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martedì 24 aprile 2012

Le straordinarie capacità difensive delle missine e la loro gelatina.

Lo devo ammettere, adoro le missine!
Da quando ho cominciato ad occuparmene seriamente sto scoprende tutto un mondo che non avrei mai pensato di poter trovare così incredibilmente interessante.
Non solo le missine sono animali oscuri e misteriori, di cui si sa ancora molto poco sia nel campo della paleontologia che della genetica, ma riservano anche sorprese meravigliose ogni volta che si riesce a catturarle e ad osservarle. 
La loro anatomia così bizzarra, il loro comportamento a volte schivo a volte esuberante (ricordatevi del caso di predazione che abbiamo visto qui), non possono che non creare un profondo interesse e una forte volontà di conoscienza.
Almeno, questo è quello che accade in me.

Oggi vorrei parlarvi di un nuovo esaltante capitolo delle conoscienze che piano piano la comunità scientifica sta acquisendo per quanto riguarda la biologia e il comportamento delle missine.
In un post precedente, lo stesso citato sopra, avevo parlato delle nuove scoperte sulle abilità predatorie di questi animali, ritenuti fino a quel momento capaci solo di nutrirsi di carcasse o di piccoli invertebrati.
Avevamo visto come l'atto predatorio fosse attuato grazie alla sinergia tra il peculiare apparato boccale circolare delle missine e la loro capacità di secernere una particolare sostanza viscosa, una sorta di gelatina, che intrappolava e soffocava l'animale fino alla morte.

La sostanza gelatinosa (slime in inglese) prodotta dalle missine, ha sempre costituito argomento di grande interesse tra i biologi, che si interrogavano su quale potesse essere la sua funzione.
Abbiamo visto come essa possa essere utilizzata appunto per predare. 
Inoltre si conosce come essa sia utilizzata per "sgusciare via" quando si tenta di tenere in mano questi animali (e che quindi è utilizzata dalle missine per liberarsi quando si trovano ad esempio incastrate in anfratti o in cavità nel substrano), e infine che essa costituisca un potente ed efficace mezzo difensivo contro la predazione da parte di altri pesci.


              Un esemplare di "cernia americana" Polyprion americanus nell'atto di catturare un esemplare della missina Epatretus sp.          Immagine presa dalla figura 2 di Zintzen et al., 2011

Le missine posseggono all'incirca da 90 a 200 pori connessi con un'enorme batteria di ghiandole della gelatina. Essi sono posti lungo tutta la lunghezza della missina, sia a destra che a sinistra. 
Se la missina viene stressata o infastidita, dai suoi pori (anche solo da una zona, a seconda di dove avviene il contatto) viene rilasciata una grande quantità di questa densa sostanza formata da proteine e muco (Fudge et al., 2005). 
Questa speciale gelatina (o bava, chiamatela come volete) ha la capacità di diventare molto fluida a contatto con l'acqua salata, tale da espandersi molto rapidamente.

Come fanno le missine ad utilizzare la loro gelatina? 
Perche questa sostanza dovrebbe far indugiare i predatori nell'attaccare le missine?

In passato si era già ipotizzato che essa potesse essere pericolosa per i predatori perchè il contatto con questa gelatina e la sua espansione all'interno della bocca poteva causare problemi respiratori (Lim et al., 2006).
Tant'è che era già stato osservato come le missine stesse, se lasciate nella loro stessa sostanza secreta, morivano praticamente soffocate (Martini, 1998).

 La natura schiva e il loro luogo di vita non facilmente accessibile, rendeva tutte queste ipotesi difficili da testare e osservare in natura. 
Tuttavia, grazie ad un recente studio (Zintzen et al., 2011), si è potuto osservare in diretta cosa succede quando uno (sventurato) predatore tenta di catturare una (ben difesa, nonostante le apparenze) missina.

Grazie a telecamere capaci di registrare parecchie ore continue di filmato anche a grandi profondità (in questo studio, tra i 97 e i 1162 metri) è stato possibile osservare le missine nel loro ambiente naturale. Oltre a quanto osservato riguardo alla loro attività predatoria (come discusso qui), si è potuto assistere a vari casi di attacchi di pesci alle missine, come quello mostrato nell'immagine sopra.

Cosa succede quando un predatore tenta di catturare una missina?

