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Cephalopoda (1)

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di Adriano Madonna

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I cefalopodi si distinguono da tutti gli altri molluschi per aver seguito un particolarissimo iter evolutivo. Vi presentiamo, dunque, il polpo, capolavoro e scherzo della natura, e gli altri cefalopodi.

Qualunque cosa si faccia sul fondo del mare, ci sono buonissime probabilità che un polpo ci stia osservando. Il “signore della scogliera” è un abitudinario del suo territorio, che tiene costantemente sotto controllo, e quando elegge dimora sotto uno scoglio, tende a “tenersi l’appartamento” vita natural durante, a meno che, a un certo punto, non lo giudichi un rifugio poco sicuro oppure ne venga scacciato dagli eventi.

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Accanto al gavitello di una delle boe di delimitazione della Riserva Marina Secche di Tor Paterno c’è la tana di un polpo, che tutti i subacquei conoscono, perché è là da anni ed è diventato socievolissimo. A me lo presentò Sabrina Macchioni, titolare del diving Blue Marlin, al Porto di Roma, e mi fermai a lungo a giocarci e a fotografarlo, mentre lui, sornione, scrutava le mie mosse. Ma potrei citare anche un polpo alla base dello Scoglio Grosso, a Ponza, che mi prese in simpatia e mi accompagnò, scivolando di scoglio in scoglio, per tutta la mia escursione subacquea, aspettandomi con pazienza quando mi fermavo per fotografare qualcosa.

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Quello straordinario processo evolutivo che ha interessato il polpo dai tempi dei tempi, ne ha sviluppato molte caratteristiche, avvicinandolo in maniera sorprendente al “mondo degli esseri pensanti”, tant’è che il nostro amico a otto tentacoli riesce a stabilire con una certa facilità quali siano le intenzioni dei vari intrusi che nel corso della sua esistenza si trova davanti: il polpo di Tor Paterno, ad esempio, sa benissimo che i subacquei che vanno a fargli visita non hanno intenzioni bellicose e posa davanti agli obiettivi delle loro macchine fotografiche come una star del cinema.
Il suo apparato cerebrale è abbastanza sofisticato, al punto da riuscire a elaborare la differenza tra “presenza amica” e “presenza nemica”, con due tipi di reazioni opposte: la percezione della minaccia provoca l’effetto fuga o l’intanamento profondo, la certezza di trovarsi davanti un intruso con buone intenzioni lo induce a restare immobile, senza ritirarsi in tana, ma, a volte, addirittura a socializzare, magari allungando un paio di tentacoli per saggiare e, quindi, conoscere meglio chi gli sta davanti. Questa esperienza è molto comune e numerosi subacquei possono raccontarla. Non è poi così difficile, infatti, accarezzare un polpo oppure entrare talmente nelle sue grazie da arrivare a vedercelo passeggiare su un braccio.

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E allora viene spontaneo chiedersi che tipo di cervello abbia il polpo per giungere a tali livelli di elaborazione e di comportamento.

Neuroni e gangli
Il polpo non ha un cervello come quello umano e degli altri vertebrati, bensì un insieme di gangli, considerando che un ganglio è un “nodo” costituito da un certo numero di cellule cerebrali, dette neuroni.

I neuroni hanno la caratteristica di reagire a stimoli interni ed esterni in modo da produrre delle risposte. Nella scala zoologica, passando dalle specie più primitive a quelle più evolute, si può riscontrare un adattamento sempre migliore della risposta all’entità dello stimolo e una specializzazione sempre più progredita degli organi deputati alla ricezione dello stimolo e di quelli che producono la risposta.

Il cervello del polpo è fortemente sviluppato e grande: c’è, infatti, un ottimo rapporto tra la sua massa e quella corporea dell’animale. I neuroni sono circa cinquecento milioni e vanno a costituire un grosso gruppo di gangli, fusi insieme e localizzati attorno all’esofago. I gangli sono organizzati in tratti nervosi e lobi altamente specializzati, che formano regioni funzionali separate: i lobi che si trovano sotto l’esofago coordinano l’attività motoria e posturale, ordinando l’uso dei tentacoli durante la deambulazione; i lobi ottici coordinano la vista, quindi le informazioni percepite dagli occhi.
Le zone dorsali del cervello, invece, sono centri di apprendimento e di memoria ed è dimostrato che i polpi hanno una forte memoria, così come una grande facilità di imparare per semplice osservazione.

