31 Ago Octopus
Trent’anni di ricerche hanno svelato il sofisticato intreccio tra morfologia del corpo e sistema nervoso che controlla le loro sorprendenti capacità di movimento nell’ambiente.
I Cefalopodi la famiglia di invertebrati a cui appartengono gli octopus, sono una soluzione evolutiva alternativa a quella dei mammiferi e degli uccelli che si è sviluppata a partire da quattrocentocinquanta milioni di anni fa. Hanno dimostrato la possibilità del successo riproduttivo di animali con un corpo privo di scheletro, una sorprendente morfologia ‘aliena’ rispetto a quella più tradizionale dei vertebrati. È il segno che l’evoluzione non segue percorsi preordinati grazie alle abilità del genoma di immaginare e praticare soluzioni innovative in grado di rispondere con efficacia alle sfide poste dai cambiamenti ambientali.
Inky, l’octopus ‘evaso’ dall’Aquarium of New Zealand nel 2016 grazie ad alcune sue capacità fisiche e cognitive al limite dell’immaginabile, sono la concreta dimostrazione dell’originalità della soluzione evolutiva rappresentata in particolare da questa specie di Cefalopodi. Una inedita morfologia del corpo, sorprendenti abilità neuromotorie e di camuffamento nell’ambiente e un cervello distribuito fra il centro e le otto braccia nelle periferie del corpo sono i caratteri distintivi di questa specie animale.
I movimenti dei vertebrati nell’ambiente e la forma dei loro corpi sono vincolati dallo scheletro, dalla struttura degli arti e delle articolazioni. Le loro possibilità di movimento nello spazio sono limitate dalla rigidità di questo schema-corpo. Al contrario i gradi di libertà del movimento degli octopus nell’ambiente sono praticamente illimitati. Non hanno scheletro che è sostituito da un apparato muscolare in grado di gestire al meglio le funzioni quotidiane dell’animale come la caccia, la riproduzione e la difesa contro i predatori con una stupefacente gamma di soluzioni spaziali diverse. Solo la loro testa mantiene un orientamento grossomodo indirizzata in senso gravitazionale. Una somma di funzionalità e di abilità uniche che hanno plasmato la sua morfologia e devono essere gestite dal punto di vista meccanico, fisiologico e cognitivo in modo originale da questo ‘strano’ animale marino.
Il loro apparato muscolare è composto da cellule densamente impacchettate tra loro in grado di muoversi in tre direzioni spaziali diverse: traversale, longitudinale e obliqua, un sistema che si auto compensa perché il volume delle loro braccia rimane costante durante il movimento. La contrazione di un muscolo in una direzione viene rapidamente compensata dalla elongazione delle altre fasce muscolari le cui fibre sono di dimensioni ridotte per potere garantire la necessaria velocità di spostamento delle braccia. È un sistema che garantisce rigidità e capacità di muoversi nello spazio che circonda l’animale con illimitati gradi di libertà e di precisione. Una soluzione fisiologico-meccanica rara nel mondo animale che ha riscontri solo nella lingua dei vertebrati e nella proboscide degli elefanti, un organo noto per i suoi molti gradi di libertà di movimento, utilizzato per l’alimentazione, la gestione dell’acqua e nei rapporti sociali nel branco.
La gestione della morfologia di questo corpo dominata dalla presenza di otto braccia indipendenti una dall’altra ha richiesto soluzioni innovative sul piano del controllo neuro-muscolare. La gestione di tutte le possibili configurazioni spaziali delle braccia, così lontane dal centro ha richiesto il frazionamento del cervello che è distribuito fra la testa e le otto zone periferiche delle braccia. Una parte divisa in due lobi distinti è localizzata tra gli occhi con ruoli distinti nella gestione del comportamento dell’animale. L’uno svolge funzioni connesse con l’apprendimento tattile, visuale e la gestione del camuffamento, l’altro è specializzato nel controllo dei movimenti del corpo e delle otto braccia. Complessivamente è stato stimato che il cervello di Octopus vulgaris sia formato approssimativamente da cinquecento milioni di neuroni. Duecento sono localizzati nei due lobi tra gli occhi, mentre i rimanenti trecento sono distribuiti lungo i nervi assiali presenti nelle braccia dell’animale che gestiscono in loco le loro molte attività con tutta la velocità necessaria. Compiti dai quali dipende la sopravvivenza dell’animale: ricerca del cibo, difesa dai predatori, riproduzione.
Gli octopus si nutrono di prede localizzate sul fondo dell’oceano in zone inaccessibili ai tradizionali organi di senso come gli occhi. Corey Allard del Department of Cellular Biology , Harvard University, Cambridge, ha analizzato la struttura del loro sofisticato apparato chemiotattile periferico localizzato nelle decine di ventose distribuite in modo uniforme sulle loro braccia. Sono in grado di aderire al fondo marino, sulla superficie delle loro prede e ‘sentono’ l’ambiente, sono letteralmente in grado di assaggiarlo con il tocco, il ‘taste by touch’. L’elemento sensibile delle ventose in grado di svolgere questo insieme di funzioni è composto da una famiglia di recettori di tatto recentemente individuati che rivaleggiano per complessità e sofisticazione con quelli più noti dei rivali vertebrati. Completano nelle zone di periferia la elaborata abilità neurosensoriale degli octopus che sono quindi in grado di ricevere informazioni dettagliate sull’ambiente da ognuno delle loro braccia.
Sono animali che dispongono di una elevata capacità di camuffamento dinamico nel loro ambiente. La loro pelle è uniformemente coperta da cromatofori, cellule che contengono pigmenti colorati controllate attraverso il percorso metabolico occhi cervello. I neuroni della retina comunicano con uno dei lobi centrali del cervello, il quale immediatamente trasferisce l’informazione ai cromatofori, che negli octopus possono arrivare ad oltre un milione. Per mimetizzarsi nell’ambiente gli octopus ne riproducono i colori sulla loro pelle attivando nel giro di pochi millisecondi i pigmenti contenuti nei cromatofori. Una capacità di ‘mimetismo’ ambientale che va oltre il semplice dato fisico.
La sua pelle ci informa sul loro stato mentale e percettivo. Durante il sonno sono in grado di produrre patchwork colorati in modo tale che non sono camuffamenti veri e propri ma probabilmente rappresentano i loro sogni o stati particolari del loro metabolismo. Possono assumere il significato di un minaccioso preannuncio di uno stato di aggressione prima di iniziare un combattimento con un rivale, mentre altri modelli vengono utilizzati durante i rari comportamenti collettivi. Sono in grado di dividere il loro corpo con gradazioni diverse di colori: una parte può segnalare il gradimento all’accoppiamento con una femmina mentre allo stesso tempo l’altra parte segnala ad un maschio concorrente che la sua presenza non è gradita.
Il loro modello di camuffamento nell’ambiente va oltre a quello utilizzato da vertebrati come il leone, le zebre ed è paragonabile a quello di alcune specie di insetti perché nella sua essenza rappresenta lo stile di vita di questo animale che viene espresso attraverso la sua praticamente illimitata capacità di produrre patchwork colorati variamente declinati nel tempo.
