Sapere Scienza

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RUBRICA - I mondi degli animali

Le meduse sono viste spesso come animali fastidiosi e, talvolta, oggetto di vere e proprie persecuzioni, per tutta una serie di miti e credenze popolari che non hanno alcun riscontro nella realtà. È invece vero che periodicamente il così detto plancton gelatinoso, che include non solo le meduse ma anche altri organismi come gli ctenofori o le salpe, è soggetto a bloom, cioè a fioriture in cui il numero degli individui aumenta vertiginosamente. Spesso le meduse vengono accostate ai cambiamenti climatici e molti pensano che tali fioriture siano provocate dal riscaldamento globale, per quanto non esistano evidenze dirette che supportino questa relazione. È più probabile, infatti, che le meduse beneficino degli eccessi di nutrienti dovuti, per esempio, agli scarichi a mare di prodotti chimici (quali gli scarichi agricoli o di allevamenti), e il loro incredibile adattamento fa il resto. Tuttavia fino a oggi non si conosceva, se non in maniera limitata, la relazione tra meduse e plastica.

Avrete sentito l’espressione “sguardo tagliente” (esiste persino un personaggio dell’epica di Tolkien con questo nome, Maeglin), in genere viene usata come complimento per l’acuità visiva di una persona. Questo concetto in natura è preso molto sul serio, soprattutto da un gruppo di pesci i cui rappresentanti sono noti anche a chi il mare lo frequenta poco: gli scorpeniformi.

A causa di “documentari” scriteriati e di leggende metropolitane, oltre che di millenarie imposizioni culturali, siamo portati a pensare agli animali come pericolosissimi esseri inferiori. La cosa interessante, però, è che il rischio di essere sopraffatti e uccisi da un predatore era reale solo nei primi tempi della nostra storia, ed è andato via via riducendosi davvero ai minimi termini.

Se ancora siete tra quelli che immaginano i dinosauri come lente e impacciate lucertole dalle tinte smorte, l’ultima scoperta dei ricchissimi strati cinesi vi farà probabilmente cambiare idea. Si sospettava da decenni che i dinosauri fossero colorati - per tutta una serie di ragioni - ma recenti studi su penne e piume intrappolate nell’ambra hanno cominciato ad aprire una finestra sul loro mondo di sfumature e oggi sappiamo che le penne che ricoprivano i carnivori erano iridescenti e colorate.

Il Lago Mono, in California, è senza dubbio un posto strano: è uno specchio d’acqua estremamente alcalino, così che nessuna specie di pesce può viverci. Questo lago è anche un posto famoso: vi è stato scoperto un batterio particolare che utilizza il fosforo per sopravvivere, Mark Twain gli ha dedicato diversi capitoli del suo libro In Cerca di Guai, e una sua foto compare in un disco dei Pink Floyd. Twain, in particolare, riferisce anche di un animaletto alquanto inconsueto che vive attorno alle rive del lago: una piccolissima mosca, Ephydra hians, che si immerge nelle acque del lago per deporre le uova.

Il sonno è un’attività fondamentale nella vita degli esseri viventi perché permette il recupero delle energie psicofisiche, il riposo e, tra le altre cose, lo scarico dello stress. Fino a oggi, però, gli studiosi non hanno ancora compreso a pieno i meccanismi e benefici del sonno e hanno dato per scontato che la presenza di un sistema nervoso centralizzato fosse un prerequisito per dormire. In altre parole, gli organismi “primitivi” dal punto di vista dell’organizzazione nervosa non avrebbero bisogno di dormire. Pertanto le ricerche sul sonno si sono sempre concentrate su animali relativamente evoluti e i cicli di sonno-veglia sono stati dimostrati nei vertebrati, negli insetti e persino nei nematodi (i “vermi cilindrici”).

Molti ricorderanno la serie di B-movie degli anni ’70 in cui si immaginava che una delle conseguenze degli esperimenti nucleari nei deserti potesse essere – sulla scia di Godzilla – la comparsa di insetti giganti. Per “giganti” intendo mantidi capaci di spezzare un’automobile in due e formiche delle dimensioni di un autobus. Naturalmente, alla luce delle nostre conoscenze di entomologia e fisiologia, questo sarebbe semplicemente impossibile: il solo peso dell’armatura di chitina, per creature così grandi, le renderebbe incapaci di muoversi e la respirazione sarebbe assolutamente impossibile.

