All'insaputa della maggior parte dei proprietari di immobili, i policheti governano i mari. Esistono almeno 10.000 specie di questi vermi ispidi che nuotano, alcuni dei quali esplodono con colori brillanti o si accendono con un bagliore bioluminescente. Si sono adattati a ogni immaginabile habitat marino, dalle profonde bocchette idrotermali alle affollate barriere coralline fino all'oceano aperto, e molti hanno trovato modi per sopravvivere che sono decisamente bizzarri.
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Ci vuole una mente unica per apprezzare la diversità e la stranezza degli stili di vita policheti e uno dei più grandi appartenuti a Kristian Fauchald. Ha studiato policheti al Museo Nazionale di Storia Naturale Smithsonian dal 1979 fino alla sua scomparsa lo scorso aprile. Nella sua carriera, Fauchald ha nominato tre famiglie, 34 generi e quasi 300 specie di policheti, e ha fatto da mentore e ha stretto amicizia con molti più studenti e colleghi umani. Era così stimato che almeno 36 specie sono state nominate dopo di lui, secondo il World Register of Marine Species.
In ricordo di Fauchald, il 1 ° luglio, che sarebbe stato il suo ottantesimo compleanno, è stato dichiarato il primo giorno internazionale del polichete. Scopri l'affascinante mondo dei suoi amati organismi con questi fatti di setole:
1. I policheti sono campioni della diversità
Le specie conosciute di policheti condividono solo alcune caratteristiche. Ognuno ha una testa, una coda e un corpo segmentato, e in genere ogni segmento del corpo ha una coppia di parapodi simili a gambe con setole spinose che sporgono. Sono queste setole che danno il nome ai vermi: "polichete" significa "con molti capelli".
Questo semplice piano corporeo è la base per un'enorme diversità. Parapodia può essere simile a una pagaia per nuotare, simile a una gamba per camminare sul fondo del mare o simile a una paletta per scavare nel fango. Le setole dure rendono difficile la deglutizione dei vermi, e in alcune specie le setole contengono veleno. I policheti che vivono in tubi usano il loro parapodia per far circolare l'acqua ossigenata in spazi ristretti e alcuni hanno branchie esterne piumate. Poiché esiste un'eccezione per ogni regola, alcuni policheti non hanno alcuna parapodia.
2. I policheti sono sopravvissuti a cinque estinzioni di massa
Policheti e i loro parenti sono in circolazione da molto tempo. I paleontologi hanno scoperto le specie fossili Canadia e Burgessochaeta nella Burgess Shale, una famosa formazione fossile che ha conservato molti organismi di corpo morbido risalenti a circa 505 milioni di anni fa, durante il periodo Cambriano. Come i policheti di oggi, entrambe le creature fossili avevano molte parapodi con setole simili a piume e tentacoli sensoriali che si estendevano dalle loro teste. Questi sono tra i primi antenati policheti noti. Negli anni a venire, la Terra ha assistito a cinque eventi di estinzione di massa, uno dei quali ha ucciso circa il 96% di tutte le specie marine. Abbastanza policheti ha superato tutti questi passaggi per dare origine all'abbondanza di specie che vediamo oggi.
L'abbagliante diversità su un albero genealogico polichete. (2011 KJ Osborn. Compilazione di immagini di Karen Osborn, Greg Rouse, Fredrik Pleijel, MBARI e Michael Aw) 3. L'albero genealogico Polychaete è pieno di mistero
I primi policheti si sono evoluti nelle 10.000 specie che conosciamo da oltre 500 milioni di anni. Ciò ha dato loro molto tempo per sviluppare differenze e stranezze che confondono i tentativi degli scienziati di organizzarle ordinatamente e descrivere come le specie sono correlate.
