Hogfish “scatta foto della propria pelle dall’interno”

Hogfish (Albert Kok)
Hogfish (Albert Kok)

La biologa statunitense Lori Schweikert stava osservando un pesce maiale catturato nelle Florida Keys quando notò che, anche se era morto, la sua pelle aveva il colore e il disegno del ponte della barca su cui giaceva.

Hogfish (Lachnolaimus maximus) sono una specie di labridi familiare ai subacquei della barriera corallina dell'Atlantico occidentale e dei Caraibi e, sebbene fosse nota la loro capacità di mimetizzarsi cambiando colore, continuare a farlo anche dopo la morte ha portato Schweikert a chiedersi se la pelle dei pesci potesse rilevare la luce in modo indipendente dei loro occhi e del cervello. 

Ha esplorato l'idea della "visione cutanea" come ricercatrice post-dottorato presso la Duke University e la Florida International University e, con il collega biologo Sönke Johnsen, ha pubblicato uno studio del 2018 studio dimostrando che i hogfish portano un gene per la proteina opsina sensibile alla luce attivata nella loro pelle – un gene opsina distinto da quelli presenti nei loro occhi. 

Ora l'ipotesi degli scienziati secondo cui la pelle sensibile alla luce aiuta i pesci porco e altri animali come i polpi a osservare l'ambiente circostante è stata superata da nuove scoperte che suggeriscono una possibilità più sorprendente: che i pesci la usino per vedere se stessi, per assicurarsi che il loro mimetismo sia appropriato. per l'ambiente circostante.

Come dice Schweikert: "Se non avessi uno specchio e non potessi piegare il collo, come faresti a sapere se sei vestito in modo appropriato?"

2 GIF che cambiano colore
Un pesce porco che cambia colore (Lori Schweikert)

Tipo di cella sconosciuto

Schweikert, ora assistente professore presso l' Università della Carolina del Nord Wilmingtone Johnsen hanno messo insieme un team che comprendeva scienziati del Florida Institute of Technology, della Florida International University e dell'Air Force Research Laboratory per esaminare la pelle di diverse parti del corpo di un hogfish.

Ogni cromatoforo (cellula della pelle) contiene granuli di pigmento rosso, giallo o nero che possono espandersi attraverso la cellula per scurirne il colore, o raggrupparsi in modo che la cellula diventi più trasparente.

avvicinamento
I granuli di pigmento nei cromatofori si aprono a ventaglio o si raggruppano per far apparire le cellule chiare o scure (Lori Schweikert et al)

Il team ha scoperto che le opsine di Hogfish non venivano prodotte nelle cellule della pelle. Invece hanno trovato un tipo di cellula precedentemente sconosciuta ricca di proteina opsina che si trova appena sotto i cromatofori.

La luce che colpisce la pelle deve passare attraverso i cromatofori pieni di pigmenti prima di raggiungere questo strato sensibile alla luce. Si stima che le molecole di opsina nella pelle del hogfish siano più sensibili alla luce blu, che i granuli di pigmento nei cromatofori erano meglio progettati per assorbire.

Le opsine sensibili alla luce sembrano catturare i cambiamenti di luce e filtrare attraverso le cellule piene di pigmento sopra mentre i granuli di pigmento si accumulano o si aprono a ventaglio.

Guardare il proprio cambiamento di colore

“Gli animali possono letteralmente prendere a foto della propria pelle dall’interno”, afferma Johnsen. "In un certo senso possono dire all'animale come appare la sua pelle, dal momento che non può chinarsi per guardare."

Gli occhi rilevano la luce ma formano anche immagini. "Non abbiamo alcuna prova che suggerisca che questo sia ciò che sta accadendo nella loro pelle", dice Schweikert, ma crede che i hogfish "sembrano osservare il proprio cambiamento di colore" per consentire loro di mettere a punto il proprio colore per adattarlo a ciò che vedono con i loro occhi.

Per le creature che cambiano colore per sfuggire ai predatori, cacciare, allontanare i rivali o conquistare compagni, tale capacità “potrebbe essere la vita o la morte”.

Il team ritiene che il proprio lavoro potrebbe aprire la strada a nuove tecniche di feedback sensoriale per dispositivi come arti robotici e auto a guida autonoma che devono ottimizzare le proprie prestazioni senza fare affidamento esclusivamente sulla vista o sui feed della telecamera. Loro studio è appena stato pubblicato in Nature Communications.

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