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Il nuoto negli animali marini

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di Adriano Madonna

branco di saraghi 

Il nuoto nei pesci

Nei pesci si osserva un ampio apparato muscolare preposto al nuoto. I muscoli sono formati da fibre muscolari rosse e fibre muscolari bianche: le fibre rosse decorrono lungo i lati del corpo e sono attive durante il nuoto a qualunque velocità. Ad esempio, i tonni, le ricciole, le lampughe e tutti quei pesci che nuotano a lungo, come i pesci migratori, hanno muscoli ricchi di fibre rosse, che, con la loro attività, producono calore e questo si diffonde a tutto il corpo. Le fibre muscolari bianche, invece, sono fatte per scatti improvvisi, per tratti di nuoto veloce, come quando una ricciola deve piombare su un cefalo per fagocitarlo.

ricciole

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tonni

Per dirla con un’espressione nota, le fibre bianche servono in particolare per “l’accelerazione e la ripresa”.

Se avremo l’accortezza di togliere con delicatezza la pelle a un pesce lesso, noteremo, lungo i fianchi, le fibre bianche e le fibre rosse: queste ultime, di colore scuro, hanno la forma di una “M”.

Parlando del nuoto, possiamo asserire che quanto più un pesce è rigido, tanto più è efficiente nel nuoto. Di contro, Conger conger (il grongo), che è un pesce “morbido”, è lento nel nuoto, poiché il suo corpo ha un andamento ondulante che oppone resistenza all’acqua.

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Invece, una spigola, un muggine e, ancora meglio, un tonno, una ricciola, un pesce spada, sono caratterizzati da un corpo molto più rigido, che consente alle onde di contrazione muscolare di trasmettersi lungo il corpo fino alla pinna caudale, muovendola con grande efficienza e generando una forte propulsione con alti spunti di accelerazione.

I pesci più veloci e anche i più instancabili sono il tonno e il pesce spada.

pesce_spada

L’organo propulsore è la pinna caudale, che può essere di diverse forme: omocerca (in quasi tutti i pesci teleostei), proterocerca (in particolare negli anguilliformi) ed eterocerca (nei selaci e, tra gli osteitti, solo negli acipenseridi).

La pinna caudale omocerca presenta due lobi uguali e simmetrici rispetto all’asse longitudinale.

La pinna proterocerca è una pinna unica, che segue il bordo del corpo del pesce dalla zona dorsale fino all’apertura anale.

La pinna eterocerca presenta il lobo superiore più lungo di quello inferiore (in Alopias vulpes, noto volgarmente come squalo volpe, il lobo superiore della caudale è lunghissimo: quasi la metà della lunghezza totale del corpo).

E’ interessante notare che la pinna eterocerca comporta una tendenza del pesce a nuotare a testa in su, con la necessità di una continua correzione.

SCHELETROOSSEO

Anche per quanto riguarda i pesci, l’efficienza del nuoto raggiunge l’optimum in presenza di un assetto idrostatico ad hoc. Nella maggior parte delle specie ittiche lo scopo si raggiunge grazie alla vescica natatoria, ma ci sono pesci che non ne sono dotati, come molte specie bentoniche (gli scorpenidi, i pleuronettiformi o botidi ecc). In queste specie il nuoto è meno efficace, ma si tratta di specie stanziali, che non hanno bisogno di nuotare a lungo: non sono, infatti, pesci migratori, né si affidano alla fuga per sottrarsi al pericolo, avendo elaborato altri sistemi difensivi, come il mimetismo (sogliola, rombo ecc) oppure l’inoculazione di ittiotossine letali (tracina, scorfano, pesce pietra, pesce scorpione ecc).

rombo

scorfano nero

Vi sono, però, anche pesci che percorrono lunghe distanze e che sono privi di vescica natatoria, come gli squali, ma in questi casi la vescica natatoria è sostituita da un grande fegato bilobato, di peso contenuto e di grande volume, che riesce a conferire allo squalo un assetto più o meno ottimale. In più, proprio nello squalo si osserrvano due grandi pinne laterali con funzioni stabilizzanti.

