Polpi?! Sì, polpi!

Visto che ormai su questo blog sto postando di tutto e di più, senza limiti di criteri e tematiche, oggi vi riporto questo interessante articolo su… i polpi! Giuro che è più interessante di quanto non possa sembrare a prima vista!

I polpi possono cambiare colore piu’ rapidamete di un camaleonte, modificare consistenza e forma corporea, passare attraverso fori minuscoli, spruzzare inchiostro, hanno tre cuori e il sangue blu, una spinta a razzo motore, si trovano in qualunque mare, a quasi qualunque profondita’, hanno una vista eccellente che rivaleggia con quella dei mammiferi. I polpi possono fare tutto questo e anche di piu’, se vogliono. Il motivo per cui non hanno conquistato la terra? Continuate a leggere.

Tutte le circa 150-200 specie note di polpi hanno lo stesso piano di base caratterizzato da otto tentacoli con due file di ventose cascuno, due occhi globosi e un sacco dei visceri. Tra i tentacoli puo’ esserci o meno una membrana a seconda della specie, e al centro in posizione ventrale c’e’ un becco corneo con funzione di bocca. Non vi e’ alcuna altra parte dura nel corpo ad eccezione di un residuo vestigiale di conchiglia, interno al sacco dei visceri, e di una “scatola cranica” cartilaginea, un sottile scudo che protegge il grande cervello dorsalmente.

Non e’ chiaro come mai gli ottopodi abbiano perso la protezione della conchiglia originale. Nel nautili, uno dei primi gruppi di cefalopodi moderni apparsi tra l’Ordoviciano e il siluriano, cosi’ come nelle successive ammoniti e belemniti ora estinte (si estinsero per la stessa catastrofe che spazzo’ via i dinosauri alla fine del Cretacico), la conchiglia a spirale organizzata in camere serviva non solo per la protezione del corpo molle, ma anche come galleggiante: variando la quantita’ di aria all’interno questi animali potevano nuotare a qualunque profondita’ e spostarsi rapidamente usando il sifone come motore e la conchiglia come vela. Ciononostante, una conchiglia ingombrante presenta degli svantaggi: impedisce, ad esempio, di occupare delle nicchie ecologiche in cui e’ richiesto un corpo esile e flessibile, come le fessure del fondo, e rende scarsa la manovrabilita’. La propulsione a getto funziona facendo entrare acqua nella cavita’ del mantello ed espellendola con una forte contrazione muscolare dal sifone. Se si ha una conchiglia non idrodinamica, pero’, il sistema presenta qualche problema, soprattutto se si vuole rivaleggiare in velocita’ coi pesci perche’ si e’ carnivori. Si noti che i polpi non discendono dalle ammoniti, essendosi evoluti parallelamente ad esse, quindi entrambi i modelli con e senza conchiglia sono stati funzionali contemporaneamente per centinaia di milioni di anni.

Dopo tutto questo sfoggio di fisiologia e paleontologia, ancora non abbiamo capito bene perche’ i polpi hanno perso la conchiglia.

Al dunque, ci sono tre ipotesi:

1. La prima e’ che i polpi primitivi, nel Giurassico, abitavano in acque profonde. Qui una conchiglia che si riempie d’aria sarebbe stata inutile perche’ non c’e’ abbastanza aria per riempirla, e in ogni caso la pressione dell’acqua l’avrebbe schiacciata. I Nautili non a caso vivono relativamente in superficie, non piu’ giu’ di 500 m: oltre questa profondita’ la conchiglia implode, povere bestie. I polpi spesso vivono in acque molto piu’ profonde di queste.

2. la seconda ipotesi e’ che i polpi, nel corso della loro evoluzione, passarono attraverso una fase bentonica in acque basse, ovvero erano strettamente legati ai fondali costieri (e molte specie lo sono tutt’ora, come il nostro polpo comune del Mediterraneo). Al fondo una conchiglia rappresenta piu’ un ostacolo che un’agevolazione, perche’ impedisce di insinuarsi nelle fessure, soprattutto in animali che camminano anziche’ nuotare attivamente (anche i pesci di fondo, ad esempio, hanno una vescica natatoria ridotta)

3. Una conchiglia piena d’aria e’ come un’insegna al neon con la scritta “Mangiami” per animali in grado di ecolocare come i delfini. Ok, nel Mesozoico non c’erano delfini, ma nell’Eocene si, e dopo l’Eocene il declino dei cefalopodi con la conchiglia si e’ di molto accelerato.

