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livello elementare.
ARGOMENTO: BIOLOGIA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: DIDATTICA
parole chiave: movimento animale, etologia
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I movimenti di alcuni gruppi di animali possono sembrare una coreografia di danza. Tutti abbiamo assistito alle evoluzioni in volo di determinate specie di uccelli, agli sciami degli insetti e, in acqua, ai branchi di pesci che sembrano muoversi come un unico corpo nel volume d’acqua. Sul terreno la sincronizzazione del movimento dei branchi di zebre, bufali e dei greggi di animali domestici come le pecore è altresì affascinante. Comportamenti che vengono definiti “collettivi”, interessando la vita sociale degli individui che si riuniscono compiendo movimenti coordinati anche molto complessi.
I branchi di bovini al minimo pericolo si lanciano in una corsa sfrenata, mantenendo tra loro le distanze – photo credit Guido Alberto Rossi
Foto Fine art | Foto veduta aerea | Foto geografiche | GUIDO ALBERTO ROSSI
Il motivo alla base di questo fenomeno è essenzialmente quello della sopravvivenza:. Partiamo dal cielo, un contesto difficile dove possono esistere predatori, correnti d’aria, ostacoli, fonti di cibo. La natura ha disegnato un comportamento perfettamente razionale per agire in questo contesto in quanto gli uccelli, riunendosi in uno stormo, hanno maggiori probabilità di sopravvivenza piuttosto che agendo singolarmente. Va compreso che il comportamento complessivo nasce dalla somma dei comportamenti dei singoli, senza un preventivo accordo o un leader riconosciuto che possa guidare lo stormo. Ogni uccello segue semplici regole: vola nella stessa direzione dei suoi vicini, stando attento a non urtarli, e non ha nessuna cognizione della struttura globale del gruppo.
Migliaia di uccelli disegnano forme sempre nuove danzando all’unisono- photo credit Guido Alberto Rossi
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stormo di uccelli – photo credit Guido Alberto Rossi
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In realtà gli uccelli, non avendo dei leader gerarchici – sono tutti uguali – assumono ruoli diversi: quelli all’esterno del gruppo percepiscono i cambiamenti del contesto e imprimono il movimento, mentre quelli in mezzo al gruppo seguono pedissequamente gli altri. Di fatto un uccello, che non reagisce ai cambiamenti di direzione rischia di restare al di fuori dello stormo e diventa più vulnerabile ai pericoli esterni. Curiosamente i piloti degli aerei, quando volano in formazione, applicano lo stesso principio, mantenendosi sempre in una determinata posizione rispetto al loro riferimento.
Anche in mare succede qualcosa di analogo. Guardare i movimenti dei banchi di pesci è uno degli spettacoli più affascinanti del mondo naturale. Il formarsi di un banco di pesci parte innanzi tutto da una loro risposta a potenti stimoli esterni come la presenza di cibo o una sorgente luminosa che li attrae, stimoli capaci di farli confluire tutti insieme in quella direzione. Ma non solo, si tratta anche di un efficace e astuto meccanismo di difesa nei confronti dei predatori. Tutti insieme riescono ad avvertirne la presenza molto meglio che singolarmente, e possono fare in modo di confondere e disorientare il predatore, improvvisando un’apertura del gruppo a ventaglio o a fontana per poi richiudersi immediatamente alle sue spalle, o per fuggire disperdendosi in varie direzioni. Di fatto il muoversi tutti ordinatamente in parallelo tra loro come se fossero un singolo organismo, sincronizzando cambiamenti di direzione e di velocità e mantenendo sempre una distanza fissa l’uno dall’altro, li rende meno individuabili singolarmente e permette di ingannare l’attaccante che in mezzo ad un così grande gruppo non sa chi colpire. Spettacolari sono gli attacchi dei tonni ai branchi di sardine che riunendosi e separandosi fra di loro creano complicate geometrie.
