Nuovi strumenti basati su CRISPR ed “e-ink” potrebbero svelare i segreti del mimetismo dei calamari o cuttlefish
I cuttlefish, ovvero le seppie o calamari , sono maestri del mimetismo: in millisecondi, possono alterare drasticamente il loro motivo cutaneo per fondersi con l’ambiente circostante, un’impresa resa ancora più affascinante dalla loro apparente daltonismo.
Ora, scoperte e strumenti stanno consentendo ai ricercatori di avvicinarsi più che mai alla comprensione di come le seppie realizzino una delle più impressionanti esposizioni di mimetismo nel regno animale. Gli scienziati stanno esaminando attentamente le cellule cutanee degli animali, sviluppando strumenti per monitorare l’attività cerebrale e studiando la loro pelle per capire se le seppie sognino. Molti di loro hanno presentato le loro scoperte al meeting del 2023 della Society for Neuroscience (SfN) a Washington DC questa settimana.
I calamari hanno uno dei cervelli più grandi tra gli invertebrati, quindi gli scienziati sperano che questa ricerca porti a una comprensione di come si sviluppi un comportamento così complesso. “I camaleonti non arrivano nemmeno vicini in termini di velocità e precisione a come i cuttlefish controllano la loro pelle”, afferma Horst Obenhaus, neurobiologo presso l’Università norvegese di Scienza e Tecnologia di Trondheim.
Visualizzazione completa Gli neuroscienziati sono da tempo interessati a questi strani parenti dei polpi e delle seppie, perché l’attività cerebrale di questi animali si riflette nei loro pattern cutanei. Per capitalizzare questa capacità di esprimere i loro pensieri sulla pelle, Gilles Laurent, un neuroscienziato presso l’Istituto Max Planck per la Ricerca sul Cervello di Francoforte, Germania, e i suoi colleghi, hanno realizzato video ad alta risoluzione delle singole cellule cutanee di un cuttlefish in azione. “Ciò ci consente di avere accesso a un output del cervello senza dover entrare nel cervello stesso”, spiega.
Ciò che è possibile catturare su camera è abbondante: la pelle del calamaro comprende milioni di cellule chiamate cromatofori, che contengono pigmenti di vari colori. Quando i muscoli nella pelle si contraggono, le cellule cambiano forma e modulano la quantità di pigmento mostrato. Insieme, queste contrazioni creano colori, pattern e texture differenti, consentendo all’animale di cambiare completamente il suo aspetto in un attimo.
A luglio, Laurent e i suoi colleghi hanno riportato che i calamari cambiano il colore della loro pelle diverse volte prima di stabilirsi su uno che corrisponda all’ambiente circostante, anche se sono stati esposti allo stesso luogo in precedenza. Questo suggerisce che non hanno una strategia definita per mimetizzarsi; invece, usano il metodo del tentativo ed errore per approssimarsi all’ambiente.
Ma lo studio della pelle del calamaro può solo accennare a ciò che sta accadendo nel cervello della creatura. Il vero “santo graal” per i ricercatori, afferma Obenhaus, sarà manipolare i geni del cuttlefish. Tuttavia, ciò si è dimostrato difficile, afferma Tessa Montague, biologa molecolare presso l’Istituto Zuckerman dell’Università di Columbia a New York City. Ad esempio, i virus comunemente utilizzati per consegnare la tecnologia di editing genetico nelle cellule non possono essere utilizzati sui cuttlefish perché sono conosciuti solo pochi virus che infettano gli animali e i loro parenti stretti.
Montague e i suoi colleghi sono ora vicini al successo: hanno modificato con successo il genoma degli embrioni della specie in miniatura Sepia bandensis, che raggiunge solo sette centimetri di lunghezza quando è completamente cresciuta. Gli embrioni non sopravvivono a lungo, ha riferito Montague al meeting della SfN. Ma una volta che il suo team potrà farli crescere fino all’età adulta, Montague ha in programma di inserire un gene che produce una proteina fluorescente nei genomi degli animali, rendendo luminosi i neuroni mentre si attivano. Ciò consentirebbe al suo team di visualizzare i neuroni specifici e i pattern di attivazione che consentono agli animali di cambiare la pelle con ogni cambiamento di scenario.