Non sappiamo se i polpi primitivi si evolsero come animali di superficie o di acque profonde. Le analisi del DNA e la comparazione coi polpi piu’ primitivi fanno pensare ad un’evoluzione in profondita’, ma gli occhi enormi e la capacita’ di cambiare colore fanno pensare ad un ambiente di superficie. Purtroppo abbiamo poche speranze di trovare resti fossili -in mare- di un animale con solo parti molli, quindi probabilmente ci dovremo tenere per sempre il dubbio del perche’ i polpi hanno perso la conchiglia.

L’aver perduto la conchiglia ha in ogni caso favorito questi predatori conferendogli destrezza, manovrabilita’ e velocita’. La velocita’ tuttavia ha costi molto alti a cui il primitivo modello corporeo dei cefalopodi non poteva far fronte se non modificandosi pesantemente, come di fatto e’ successo. Cominciamo col sangue. Noi vertebrati usiamo l’emoglobina e la mioglobina per trasportare l’ossigeno ai muscoli, ovvero molecole fatte di proteine e un atomo d ferro. Il ferro acchiappa l’ossigeno se ce n’e’ in abbondanza (nei polmoni) e lo rilascia se scarseggia, come accade nei muscoli in attivita’, ma la molecola e’ specializzata a funzionare in modo ottimale solo ad elevate concentrazioni di ossigeno, e gia’ i delfini e i feti hanno i loro bravi problemi. I cefalopodi, animali di profondita’, nell’emoglobina anziche’ il ferro hanno un atomo di rame, e la molecola si chiama emocianina. L’emocianina da’ al sangue un bel colore blu ed e’ disciolta nel plasma anziche’ essere legata a cellule particolari (se le avessero, immagino si chiamerebbero globuli azzurri). Questa molecola e’ molto piu’ efficiente dell’emoglobina nel trasportare l’ossigeno se la quantita’ iniziale di ossigeno e’ scarsa, come accade in acque profonde, ma nel complesso non e’ particolarmente efficiente, e quindi i polpi hanno sempre problemi di approvvigionamento di ossigeno ai tessuti, ossigeno richiesto per nuotare velocemente con la locomozione a getto. Si sono dovuti quindi inventare altri due cuori, oltre al principale, che pompano il sangue verso le branchie in modo da accelerare il ricambio. Gia’ che c’erano hanno anche rinunciato a due delle quattro branchie per ottimizzare il sistema. Insomma, come trasformare una Renault 5 del 1984 che va ad 80 km orari in un’automobile da Grand Prix modificando il motore ma conservando grosso modo la carrozzeria: le modifiche si notano per la loro stranezza.

Risolto il problema della velocita’, che e’ utile per andare a caccia, rimane il grande problema esistenziale di questi animali: sono buoni da mangiare. Per sfuggire ai numerosi predatori, uomo incluso, i polpi hanno inventato un’infinita’ di sistemi, a quanto pare non sempre efficienti visto che l’insalata di polpo compare spesso nel menu’ dei ristoranti.

Cominciamo dalla fine, da quando non c’e’ piu’ speranza e avete l’ingrediente principale della vostra insalata di polpo in mano: tutti i polpi mordono con il becco corneo della bocca e come i ragni sono velenosi. In genere si tratta di un enzima proteolitico che viene iniettato col morso indolore e la cui efficacia su di noi dipende dalla specie: si va dal solo dolore per il morso, alla necrosi dei tessuti, fino alla morte causata da due specie di polpo australiano (Hapalochlaena lunulata e Hapalochlaena maculosa), o polpi dagli anelli blu, per cui non ci sono antidoti: oltre all’enzima proteolitico, poco efficace sugli umani, questo polpo inocula con la saliva lo stesso veleno del pesce palla, la tetrodotossina, uno dei veleni neurotossici piu’ potenti al mondo (causa paralisi completa in pochi minuti). Negli altri casi pare che versare acqua bollente sul morso aiuti perche’ denatura la tossina.

Se la cena vi e’ sfuggita per un pelo, e’ molto probabile che per scoraggiare l’inseguimento il polpo utilizzi una copertura: quasi tutte le specie, ad eccezione di quelle di profondita’, spruzzano inchiostro contenuto in un’apposita sacca posta sotto il mantello per accecare e confondere il predatore, in modo da avere la fuga coperta. Questo inchiostro e’ a base di melanina concentrata, lo stesso pigmento che colora la pelle e i capelli di noi umani, ed e’ di colore rosso (che appare nero in acqua) o bruno. Oltre alla melanina, l’inchiostro contiene tirosinasi, un enzima che irrita gli occhi dei predatori e ne inibisce temporaneamente l’odorato.