Fauchauld ha dedicato la sua vita a questo problema. Nel 1974, ha pubblicato un documento che illustra le sfide nell'organizzazione dei policheti in un albero genealogico e ne ha pubblicati molti altri negli anni successivi. Ha criticato la tassonomia standard che ha diviso i policheti in due gruppi: i policheti Errantia (quelli che nuotano o strisciano liberamente) e i policheti di Sedentaria (quelli che rimangono fissi). Troppi nuotatori liberi si sono evoluti da policheti fermi e viceversa, perché quei raggruppamenti fossero utili, ha affermato. Inoltre, ha osservato che ogni tassonomista ha usato un tratto diverso per organizzare i policheti, confrontando i loro boccagli, per esempio. In tal modo, ognuno ha creato un diverso albero genealogico e un sistema di denominazione. Collaborando con Greg Rouse, uno dei suoi molti protetti, Fauchauld ha completato una nuova analisi delle relazioni polichete nel 1997. Nel documento, sottolineano che il loro raggruppamento è un passo avanti anche se probabilmente è ancora errato, scrivendo che "la situazione attuale è insostenibile, quindi ciò che viene presentato deve essere considerato un miglioramento ". Questo è un progresso tassonomico.
La ricerca dell'Università del Delaware ha aiutato a dimostrare che il verme di Pompei può sopravvivere a temperature bollenti attorno alle aperture idrotermali. (Università del Delaware College of Marine Studies) 4. Uno degli animali più resistenti al calore del mondo è un polichete di acque profonde
Immagina di vivere le tue giornate con metà del tuo corpo in una pentola di acqua bollente. Questo è essenzialmente lo stile di vita del verme di Pompei ( Alvinella pompejana ). Questi tubeworm vivono in aperture idrotermali in profondità sul fondo dell'oceano, dove le loro code riposano in acqua calda a temperature di oltre 140 gradi Fahrenheit. Le loro teste, dove risiedono le branchie degli animali, sporgono dai loro tubi, dove la temperatura è molto più fredda di 70 gradi. Uno studio del 2013 ha portato i vermi in superficie per scoprire quanto calore potevano gestire. Dopo un viaggio impegnativo in laboratorio (i vermi devono viaggiare sotto pressione per adattarsi al loro ambiente di acque profonde), i ricercatori hanno scoperto che possono sopravvivere a temperature superiori a 107, ma non per lunghi periodi di tempo.
I vermi di Pompei possono avere un partner nella loro resistenza al calore: gli scienziati credono di avere una relazione simbiotica con i batteri sulla loro schiena, che crescono così densamente da formare uno strato spesso un centimetro. I vermi producono muco che nutre i batteri e, in cambio, si ritiene che i batteri isolino i vermi dall'acqua calda dello sfiato.
5. Alcuni policheti hanno una vita sessuale da un film di fantascienza
La maggior parte dei policheti si riproduce in modo tradizionale marino, rilasciando uova e spermatozoi nell'acqua circostante. Ma poi c'è Syllis ramosa, un polichete che vive incastonato in una spugna di acque profonde. Questa specie è ben adattata a una vita di svago, muovendosi poco e aspettando che il cibo arrivi nelle vicinanze. Ma per accoppiarsi, deve alzarsi, indossare dei pantaloni e mescolarsi con altri del suo genere sulla superficie dell'oceano. È un viaggio lungo e pericoloso per una creatura che non nuota molto. Fortunatamente per Syllis ramosa (e alcune altre specie polichete), l'evoluzione ha trovato un modo: inviare in superficie versioni più sexy per fare il pericoloso lavoro di accoppiamento.
La coda del verme, o stolone, sviluppa una testa senza bocca e grandi occhi, il suo intestino si deteriora per fare spazio a uova o sperma e il suo sistema muscolare si riorganizza per preparare la lunga nuotata. Quando è il momento di accoppiarsi, lo stolone si separa dal suo "genitore" e nuota in superficie, dove libera il suo carico di gioco prima della sua inevitabile morte. Nel frattempo, i suoi omologhi soldati sono al sicuro sul fondo del mare, dove può produrre più stoloni per il prossimo evento di generazione. La stolonizzazione avviene solo in alcuni gruppi policheti, tra cui Syllinae e Autolytinae. In altri gruppi correlati, l'intero individuo può trasformarsi in un uovo di nuoto o in un sacco di spermatozoi, chiamato epitoke, con il suo sistema di rifiuti modificato per trattenere e rilasciare i gameti e gli occhi allargati per percepire la luce in superficie. Se un epitoke sopravvive al suo viaggio, il suo corpo ritorna al suo stato originale e riprende la sua precedente vita sedentaria fino a quando non si accoppia nuovamente.
