domenica 18 settembre 2011

Il sofisticato sonar del rossetto egiziano

Rousettus aegyptiacus
ResearchBlogging.orgIl rossetto egiziano (o pipistrello della frutta egiziano), il cui nome scientifico è Rousettus aegyptiacus, è una delle poche specie di Megachiroptera che utilizza l'ecolocalizzazione per cercare frutti tra gli alberi in Africa e in Asia. La caratteristica peculiare del "sonar" di questa specie, però, risiede nel fatto che l'emissione delle onde non si verifica attraverso le corde vocali nella laringe, bensì con schiocchi sequenziali della lingua. Questo, tuttavia, si sapeva già.
La vera novità di questo studio, pubblicato su PLoS Biology in questo mese di settembre 2011, risiede nel fatto che un gruppo di scienziati, coordinato dai neurobiologi Nachum Ulanovsky and Cynthia Moss, ha scoperto una cosa unica finora tra i chirotteri. Si era sempre pensato che i pipistrelli in grado di ecolocalizzazione non avessero una gran padronanza di questo potente strumento d'orientamento, quasi come se la capacità di modularlo fosse ridotta a zero. Da questo studio però si evince chiaramente come il rossetto egiziano riesca ad adattarsi alla complessità dell'ambiente in cui vive utilizzando 2 strategie: 
1) Innanzitutto, sanno modificare l'ampiezza, il raggio d'azione del loro sonar, proprio come noi uomini sappiamo modificare il nostro campo visivo in base al punto su cui focalizziamo l'attenzione;
2) In secondo luogo, sanno modificare l'intensità delle onde emesse
Il rossetto egiziano attua l'ecolocalizzazione emettendo 2 schiocchi successivi con la lingua per ispezionare una determinata area, direzionando un fascio d'onde da sinistra verso destra e l'altro da destra verso sinistra, in modo tale che la direzione media (in gergo matematico potrei dire la direzione di un'ideale bisettrice) individuata dalla parziale sovrapposizione dei fasci sia diretta verso l'oggetto del loro interesse.
Il meccanismo dell'ecolocalizzazione
In un primo set di esperimenti condotti in una stanza priva di ostacoli, avente come obiettivo la localizzazione di una sfera di plastica simile ad un mango variamente posizionata di volta in volta, il team di Ulanovsky ha osservato che l'ampiezza dell'angolo formato dai fasci aumentava bruscamente quanto più vicina era la sfera, in modo tale da ampliare il loro campo "visivo".
A questo punto, il gruppo di scienziati ha voluto mettere alla prova le capacità d'orientamento dei rossetti in situazioni di maggiore complessità, allestendo altri 2 set di esperimenti.
Il primo di questi 2 ha previsto la rimozione della sfera 56 volte. E' importante sottolineare che questi esperimenti sono stati compiuti alternando casualmente i casi di assenza di sfera con quelli in presenza di sfera, in modo da testare il comportamento dei pipistrelli in maniera imprevedibile. Nei casi in cui l'oggetto era stato rimosso, gli studiosi hanno osservato che l'ampiezza dell'angolo tra i fasci si riduce, in maniera simile all'angolo formato nella condizione sperimentale in presenza della sfera, prima che la fonte di cibo diventi significativamente vicina.
Il secondo di questi 2 ulteriori set invece è stato più complesso ed ha previsto l'installazione di ostacoli intorno alla sfera, tramite 2 reti tese tra 4 aste, creando così una strettoia utile per raggiungere la sfera. Anche in questo caso gli ostacoli e la sfera sono stati spostati varie volte in maniera casuale, per un totale di 54 esperimenti, variando anche l'inclinazione degli ostacoli rispetto alle pareti e l'ampiezza del varco. Gli studiosi si sono così messi il più possibile in condizioni di imprevedibilità, cercando di imitare quello che quotidianamente sperimenta l'animale in un ambiente naturale. In questa terza condizione sperimentale, in cui è presente più di un ostacolo, l'angolo si amplia ulteriormente per estendere il campo "visivo" e scadagliare meglio ogni oggetto, fino ad avere situazioni in cui la superficie su cui si distribuisce il campo diventa circa 3 volte quella in una stanza vuota, e l'angolo formato dai fasci si amplia fino a circa 12 volte l'ampiezza di quello che si forma in una stanza vuota.
I ricercatori hanno osservato che i cambiamenti non riguardano solo l'ampiezza dell'angolo, ma anche l'intensità degli schiocchi emessi, che aumenta passando da situazioni prive di oggetti a situazioni con oggetto ed ostacoli, con incrementi di 9 decibel: ciò è comprensibile in quanto l'animale in condizioni di complessità, non solo ha bisogno di ampliare il proprio campo "visivo", ma deve anche emettere onde a più elevata frequenza, in modo da assicurarsi il più possibile la percezione di ostacoli di varia natura.
Un'altra cosa che ha sorpreso gli studiosi è come tale intensità si riduca una volta che l'animale ha raggiunto una distanza di circa 1m dall'oggetto ricercato: potrebbe essere intesa come la distanza minima necessaria affinché l'animale abbia la certezza di aver localizzato con precisione l'oggetto ricercato, raggiunta la quale non è più indispensabile spendere energie per l'emissione di onde ad alta intensità.
Yovel, Y., Falk, B., Moss, C., & Ulanovsky, N. (2011). Active Control of Acoustic Field-of-View in a Biosonar System PLoS Biology, 9 (9) DOI: 10.1371/journal.pbio.1001150

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