Gli esperimenti del professor Fiorito
Il professor Graziano Fiorito, della Stazione Zoologica Anton Dhorn di Napoli, ha effettuato una serie di studi e di esperienze che confermano, oltre al livello di intelligenza del polpo, anche la sua facilità di apprendimento per osservazione. Un primo esperimento dimostra come un polpo a cui “venga servito” un barattolo di vetro opportunamente tappato e contenente un granchio, sappia avviluppare il tappo fra i tentacoli, tirarlo via e afferrare il granchio.

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Nell’esperimento, ripreso in un video dal professor Fiorito, si vede il polpo calarsi nel barattolo per afferrare il granchio e poi uscire fuori per tornare alla propria tana, avendo l’accortezza di portarsi dietro il tappo e su questa indole di “collezionista” del polpo, che fa incetta di sassi e oggetti vari, ritorneremo in un secondo momento.
Il professor Fiorito, però, ha fatto un esperimento ancora più interessante, i cui risultati hanno davvero dell’incredibile: un acquario è stato diviso in due comparti mediante una lastra di vetro e in ogni comparto è stato messo un polpo. Ovviamente, la lastra di vetro consentiva ai due polpi di guardarsi. In uno dei due comparti è stato calato un cubo di legno con un cassetto contenente un granchio. Il polpo, che non era nuovo all’esperimento, ha aperto il cassetto e ha mangiato il granchio, come aveva fatto altre volte. Intanto, il suo compagno lo osservava con attenzione al di là della lastra di vetro. Nel momento in cui anche a lui è stato offerto il cubo di legno, con grande facilità ha aperto il cassetto e ha afferrato il granchio. Gli era bastato osservare una volta sola il suo collega che si procurava il pranzo per riuscire a imitarlo alla perfezione. Tutto ciò è possibile solo se si possiede un cervello con alte capacità di elaborazione e di sintesi: in pratica, ciò che a grandi linee potremmo definire un “cervello intelligente”, anche se meno complesso di quello dei vertebrati.

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Sistema circolatorio chiuso
L’evoluzione non agisce mai su un solo fronte. Con questo vogliamo dire che, nel caso del polpo, se il suo cervello si è evoluto fino a raggiungere i livelli ai quali abbiamo accennato, anche il resto del suo organismo non è da meno. Ci riferiamo in particolare al sistema circolatorio.

Nel regno animale esistono due tipi di sistemi circolatori: il sistema aperto e il sistema chiuso. Il primo, tipico degli artropodi (insetti, crostacei, ragni) e della maggior parte dei molluschi (a eccezione dei cefalopodi), consiste in una cavità, l’emocele, in cui sono presenti gli organi vitali dell’animale, dove il sangue fluisce e rifluisce con continuità, bagnando i tessuti e attuando, così, gli scambi gassosi. Nel sistema circolatorio chiuso, invece, ci sono i vasi sanguigni e il sangue va a irrorare i tessuti attraverso una serie di capillari. Poiché questa irrorazione avviene sotto pressione, gli scambi gassosi sono più forti ed efficaci.

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Potremmo sintetizzare per punti le differenze tra sistema circolatorio aperto e chiuso.
Nel sistema circolatorio aperto il sangue raggiunge basse pressioni, la sua distribuzione è poco regolata e il ritorno venoso è lento.
Nel sistema circolatorio chiuso, invece, la pressione del sangue raggiunge alti livelli grazie alla resistenza dei vasi e alle loro pareti elastiche, c’è una migliore regolazione della distribuzione agli organi e il ritorno venoso è rapido. Tutto ciò comporta che mentre nel sistema circolatorio aperto gli scambi gassosi sono lenti e di modesta entità, nel sistema circolatorio chiuso essi sono veloci e di importante entità.

Mentre la maggior parte dei molluschi (bivalvi, gasteropodi, scafopodi, opistobranchi ecc.) presenta un sistema circolatorio aperto, il polpo, come gli altri cefalopodi (calamaro, totano, seppia), è avvantaggiato da un sistema circolatorio chiuso, al pari di quello dei vertebrati. Ma c’è di più, il sistema circolatorio del polpo si avvale di ben tre cuori: il cuore sistemico e due cuori “ausiliari”, detti cuori branchiali, con la funzione di pompare il sangue a pressione sulle branchie per ottimizzare gli scambi gassosi. La coordinazione dei tre cuori è affidata ad un ganglio neurale.