Attacco di Tonni (Thunnus thynnus) in un branco di acciughe (Engraulis encrasicolus) – Monterosso, Liguria, Italy – photo credit Davide Lopresti – foto premiata al 2019 UM Rosenstiel School Underwater Photo Contest
La regola con cui questi pesci interagiscono tra loro si è rivelata incredibilmente semplice ma efficace. Ogni pesce cerca di star dietro al pesce che ha davanti, ma rallenta quando si avvicina troppo, adattandosi a ciò che fa il proprio vicino e si relaziona solo con quello. Attraverso queste semplici regole, i banchi di pesci si muovono sempre in modo coordinato attraverso una combinazione di contatto visivo sfruttando la loro linea laterale.
triglie, notare la linea laterale – photo credit andrea mucedola
In particolare, i pesci che nuotano in un banco, non si scontrano tra loro perché possono rispondere ai più piccoli movimenti degli altri pesci proprio grazie alle “linee laterali”, un sistema sensoriale caratteristico dei pesci composto da una serie di organi ricettori disposti lungo i fianchi dell’animale, identificabile visivamente da una riga che parte dalla testa e raggiunge la coda. Questi recettori, chiamati neuromasti, sono costituiti da un gruppo di cellule ciliate ricoperte da una “cupola” gelatinosa collocate all’interno di una scanalatura sul fianco facilmente visibile; in alcuni casi, non sono esposte e comunicano con l’esterno attraverso dei pori. Nonostante questi straordinari sensori qualche collisione è in alcuni casi inevitabile, ma i vantaggi forniti dalla permanenza all’interno del gruppo sono maggiori.
Il sistema di meccano-ricezione della linea laterale nei pesci è estremamente sofisticato e funziona anche se la massa dei segnali di movimento generati dai muscoli del pesce supera di gran lunga i piccoli segnali di interesse. I comandi dal cervello alla linea laterale tramite nervi efferenti trasmettono gli ordini ai muscoli natatori, sopprimendo il “rumore” dei movimenti natatori per rivelare anche piccoli segnali dall’ambiente, come quelli delle prede – Autore Ian Alexander Lateral line circuits.svg – Wikimedia Commons
In pratica il branco, anche se costituito da migliaia di individui, si comporta come un unico organismo e può adottare forme diverse a seconda della funzione che deve svolgere. Come gli uccelli, li vediamo danzare all’unisono prendendo una forma a cuneo, favorita dal piano idrodinamico che gli consente di risparmiare energia creando mulinelli e vortici, il vero motivo per risparmiare energia.
l’incredibile movimento di un branco di pesci – Photo credit Christian Vizl Mc Gregor
Quando il pesce in testa al gruppo crea un vortice muovendo la coda, quello dietro può approfittarne per farsi trasportare, riducendo così la quantità di energia che deve spendere per spostarsi (tecnica che si chiama vortex phase matching). Alcune specie come sardine, acciughe, aringhe e tonni si radunano in banco durante i periodi riproduttivi per far sì che i gameti rilasciati in acqua abbiano più possibilità di incontrarsi. Ma le loro danze sono spesso legate anche alla loro sopravvivenza per sfuggire ai predatori, che non mancano mai. In ogni caso lo spettacolo è assicurato.
Vincenzo Popio
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Laureato in Scienze Marine presso l’Università di Pisa con un Ph. D. in Maritime Science e Master in “Environmental science and sea pollution research” presso la Pacific Western University di Los Angeles, California, il dottor Popio ha trascorso oltre 32 anni di servizio attivo nella Marina Militare. Ha ricoperto incarichi di Comando a bordo delle unità navali, come Direttore agli Studi presso Istituti di Formazione militare e come rappresentante della Marina presso l’Ufficio del Sottocapo di Stato Maggiore della Difesa. Lasciato il servizio attivo, il dr. Popio, ha continuato, in campo civile, a fornire il proprio contributo per la salvaguardia dell’ambiente marino e di tutte le sue specie, collaborando in diversi progetti riguardanti l’ambiente, con le Università di Bari, Lecce, Napoli e con l’Istituto per l’Ambiente Marino Costiero-CNR di Taranto. Numerosi sono gli articoli pubblicati sulla stampa locale sull’inquinamento (aria, mare, suolo) a Taranto, dovuto alla presenza delle industrie pesanti. Uno studio particolare è stato effettuato sul Mar Piccolo e il Mar Grande di Taranto.