Se il polpo si sente braccato, state pur certi che non lo vedrete. Qui non si parla solo di mimetismo usando i colori, ma di cambiare tutto l’assetto corporeo. Un marine che entra in una foresta, oltre alla mimetica si premunisce di foglie sull’elmetto e cammina in un certo modo per non dare nell’occhio, insomma associa il puro mimetismo con un comportamento adeguato. Il polpo fa molto di piu’: oltre a cambiare i colori con un meccanismo cosi’ incredibile che nessuno scrittore di fantascienza lo userebbe mai per paura di spararla troppo grossa, modella il proprio corpo in modo da assumere anche la forma dello sfondo: mima le asperita’ delle rocce coi tentacoli e si “fonde” con esse tanto come forma che come colore. Se non e’ sufficiente, espande delle papille sottocutanee che lo rendono piu’ “ruvido” per mimare meglio la sabbia del fondo”. Se non basta, si ricopre di alghe e sassetti come tocco finale dell’artista. Se non basta ancora, tutto sommato l’insalata di polpo ce la meritiamo.

Dicevamo, dunque, che il polpo cambia colore. Come? Il meccanismo e’ pazzesco. Sulla epidermide di tutta la superficie del corpo ci sono cellule specializzate, i cromatofori, che sono sacchetti contenti granuli di pigmento colorato circondate da muscoli a forma di anello intorno al sacco. Il meccanismo e’ sotto diretto controllo del cervello (uno dei motivi per cui i polpi hanno bisogno di un cervello cosi’ grande e’ dover controllare qualcosa come 2.000.000 di cromatofori in modo indpendente l’uno dall’altro). Se arriva l’impulso, i muscoli si contraggono e cio’ espande il cromatoforo, mettendo in mostra i granuli; quando i muscoli si rilassano il sacchetto si rimpicciolisce e i granuli diventano meno visibili. L’effetto e’ quello di una goccia di inchiostro su un elastico: quando l’elastico non e’ teso il colore e’ concentrato in un punto e qundi meno visibile nel complesso; quando l’elastico viene tirato il colore si espande su una superficie maggiore e diventa piu’ evidente. Ci sono inoltre due tipi di cromatofori, uno con granuli dal rosso al nero e un altro con granuli dal rosso al giallo chiaro (posseduti entrambi pero’ solo dai polpi che vivono in acque basse) per ottenere tutte le possibili sfumature, contraendo piu’ o meno questo o quel cromatoforo. Come se cio’ non bastasse, al di sotto dei cromatofori ci sono gli iridiociti, che sono cellule in grado di riflettere la luce, in genere nelle tonalita’ verde e blu a seconda di come vengono contratti. Un polpo e’ in gado di cambiare completamente il colore della cute in meno di un secondo. Impressionante. Cosa curiosa, c’e’ un tipo di polpo cieco che e’ ancora in grado di cambiare colore mimetizzandosi con lo sfondo. Come faccia, e’ un mistero. C’e’ sicuramente qualcosa che non abbiamo capito, anche perche’ pare che i polpi vedano in bianco e nero!

Il cambiamento di colore non e’ associato solo alla difesa o alla predazione, ma anche all’umore, alla paura e al corteggiamento. E questo ci introduce lentamente verso la nota dolente di tutta la storia, ma andiamo con ordine.

Che i polpi abbiano otto braccia e’ cosa risaputa. Su ognuno dei tentacoli ci sono ventralmente due file di ventose che consentono al polpo, coadiuvate da uncini, tanto di aggrapparsi al fondale quanto di afferrare e manipolare oggetti. Su ogni tentacolo ci sono circa 240 ventose e 240 x 8=1920, cioe’ ogni polpo ha circa 2000 ventose. E’ stato calcolato che una ventosa di 2 cm richiede un peso di 170 g per lasciare la presa, quindi un polpo che aderisse con tutte le 2000 ventose avrebbe bisogno di una forza di oltre 300 kg per essere staccato dal fondo. A ciascuna ventosa di ciascun tentacolo sono associati retettori tattili e chimici (gustativi), da 10 a 1000 volte piu’ sensibili dei nostri, il che consente al polpo di avere una percezione finissima del mondo che lo circonda, che unite a una vista eccellente spiegano sia la necessita’ del cervello grande per elaborare tutti questi input sia come mai i polpi sono cosi’ bravi a evitare predatori e trovare prede.