Nel frattempo, il suo laboratorio ha sviluppato altri strumenti che consentiranno ai ricercatori di studiare gli animali una volta che i calamari editati geneticamente saranno pronti. Dopo aver ingegnerizzato animali con neuroni fluorescenti, i ricercatori devono sviluppare un metodo per immagazzinare quei neuroni, il che non è affatto semplice negli animali che mancano di un cranio rigido su cui montare un dispositivo di imaging ed è circondato da acqua salata corrosiva.
Un altro strumento che Montague e i suoi colleghi stanno sviluppando è un serbatoio circondato da schermi che utilizzano l’e-ink, la stessa tecnologia utilizzata negli e-reader. Gli schermi possono essere programmati con pattern, consentendo al team di studiare sistematicamente le reazioni dei calamari al loro ambiente senza disorientarli usando schermi che emettono luce intensa.
Comprendere come i cuttlefish si mimetizzino è solo la punta dell’iceberg, dice Montague. Il cambiamento del colore della loro pelle sembra essere un modo in cui gli animali comunicano tra loro. E ci sono altri display di colori, come la ‘wave’, in cui i colori si propagano lentamente sul corpo del calamaro, che gli scienziati non sono stati in grado di spiegare affatto.
I ricercatori stanno anche utilizzando la pelle dei calamari per comprendere l’evoluzione del sonno. Similmente ai polpi, i calamari attraversano periodi di “sonno attivo”, in cui la loro pelle lampeggia rapidamente con colori diversi. Obenhaus sta testando se le creature possano riproporre incontri sociali precedenti mentre dormono. Alcuni scienziati sostengono che questo è il motivo per cui gli animali sognano, il che potrebbe essere ciò che accade ai calamari. “È un’idea affascinante”, dice Montague. I drammatici lampeggi di colore smentiscono lo scopo del mimetismo, quindi è probabile che svolgano una qualche importante funzione evolutiva, aggiunge.
DIFFERENZE TRA SEPPIE E CALAMARI :
Sì, ci sono differenze tra seppie e calamari, anche se spesso vengono confusi perché sono simili e appartengono entrambi alla classe dei cefalopodi. Ecco alcune delle principali differenze tra seppie e calamari:
- Forma del corpo: Le seppie hanno generalmente un corpo più largo, tondeggiante e carnoso, mentre i calamari hanno un corpo più sottile e allungato, spesso simile a un tubo.
- Tentacoli: Le seppie hanno otto tentacoli, di cui due sono più lunghi e più larghi e sono chiamati tentacoli dei bracci. I calamari hanno dieci tentacoli, di cui otto sono corti e due sono lunghi e sottili, noti come tentacoli dei bracci.
- Ventosa: Le ventose sui tentacoli dei calamari sono dotate di piccoli denti a forma di anello, mentre le seppie hanno ventose lisce. Questa differenza è visibile quando si osservano i tentacoli da vicino.
- Dimensioni: In generale, le seppie tendono ad essere più grandi dei calamari, ma ci sono eccezioni e variazioni di specie in specie.
- Sapore: Molte persone ritengono che le seppie abbiano una carne più tenera e dolce rispetto ai calamari, che possono essere più gommosi e hanno un sapore leggermente diverso.
- Habitat: Le seppie e i calamari possono essere trovati in vari habitat marini in tutto il mondo, ma alcune specie preferiscono determinate zone o profondità dell’oceano.
- Colorazione: Entrambi possono cambiare colore rapidamente per scopi di mimetismo e comunicazione, ma le seppie tendono ad avere una gamma più ampia di colori e pattern rispetto ai calamari.
In generale, queste sono alcune delle principali differenze tra seppie e calamari, ma è importante notare che ci sono molte specie diverse di entrambi, ognuna con le proprie caratteristiche distintive.
