utilizzati solo per il ripiegamento della struttura. Il movimento di estensione, ma soprattutto la postura “a braccia spiegate”, tipica del crinoide che si sta alimentando, sono permessi anche dalla presenza di particolari tessuti presenti tra i vari articoli scheletrici del braccio: i tessuti connettivi a tensilità variabile o mutabili o, dall’inglese, MCT (= Mutable Collagenous Tissue). Gli MCT sono in realtà ampiamente diffusi e utilizzati da tutti i membri delle cinque classi e sembrano essere esclusivi degli echinodermi. Sono tessuti caratterizzati dalla capacità di modificare in tempi brevissimi il loro stato di tensilità.

Quasi tutte le specie di Echinodermi sono gonocoriste, presentano cioè sessi separati, anche se non mancano le eccezioni in Asteroidei, Oloturoidei e Ofiuroidei. Nella maggior parte degli Echinodermi i gameti, uova e spermatozoi, vengono rilasciati in gran numero direttamente in mare (fecondazione esterna) senza quindi che avvenga un atto copulatorio. In molti casi, grazie al rilascio di specifici segnali chimici nell’acqua, l’emissione dei gameti da parte di un individuo induce anche gli altri a fare lo stesso, così da ottimizzare i processi di fecondazione in un ambiente dispersivo come il mare.

In genere gli embrioni in sviluppo sono lasciati alla deriva nella colonna d’acqua (rappresentano infatti una buona componente del plancton), tuttavia non sono rare le specie che attuano una sorta di cure parentali, proteggendo la loro prole tra le braccia o le spine oppure in speciali strutture anatomiche poste sulla superficie del corpo. Questa strategia riproduttiva è frequente soprattutto nelle specie polari o abissali, dove l’ambiente è particolarmente ostile per le larve che si devono sviluppare.
Il numero elevato di gameti prodotti (anche milioni) e la loro trattabilità hanno fatto sì che fin dai secoli scorsi le uova e gli spermatozoi dei ricci di mare abbiano rappresentato uno dei modelli sperimentali più utilizzati per gli studi di embriologia, cioè mirati alla comprensione dei processi di fecondazione e di sviluppo degli embrioni.

Le abitudini alimentari sono diverse e variabili nelle differenti classi di Echinodermi. I crinoidi sono filtratori passivi, si nutrono cioè delle particelle sospese nell’acqua e trasportate dalle correnti; le stelle di mare sono in genere attivi predatori mentre le ofiure sono per la maggior parte consumatrici di materiale detritico (detritivore), anche se non mancano le specie carnivore e sospensivore (filtratrici); molti ricci di mare sono onnivori anche se gli organismi vegetali rappresentano la componente principale della loro dieta, le specie che vivono infossate nel terreno sono invece generalmente detritivore; infine le oloturie si nutrono di piccoli organismi e particelle in sospensione che riescono a catturare per mezzo di tentacoli arborescenti situati in prossimità della bocca.

Testi tratti parzialmente dalla collana “Atlante degli animali” del Corriere della Sera, anno 2006