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Il nuoto nei molluschi

Un sistema di locomozione con un effetto continuo di progressione che possa essere definito come nuoto, nell’ambito del philum dei molluschi è osservabile nei cefalopodi. Ad esempio, il polpo, nel momento in cui ha necessità di spostarsi in maniera veloce, abbandona il suo abituale sistema di locomozione deambulando sui tentacoli, si solleva dal fondo e procede espellendo acqua a pressione dall’imbuto. Vi sono muscoli preposti all’aspirazione dell’acqua e altri che, contraendosi, creano la pressione nel mantello, mentre altri ancora sigillano i margini del mantello in modo che l’acqua possa essere espulsa solo attraverso l’imbuto. Quest’ultimo può essere orientato in diverse direzioni, per dare modo all’animale di procedere in avanti o all’indietro.

polpo che cammina

Sembra che Loligo vulgaris (il calamaro) e Todarodes sagittatus (il totano) siano in grado di raggiungere la velocità di oltre 40 km orari, certamente la più alta nell’ambito degli invertebrati. In questi cefalopodi il nuoto viene facilitato dalle pinne laterali, che hanno una funzione stabilizzante, al pari delle ali di un aeroplano.

Bioluminescent Cock-eye Squid  (Histioteuthis heteropsis)

totano

E’ interessante considerare il fatto che un sistema di nuoto, qualunque esso sia, diventa ottimale nel momento in cui viene coadiuvato da un assetto idrostatico ad hoc: un animale con assetto idrostatico neutro, cioè in equilibrio di spinte (positiva e negativa), sfrutta l’energia motoria solo per la progressione e non per correggere, magari, un assetto negativo.

Si intuisce che nei molluschi cefalopodi la spiccata capacità di variare il volume corporeo offre la possibilità di raggiungere un assetto idrostatico ad hoc in ogni situazione. In particolare nel polpo, questa caratteristica è evidentissima: polpi di un chilogrammo di peso, infatti, possono gonfiarsi fino alle dimensioni di un pallone da calcio, così come possono diventare talmente sottili da penetrare in un pertugio della grandezza di una moneta da 2 euro.

Nella seppia, invece, l’assetto idrostatico ottimale viene raggiunto grazie anche all’osso di seppia, che, oltre a essere il residuo di una conchiglia ancestrale, è un vero organo funzionale: leggerissimo ma di consistente volume, infatti, in virtù del Principio di Archimede offre una decisa spinta di galleggiamento, che può essere affinata e corretta con leggere variazioni di dimensioni del mantello.

Seppia

Un sistema di nuoto decisamente meno efficace lo troviamo nei molluschi opistobranchi del genere Aplysia: Aplysia sp., infatti, comunemente nota come lepre di mare, nuota grazie ai parapodi, due pinne laterali molto ampie che usa come due ali subacquee, muovendole dall’alto verso il basso. Gli effetti sono scarsi: la lepre di mare, infatti, non riesce a fronteggiare una corrente sostenuta né riesce a tenere il controllo nella turbolenza d’acqua dell’onda che frange in bassofondo.

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In alcuni lamellibranchi si osservano sistemi di progressione a reazione, come nel Pecten jacobaeus, in cui una veloce chiusura delle valve espelle con forza l’acqua dalla cavità della conghiglia, generando un effetto idrogetto che riesce a far compiere al mollusco dei salti di discreta lunghezza.

pecten jacobaeus

Il nuoto nei crostacei

Nell’ambito del philum dei crostacei, un tipo di locomozione che possiamo definire nuoto lo troviamo in particolare nei crostacei macruri (caratterizzati dal carapace segmentato), come i gamberi, le aragoste, gli astici, le cannocchie etc.

aragosta

Astice

In questi crostacei, il nuoto sortisce una progressione all’indietro: infatti l’animale nuota mediante una contrazione del carapace, che, mediante gli uropodi (le appendici pinniformi) della coda a ventaglio, spinge l’acqua in direzione del capo.

Questo è un sistema di nuoto atto a generare una progressione veloce, come quando un gambero o un’aragosta devono darsi alla fuga, ma molti crostacei possono contare anche in una forma di nuoto più “tranquilla”, quindi meno veloce, muovendosi mediante appendici addominali biramose dette pleopodi.

Un’ovvia considerazione è la seguente: come abbiamo osservato, i crostacei in “nuoto veloce” progrediscono all’indietro e, se non avessero occhi peduncolati in grado di assicurare un angolo visivo di 360°, non riuscirebbero a vedere dove si dirigono. Invece, si osservano aragoste che, per sfuggire a un polpo o a un pescatore subacqueo, schizzano all’indietro e si infilano con precisione in pertugi nella roccia che a malapena riescono a contenerle.

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

 

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