Non c’è up o down nello spazio, eppure in spettacoli come Star Trek, le navi sono sempre orientate allo stesso modo: lato destro verso l’alto. È un tropo scientificamente inutile che è diventato uno scherzo tra i fan della fantascienza.
Eppure qui sulla Terra, i pesci si trovano in una situazione sorprendentemente simile. Come un pesce scivola attraverso il suo peso, tridimensionale, mondo acquoso, rimane quasi sempre a destra verso l’alto., La domanda—sia per le navi stellari che per i pesci-è perché?
È una domanda più facile a cui rispondere per astronavi fittizie rispetto ai pesci reali.
Nei film o in televisione, i registi mostrano le navi come fanno perché rende la scena più comprensibile agli spettatori, creature abituate a un mondo legato alla gravità. ” Abbiamo un’idea fissa che tutto dovrebbe essere a destra verso l’alto”, dice Frank Fish, un morfologo funzionale alla West Chester University in Pennsylvania. Ma che dire del pesce? E ‘ un puzzle.,
“Non riesco a entrare nella mente di un pesce—nonostante il mio nome—e determinare perché lo farebbe in particolare”, dice Fish.
Approfondire il mistero è che gli scienziati conoscono pochi motivi per cui un pesce nuoterebbe in un particolare orientamento—eppure hanno chiaramente una preferenza. A differenza degli animali terrestri, i pesci non spingono contro il terreno per muoversi. E, mentre si muove, i pesci non sono più snelli in un orientamento rispetto a un altro. Cosa c’è di più, la maggior parte dei pesci sono top pesante, dice Brooke Flammang, che studia biomeccanica pesce presso il New Jersey Institute of Technology., Come un bambino in equilibrio su un pallone da spiaggia in piscina, gravità vuole loro di capovolgere. Allora perché non lo fanno?
La spiegazione principale è che il pesce ha iniziato la vita verso l’alto, evolutivamente parlando, e quindi la maggior parte non ha mai avuto un motivo per cambiare. ” Solo tra di noi, sì, non si sono mai preoccupati”, dice Milton Love, uno zoologo marino semi-in pensione presso l’Università della California, Santa Barbara.,
L’orientamento preferito di un pesce “risale a quei primi passi nella costruzione di un lato sinistro e di un lato destro, una testa e una coda”, afferma Peter Wainwright, che studia la morfologia e il comportamento dei pesci presso l’Università della California, Davis.
Ci sono due gruppi di animali che hanno distinti lati sinistro e destro, Wainwright dice. Il primo gruppo, protostomia, comprende la maggior parte degli invertebrati, come insetti e molluschi. All’inizio dello sviluppo, come embrioni, questi animali sviluppano una cavità che diventa la bocca., Nel secondo gruppo, la deuterostomia, che comprende vertebrati come pesci e umani, gli embrioni si sviluppano in modo diverso. In questo caso, la prima depressione da formare diventa l’ano.
Questa leggera differenza iniziale significa che i due gruppi si sviluppano in orientamenti opposti. Il flip determina quale lato dell’animale diventa la sua parte superiore (dorsale) e quale diventa il suo fondo (ventrale), così come dove corre il cordone nervoso, dice Lauren Sallan, che studia l’evoluzione precoce dei vertebrati presso l’Università della Pennsylvania.
Nella maggior parte degli invertebrati, il cordone nervoso corre lungo la pancia., I nervi hanno poca difficoltà a connettersi agli occhi e al cervello, che sono più dorsali, dal momento che gli invertebrati non hanno spesso parti dure all’interno dei loro corpi per intralciarsi, dice Sallan.
Al contrario, anche i vertebrati più primitivi hanno tessuti duri, come le ossa, che formano barriere interne all’interno del corpo. Di conseguenza, il loro piano corporeo è molto meno adattabile. Il cordone nervoso corre lungo la schiena dell’animale e il suo cervello si sviluppa sul suo lato dorsale per collegarsi ai nervi. Poiché gli occhi sono nel cranio vicino al cervello, finiscono anche in cima., Con la parte superiore del corpo non disponibile, lo stomaco e la bocca finiscono sul fondo.
Sallan non è sicuro di cosa abbia portato al cambiamento, ma ha fortemente influenzato l’evoluzione dei vertebrati. ” È un primo lancio di monete che è diventato un importante vincolo in forma di pesce”, dice Sallan.
La domanda, quindi, è perché il pesce è rimasto dorsale? La risposta sta nei principi fondamentali della teoria evolutiva: se un nuovo tratto non fornisce un netto vantaggio, le cose tendono a rimanere le stesse.
Gli scienziati hanno preso in giro alcuni dei vantaggi di nuoto top side up., Ad esempio, la gravità aiuterà a spostare il sangue dal cervello al cuore, dice Flammang. Anche i pesci traggono beneficio dall’avere gli occhi sopra la bocca, dice Love, poiché mantiene quegli organi sensibili lontano da cibo e detriti e alla ricerca di predatori. Anche la loro pesantezza superiore conferisce ai pesci alcuni benefici: aumenta la loro manovrabilità, dice Flammang.
E, alcuni pesci hanno imparato a nuotare a testa in giù, mentre altri flirtano con l’idea.,
Molti pesci che vivono vicino a strutture come barriere coralline o moli orienteranno le loro pance contro pareti verticali o addirittura soffitti, dice Wainwright. I pesci sembrano comodi a nuotare in questo modo vicino alle strutture, ma gireranno rapidamente verso destra quando nuoteranno via.
Un gruppo di pesci gatto africani hanno pienamente abbracciato la vita capovolta. Il loro comportamento è il risultato di un pesce che abita il fondo adattandosi a sfruttare l’acqua ricca di ossigeno vicino alla superficie., La bocca di un pesce gatto è sul suo lato inferiore, quindi è stato probabilmente più facile per il pesce di girare semplicemente a testa in giù e trattare la parte superiore dell ” acqua lo stesso che ha usato per trattare il fondo dice Lauren Chapman, che studia la respirazione dei pesci alla McGill University di Montreal, Quebec. ” Per un pesce gatto invertito, la superficie dell’acqua è solo un altro substrato”, dice.
Ma nella stragrande maggioranza dei casi, dice Love, “non c’è alcun vantaggio selettivo per la maggior parte dei pesci di essere sottosopra.”
La risposta, come dice Wainwright, è probabile che per la maggior parte dei pesci, il passaggio semplicemente non ne valga la pena., A questo punto, essere in posizione verticale è cablato. In poche parole, il pesce “potrebbe non piacere essere capovolto”, dice Flammang.
In altre parole, ci sono abituati e funziona. Come guardare le astronavi correre attraverso la galassia, a destra verso l’alto.
Storie correlate dalla rivista Hakai:
- Le tecniche di pesca colpiscono i pesci con diverse “personalità”
- Dove vanno i pesci in una tempesta?
- Pesci in formazione