Un particolare che, in un certo senso, avvicina i cefalopodi ai vertebrati, è la presenza di vene coronarie, che hanno il compito di raccogliere il sangue dopo che questo dall’interno del cuore è passato nella rete di capillari presenti nel tessuto cardiaco. Mentre, dunque, il tessuto del cuore di altri invertebrati non ha vasi irroranti, il muscolo cardiaco del polpo presenta una rete di capillari.

I cromatofori
I colori che il polpo è in grado di assumere, mutare, sfumare, addensare ed elaborare in mille modi sono una interessante materia di studio.
Tutti abbiamo visto “scomparire” un polpo perché in un attimo è riuscito a mimetizzarsi in maniera perfetta sulla fetta di substrato sul quale era attaccato, così come molti avranno notato come i suoi colori si scuriscano nel momento in cui aggredisce una preda oppure si confronta con un aggressore (colori di guerra, colori di fuga, “colori d’amore” nel momento dell’atto sessuale, addirittura colori tipici del momento in cui uccide la preda ecc.). Ma, al di là dei colori in sé, che cosa c’è alla base di questa elasticissima e immediata capacità di trasformazione cromatica? In pratica, quali sono e come funzionano “gli organi del colore” del polpo?

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La pelle dei cefalopodi è cosparsa di una miriade di minuscoli organi, detti cromatociti o cromatofori, contenenti dei pigmenti. Una corona di muscoli è presente intorno a ogni cromatoforo e, a seconda se i muscoli si contraggono o si dilatano, estendono o concentrano il colore, colorando superfici più grandi o più piccole. Ovviamente, i cromatofori vengono sollecitati da impulsi nervosi e poiché cromatofori contenenti differenti tipi di pigmenti sono regolati da nervi diversi, le variazioni di colore che possono essere ottenute sono ben precise e in numero grandissimo.

Cinque classi di pigmenti
Abbiamo detto che nei cromatori – organelli atti al mimetismo che non solo i cefalopodi posseggono, ma anche altri animali, come pesci e uccelli – ci sono dei pigmenti. Essi si dividono in cinque classi: le melanine, gli ommocromi, i carotenidi, le purine e le pteridine.

Le melanine hanno un’escursione di colori dal bruno al nero e i cromatofori che le contengono si definiscono melanociti; gli ommocromi, che variano dal bruno, al rosso, al giallo, sono presenti un po’ in tutti i cromatofori; i carotenidi comprendono i caroteni (di colore giallo fino al rosso arancio) e le xantofille (di colore giallo); le purine conferiscono colori dal bianco giallino all’argento. Una di queste è la guanina, che, insieme con un altri pigmenti, è presente in cristalli in cromatofori detti iridofori; infine, la quinta classe di pigmenti, le pteridine, dà colori che vanno dal bianco giallastro all’arancio e al rosso.

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Due metodi di trasformazione
Da una lunga e attenta osservazione dei cefalopodi e del polpo in particolare, che costituisce una delle mie materie di studio preferite, posso dire che quando un polpo decide di mimetizzarsi, ovvero di adeguare non solo i suoi colori, ma anche la conformazione del suo tegumento a quello dell’ambiente immediatamente circostante, può farlo in due modi diversi: gradualmente o repentinamente.
La trasformazione graduale si può osservare quando il polpo, lentamente, si addentra in una “foresta” di idroidi: allora vedrete che, mano a mano che procede, la sua pelle si arricchisce di peduncoli che riproducono la forma degli idroidi e, nel contempo, c’è un perfetto adeguamento del colore.
Molto più sorprendente, invece, è osservare un polpo che, vistosi scoperto, in un centesimo di secondo adegua forma e colore all’ambiente, assumendo un’assoluta immobilità: il polpo praticamente è scomparso, come se avesse premuto un interruttore in grado di azionare un complicato meccanismo nella frazione di un attimo e anche questo ci conferma l’alto livello di efficienza del cervello del signore della scogliera.

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[Cephalapoda (1) – Continua]

Dott. Adriano Madonna, Biologo Marino, ECLab Laboratorio di Endocrinologia Comparata, Università degli Studi di Napoli “Federico II”

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