I tentacoli tuttavia non sono tutti uguali. Uno dei tentacoli, il terzo a destra, e’ specializzato come organo sessuale ed e’ detto ectocotilo. L’ectocotilo ha un canale nel mezzo per tutta la sua lunghezza per trasportare la spermatofora e termina a cucchiaio. Ha anche delle papille piu’ piccole, suppongo perche’ alla femmina non piace il modello “stimolante per lei”.

Quando la femmina entra in estro, rilascia feromoni nell’acqua che da un lato attirano il maschio, dall’altro ne sopprimono gli istinti cannibali, visto che la femmina e’ piu’ piccola, in genere. Nel polpo comune durante il corteggiamento il maschio e la femmina rimangono a distanza di sicurezza mentre lui l’accarezza delicatamente con la punta dell’ectocotilo e si assicura che non ci siano rivali nei paraggi. Inserisce quindi l’ectocotilo nella cavita’ del mantello della femmina ei due rimangono in questa posizione per circa un’ora, con l’aria di due scolaretti che si tengono per mano. Un’ora e’ il tempo necessario alla spermatofora per viaggiare lungo il canale centrale dell’ectocotilo fino a raggiungere la femmina. Dopodiche’ i due partner si separano e non si incontreranno mai piu’, dato che moriranno entro poco tempo, smettendo di nutrirsi. Lo stesso maschio comunque puo’ fertilizzare piu’ femmine prima di morire.

La femmina dal canto suo torna nella sua bella tana dall’entrata decorata di gusci, sassi e conchiglie. Le uova verranno fertilizzate di li a poco dagli spermi rilasciati dalla spermatofora quando queste escono degli ovidotti. Con tenerezza materna l’animale, che ha smesso per sempre di mangiare durante il corteggiamento, le appende in festoni al soffitto della tana nell’arco di un paio di settimane, legate da un peduncolo. Dopo di che se ne prende cura fino alla schiusa tenendole pulite e ventilandole, e soffiandoci su col sifone acqua pulita. Le uova dal canto loro, in numero variabile da poche centinaia a 100.000 a seconda della specie, hanno una notevole quantita’ di tuorlo, che serve a sviluppare nell’arco di una cinquantina di giorni gli embrioni in adulti in miniatura senza forme larvali intermedie come accade a moltissimi altri molluschi marini. Nei polpi a uova piccole come il polpo comune, tuttavia, i neonati attraversano una fase planctonica prima di acquisire lo stile di vita bentonico.

Che ne e’ dei genitori? subito dopo l’accoppiamento questi animali, che fino ad allora si sono accresciuti a una velocita’ incredibile raggiungendo anche i tre metri di diametro in tre anni nel polpo gigante del Pacifico, cominciano una fase di senescenza, per poi morire dopo poche settimane in media ad un anno, massimo due di eta’. Innanzi tutto smettono di nutrirsi. Poi la pelle intorno agli occhi si ritrae (sara’ l’equivalente delle nostre rughe?), i movimenti si fanno scoordinati, le ferite non guariscono, compaiono malattie. Non si sa perche’ questo accada, ma e’ un fenomeno comune in tutti e tre i Coeloidea, seppie, polpi e calamari (incluso quello gigante di 18 m, a quanto pare!), mentre non avviene nel nautilo, il loro primitivo cugino, che continua felicemente a riprodursi per anni. Cosa scateni il processo di senescenza e’ ancora ignoto, come pure appare incomprensibile come mai questi animali si giochino il tutto e per tutto, crescendo il piu’ rapidamente possibile, diventando superintelligenti per poi riprodursi una sola volta, in alcune specie solo con poche centinaia di uova. Che sia un prezzo da pagare per aver perso la conchiglia (prima o poi senza guscio ti mangiano, quindi mettiti nelle condizioni di riprodurti con successo almeno una volta)?

Il meccanismo indubbiamente, qualunque sia la causa, funziona, visto che i polpi sono in giro da almeno 200 milioni di anni. Rimane pero’ il fatto che probabilmente non capiremo mai a fondo queste creature cosi’ “aliene” rispetto a noi.

Affascinante, no?

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