Le uova degli uccelli sono una delle più straordinarie “invenzioni” dell’evoluzione: una piscina privata per gli embrioni, protetta da molte delle perturbazioni esterne. Tuttavia, molti uccelli hanno nidiaperti, nei quali le uova sono esposte alla vista di potenziali predatori. Il problema viene spesso risolto con una colorazionemimetica delle uova stesse, un carattere che aiuta anche gli appassionati e gli ornitologi a distinguere le specie semplicemente guardando un frammento di guscio. Per i dinosauri le cose invece non sono sempre così semplici. Solo dopo decenni di studi, e basandosi sulla microstruttura dei gusci e spesso sulla fortunata presenza di resti scheletrici all’interno delle uova, è stato possibile iniziare a definire chi avesse deposto quali uova; ma, come succede sempre nelle scienze, ogni risposta apre tante nuove domande. Come apparivano, dunque le uova dei dinosauri?

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I misticeti sono quei cetacei provvisti di strutture boccali molto particolari, chiamate fanoni, che in sostituiscono i denti e formano un apparato filtratore molto efficace: la dieta delle grandi balene con fanoni è infatti basata su piccoli animali, come il krill (gamberi) o piccoli pesci. Tuttavia, i fanoni non sono presenti negli antenati delle balene e, per quanto esistano provemolecolari dell’evoluzione da denti a fanoni, la dieta dei primi misticeti è tuttora oggetto di dibattito.

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Il 20 aprile 2010, nel Golfo del Messico iniziava il più grande disastro della storia nel campo delle aziende petrolifere: la piattaforma della BP Deepwater Horizon esplodeva uccidendo 11 lavoratori, ed il suo affondamento, due giorni dopo, scatenava una fuoriuscita di petrolio assolutamente devastante. Certo, non si può dire che gli esseri umani abbiano mai avuto particolare cura dell’ambiente, ma questo disastro senza precedenti è stato studiato in dettaglio, e tra le tante orribili conseguenze si è assistito ad una vera e propria fioritura di batteri del genere Cycloclasticus, che sono probabilmente gli unici organismi in grado di spezzare gli anelli aromatici degli idrocarburi per trarne nutrimento – una fonte di cibo che nessun altro essere vivente sembra poter condividere. Ma la Natura ci ha abituato ad incredibili imprese per assicurare la sopravvivenza delle specie, e così uno studio pubblicato su Nature Microbiology ci ha mostrato una nuova via “inventata” dagli animali per sopravvivere in un mondo in rapido cambiamento.

 

Vulcani di asfalto

Nel 2003 furono scoperti sempre nel Golfo del Messico (una delle zone oceaniche più studiate al mondo) i primi vulcani di asfalto, strutture che si formano in corrispondenza di risalite di asfalto, appunto, sul fondale marino. Attorno a questi vulcani prosperano comunità animali che hanno immediatamente attirato l’attenzione degli studiosi, perché gli idrocarburi non sono mai stati particolarmente appetibili per gli organismi viventi. Eppure, spugne e lamellibranchi (questi ultimi del genere Bathymodiolus, noto abitatore delle sorgenti idrotermali marine) sembravano prosperare senza problemi nella zona. È noto che Bathymodiolus vive in simbiosi con batteri chemioautotrofi, e quindi può utilizzare gli elementi chimici delle vent idrotermali per ottenere nutrimento tramite i suoi simbionti, quindi gli studiosi hanno immediatamente pensato ad una simbiosi, scoprendo però che il batterio simbionte stavolta era il nostro Cycloclasticus.

 

Per gli amici si cambia

Le analisi del genoma dei Cycloclasticus simbionti hanno tuttavia mostrato una peculiarità: i batteri che vivono in simbiosi con le spugne ed i bivalvi hanno perso la capacità di spezzare gli anelli policiclici, e si sono invece specializzati nel ricavare energia dagli alcani semplici (gli alcani sono composti non ciclici di carbonio e idrogeno: il metano è l’alcano più semplice esistente). Questa abilità è però condivisa da diversi altri organismi, e pare che Cycloclasticus possa “permettersi” di nutrirsi di materiale più accessibile ad altri solo perché vive in simbiosi con le spugne ed i bivalvi. La scoperta è particolare perché tutti gli studi precedenti indicavano che questi particolari batteri potevano utilizzare solo gli idrocarburi aromatici, mentre ora è stato possibile dimostrare che essi possono cambiare dieta, per così dire, in base a come vivono: i Cycloclasticus liberi continuano ad utilizzare gli idrocarburi policiclici, mentre quelli simbionti cambiano verso una dieta più accessibile perché probabilmente protetti dalla simbiosi stessa. Nuovi studi sono necessari per comprendere a fondo questa variazione, ma abbiamo un altro ottimo esempio della versatilità dei batteri e della vita stessa.

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copertina   marzo-aprile 2018

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