Nel momento esatto in cui il predatore viene in contatto con il corpo della missina (quindi, afferrandolo o tentando di inghiottirlo, come fanno le cernie), essa rilascia dai suoi pori una quantità anche molto abbondante di gelatina (solo quando avvine il contatto, mentre dai filmati sembra che nulla avvenga durante l'avvicinamento). 
Il rilascio avviene con una velocità sorprendente (meno di 0,4 secondi) tanto che in pochi attimi il predatore si ritrova con la bocca piena di questa gelatina.
L'espandersi della sostanza gelatinosa all'interno della cavità orale del predatore crea seri problemi alla sua respirazione, dato che essa viene a intasare anche le aperture branchiali e a rendere difficile il flusso d'acqua necessario agli scambi gassosi.
Come si vede dalle immagini pubblicate in Zintzen et al., la reazione del predatore è immediata e consiste nel mollare definitavemente la preda e muovere in modo convulsivo la bocca e la zona branchiale, in modo da liberarsi della gelatina e tornare a respirare in modo sufficiente.
Ovviamente, dato lo shock causato da questa reazione improvvisa della preda, il predatore si allontana con molta rapidità, rinunciando più che volentieri a questo pasto.

Su 14 riprese di attacchi da parte di pesci (squali del genere Daltias, Squalus e altri, cernie americane, pesci scorpione, anguille e altri)... nessuno è andato a buon fine.

Un'esemplare di Dalatias (figura a, b e c) e uno di Polyprion (d,e e f) tentano di catturare un esemplare di Epatretus. Entrambi gli attacchi falliscono miseramente. Notare come dopo aver rilasciato la preda, entrambi i predatori aprono il più possibile la bocca per tentare di far uscire la sostanza gelatinosa da essa e dalle branchie. Da Zintzen et al., 2011

 
E la missina?
Queste riprese e alcuni studi (Lim et al., 2006, per esempio) hanno dimostrato come le missine siano in grando di produrre una tale quantità di sostanza gelatinosa (addirittura, possono "spruzzare" gelatina ad una distanza di 10 - 17 centimentri con una velocità di 0,18 metri al secondo!) da creare una bariera protettiva che le preservi dai danni causati dall'attacco. 
Insomma, la loro gelatina non solo gli consente di far scappare il predatore ma anche di non subire alcun danno!
Inoltre, è stato osservato come in presenza di un buon numero di missine intorno ad una carcassa, altri eventuali competitori siano fortemente tenuti alla larga dalla quantità di gelatina secreta dalle missine, che funge da deterrente.

Questo straordinario adattamento delle missine, unico nel suo genere, rende questi animali incredibilmente ben protetti e con pochi competitori, tale che negli ambienti in cui vivono esse sono presenti in grande abbondanza.
Come ho scritto in numerosi altri post dedicati ai cyclostomi e alle missine, forse la loro strana morfologia, la loro storia evolutiva così bizzarra ma al tempo stesso così apparentemente stabile nelle forme durante il tempo, potrebbe essere stata causata dai loro straordinari adattamenti, che rende questi animali quasi privi di pressioni selettive.

Come vedremo, ciò a mio avviso può forse essere collegato con la storia filogenetica dei cyclostomi.

Ma per tutto questo, alla prossima puntata!
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Bibliografia:

- Fudge, D. S., Levy, N., Chiu, S. & Gosline, J. M. 
Composition, morphology and mechanics of hagfish slime. J. Exp. Biol. 208 , 4613–4625 (2005) 
-  Lim, J., Fudge, D. S., Levy, N. & Gosline, J. M. 2006
Hagfish slime ecomechanics: testing the gill-clogging hypothesis. J. Exp. Biol. 209 , 702–710 
- Martini, F. H. 
Biology of Hagfishes (eds J. M. Jorgensen, J. P. Lomholt, R. E. Weber, & H. Malte) 57–77 (Chapman & Hall, 1998)
- Zintzen, V. et al. 2011
Hagfish predatory behaviour and slime defence mechanism. Sci. Rep. 1, 131


4 commenti:

Anonimo ha detto...

fighissime le sequenze di predazione e interessante il modo in cui "bombardano" di muco la bocca dei predatori!

Fisher ha detto...

Che schifezza! no, a parte gli scherzi, che cosa spettacolare. Ma allora praticamente le missine non hanno predatori, visto che la loro gelatina li protegge da tutti i pesci! Wow

MarcoCasti ha detto...

Bè in realtà il loro metodo funziona solo con i pesci. Sono stati trovati resti di missine all'interno dello stomaco di mammiferi marini e di grossi cefalopodi, come i polpi. Questi animali, non possedendo un apparato respiratorio come le branchie dei pesci, diciamo "a fessura", non hanno problemi con la gelatina delle missine. Certo non devono essere comunque molto buone da mangiare :-)

In ogni caso, anche considerando questi "predatori", molto sporadici e che comunque si nutrono di missine solo occasionalmente, esse hanno realmente ben pochi predatori effettivi. L'assenza di pressione selettiva predatoria forse è un fattore che può essere considerato nel spiegare come mai sono così tutte simili da milioni di anni.
Ma non voglio anticipare il prossimo post ;-)

Nicola Russo ha detto...

Ma che meraviglia! Peccato non aver mai visto una missina dal vivo, dev'essere uno spettacolo unico.

N.R.