Il polpo è un maestro del camuffamento, capace di alterare il colore e la texture della sua pelle in pochissimi secondi per fondersi perfettamente con l’ambiente circostante.
Ma come fa?
- Cromatofori: Sono speciali cellule contenute nella pelle del polpo, piene di pigmenti colorati. Quando il polpo riceve un segnale nervoso, i muscoli attaccati ai cromatofori si contraggono, espandendo o contraendo le sacche di pigmento e modificando così il colore della pelle.
- Leucofori e iridofori: Oltre ai cromatofori, il polpo possiede altri tipi di cellule che riflettono la luce in modo diverso, contribuendo a creare una vasta gamma di colori e texture.
- Vista acuta: Il polpo ha una vista eccezionale e può percepire anche lievi variazioni di colore e luminosità nell’ambiente. Questo gli permette di adattare il suo camuffamento in modo estremamente preciso.
L’oceano può essere un posto pericoloso, ed essere un pezzo di muscolo delizioso e nutriente non è l’ideale, dato che abbondano così tanti predatori capaci. I cefalopodi coleoidi, un gruppo che include polpi, seppie e calamari, subiscono la pressione selettiva della predazione da parte di anguille, squali nutrice e moltissimi pesci. Tuttavia, sulla base di risultati molecolari, i cefalopodi coleoidi sono presenti sin dal primo periodo Devoniano, divergendo dal loro antenato oltre 400 milioni di anni fa (Bergmann et al ., 2006). La sopravvivenza potrebbe essere senza speranza per i cefalopodi coleoidi dal corpo morbido se non fosse per il mimetismo. Oltre a nascondersi in fessure e piccoli buchi in cui questi molluschi dal corpo molle si inseriscono facilmente (Sheel & Bisson, 2012), molti cefalopodi si affidano a tessuti sofisticati (i cromatofori, gli iridofori, i leucofori e le papille) per mimetizzarsi con l’ambiente circostante e interrompere i contorni del corpo, rendendoli molto più difficili da individuare a vista. Molti coleoidi condividono questi tessuti e organi, ma i polpi comuni e imitatori (rispettivamente Octopus vulgaris e Thaumoctopus mimicus) hanno ricevuto molta attenzione nei media popolari nell’ultimo decennio. Di seguito alcuni filmati che documentano le straordinarie capacità mimetiche dell’octopus vulgaris:
Cosa sono i cromatofori?
I cromatofori sono organi presenti nella pelle di molti cefalopodi, come calamari, seppie e polpi, che contengono sacche di pigmento che diventano più visibili quando piccoli muscoli radiali tirano la sacca aprendola, facendo espandere il pigmento sotto la pelle. L’attività elettrica all’interno di un nervo cromatoforo (Fig. 2, G) fa sì che le fibre muscolari radiali del cromatoforo (Fig. 2, D) tirino verso l’esterno, verso il perimetro del cromatoforo, espandendo la sacca centrale del pigmento (Fig. 2, A). I primi lavori morfologici e fisiologici di Florey (1969) hanno mostrato che i muscoli radiali allargano la sacca del pigmento con l’aumentare della frequenza dell’attività elettrica del nervo. Si pensa che i muscoli radiali siano collegati tra loro da giunzioni comunicanti (Florey, 1969) in modo da “dilatare” il cromatoforo in modo simmetrico. Si ritiene che le proprietà elastomeriche della membrana attorno ai granuli di pigmento, il sacculo citoelastico (Fig. 2, C), siano responsabili della contrazione del cromatoforo dopo la sua apertura (Florey, 1969). I cromatofori possono essere aperti rapidamente perché sono controllati neuralmente: calamari, seppie e polpi possono cambiare colore in millisecondi (Hanlon, 2007).
Cosa sono gli iridofori e come agiscono nel mimetismo dei cefalopodi?
Il camuffamento mediante cromatofori è particolarmente impressionante perché i pigmenti dei cromatofori sono in genere solo rossi, gialli o marroni (Hanlon et al ., 2011). Tuttavia, ci sono certamente altri colori che devono essere imitati ma che non possono essere ottenuti combinando “pixel” di soli quei tre. Tuttavia, questi tre colori sono particolarmente utili alle profondità in cui vivono molti cefalopodi mimetizzati (Bush et al ., 2009). Altri colori sono ottenibili utilizzando un secondo strato di strutture nella pelle dei cefalopodi chiamate iridofori (Cooper & Hanlon, 1986). Gli iridofori sono pile di cellule molto sottili in grado di riflettere la luce a diverse lunghezze d’onda (Cloney & Brocco, 1983) e possibilmente diverse polarità (Mathger & Hanlon, 2007). È interessante notare che il colore riflesso da un iridoforo dipende dall’angolazione da cui vengono osservati (Mathger & Hanlon, 2007). Quando osservati dall’alto, gli iridofori possono apparire blu, ma quando osservati da un’angolazione più obliqua, sembrano riflettere la luce rossa. Combinando la riflessione degli iridofori con la corretta disposizione dei cromatofori, il cefalopode può creare una copia molto convincente delle condizioni circostanti. A differenza dei cromatofori, rimane dubbio che gli iridofori siano controllati direttamente da input neurali perché rispondono molto più lentamente (circa diversi secondi o minuti) e quindi possono essere controllati da neurormoni , un segnale diffusibile o un debole accoppiamento elettrico con un intermediario non identificato.
Come fa la pelle bitorzoluta a nascondere un cefalopode? Il business delle papille.
Le papille sono sezioni della pelle che possono essere deformate per cambiare consistenza e possono funzionare tramite un meccanismo idrostatico (Allen et al ., 2009). Non solo è importante abbinare la consistenza di un substrato per la fusione visiva, ma avere una consistenza sulla pelle rende il display del cefalopode meno identificabile. Molti predatori vertebrati trovano le loro prede cercando bordi visivi e interruzioni sullo sfondo (Burr et al ., 1989). Sebbene possa essere un po’ controintuitivo, i cefalopodi sembrano usare segnali visivi e non segnali tattili per determinare come le papille dovrebbero essere espresse (Allen et al ., 2009). Per valutare questo, i ricercatori hanno posizionato le seppie in una vasca con un motivo liscio senza forte contrasto, un motivo leggermente contrastante o un motivo fortemente contrastante e hanno manipolato la consistenza del substrato. Ogni motivo è stato presentato scoperto o coperto da vetro per fornire solo informazioni visive ma nessuna informazione tattile (Allen et al ., 2009). L’espressione delle papille non cambiava quando le informazioni tattili venivano variate, il che significa che la seppia studiata stava probabilmente usando segnali visivi.
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Riepilogo:
Il camuffamento dei cefalopodi è tra i più dinamici nel regno animale, aiutando la loro stirpe di parenti dal corpo molle e altrimenti vulnerabili a sopravvivere per centinaia di milioni di anni. Mentre i singoli componenti del sistema di camuffamento sono stati ampiamente studiati e sono relativamente ben compresi, il modo in cui i cefalopodi scelgono quali modelli di camuffamento esprimere in diverse circostanze è ancora piuttosto misterioso. I diversi meccanismi di controllo per cromatofori, iridofori, leucofori e papille richiedono ai cefalopodi di integrare diversi tipi di informazioni visive in un modello coerente e corrispondente. Il modo in cui i loro cervelli elaborano le informazioni visive dai loro occhi e forse anche dalla loro pelle, quindi inviano i comandi corretti ai loro tessuti di camuffamento, è qualcosa che non comprendiamo ancora. Conoscere di più sui trucchi furtivi della pelle dei cefalopodi può aiutarci a capire di più sul loro comportamento ed evoluzione e potrebbe anche essere utile per sviluppare i nostri materiali di camuffamento in futuro. Forse un giorno i soldati della nostra nazione indosseranno abiti mimetici che si abbinano al loro ambiente e attenuano le linee di contorno ad alto contrasto con la stessa rapidità e con la stessa efficacia della pelle dei cefalopodi.
Fonti:
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