6. Una specie polichete può sopravvivere senza ossigeno per 96 ore
Gli idrati di metano possono essere abbastanza nuovi nel nostro vocabolario, ma si sono formati sotto il fondale marino per milioni di anni. Sono strutture cristalline simili al ghiaccio fatte prevalentemente di metano e ghiaccio ricchi di energia. Questi depositi si trovano in tutto il mondo, eppure nessuna vita non microbica era mai stata vista viverci sopra, fino a quando non fu scoperto il polichete di ghiaccio a metano.
Nel 1997, un gruppo di ricerca si è imbattuto in un enorme deposito di idrato di metano che fuoriesce dal fondale marino del Golfo del Messico. Esposti all'acqua, gli scienziati hanno visto che l'idrato brulicava di minuscoli vermi: una nuova specie ( Hesiocaeca methanicola ) di polichete. Il team ha trasportato vermi vivi dal sito al laboratorio e ha scoperto che i vermi maturi potevano sopravvivere senza ossigeno per 96 ore. I ricercatori sospettano che questi policheti sopravvivano nutrendosi di batteri a vita libera sulla superficie dell'idrato gassoso. Possono anche incoraggiare la crescita del proprio cibo batterico; il loro parapodia ondeggiante crea correnti d'acqua lungo la superficie dell'idrato, fornendo ossigeno fresco a se stessi e ai batteri.
I vermi dell'albero di Natale germogliano da corallo in National Garden Sanctuary delle banche del giardino floreale. (GP Schmahl, Manager NOAA FGBNMS) 7. Emulare un albero di Natale è facile per i policheti
Piccoli, colorati e simili ad alberi: i vermi dell'albero di Natale ( Spirobranchus giganteus ) punteggiano le barriere coralline tropicali di tutto il mondo. Possono essere così abbondanti che sembra che una piccola foresta sia spuntata sulle spalle pietrose di una barriera corallina. La maggior parte dei loro corpi è nascosta alla vista, tuttavia, mentre costruiscono case a tubo in buchi scavati nel corallo vivo. Da questi tubi estendono strutture piumate chiamate radiole, che usano sia per respirare che per afferrare fitoplancton o altre piccole particelle per cena. Quando sono in pericolo, ritraggono il loro copricapo piumato e si accovacciano nei loro tubi fino a quando la minaccia non passa.
8. Anche i policheti sono degli zombi
Le cinque specie di vermi zombi ( Osedax sp.) Prendono il nome dalla loro propensione a mangiare le ossa degli animali in decomposizione sul fondo del mare. Sono stati per lo più osservati mentre mangiavano ossa di balena, ma non discriminano se sono disponibili altri resti. La pelle dei vermi zombi produce un acido che dissolve le ossa in modo che possano raggiungere i grassi e le proteine sepolte all'interno. Senza bocca o stomaco, i vermi si basano su una sorta di apparato radicale. Esercitano le loro radici nell'osso e i batteri simbiotici che vivono sulle radici li aiutano a digerire il cibo. Il modo esatto in cui i nutrienti si fanno strada verso il worm zombi non è ancora chiaro agli scienziati.
I vermi zombie femminili sono gli unici che vediamo decorare la superficie dell'osso; i vermi maschili sono microscopici e vivono all'interno della femmina. Centinaia di minuscoli esemplari maschili sono stati trovati in un verme femmina, il che elimina lo stress del tentativo di trovare un compagno su ossa sparse nell'oceano profondo.
9. Il più grande polichete è lungo dieci piedi
La maggior parte dei policheti sono piccoli animali, ma non il verme bobbit ( Eunice aphroditois ). Raggiungendo lunghezze di dieci piedi, questo polichete è più alto del tuo umano medio da un colpo lungo. Se ciò non è abbastanza terrificante, il worm bobbit è un predatore stealth. Quasi tutto il suo lungo corpo giace nascosto sotto il fondo del mare. Cinque antenne sulla sua testa percepiscono il pesce o altri vermi che nuotano vicino - e quando lo fanno, il verme bobbit esplode dalla sua tana con grande velocità per afferrare la preda e tagliarla a metà con la sua mascella caricata a molla. Inoltre non guarda in basso alla ricerca di piante o altri detriti se è difficile trovare prede vive. Nel caso ti stia chiedendo, Terry Gosliner, un curatore della California Academy of Sciences, ha chiamato questo worm dopo le azioni della famigerata Lorena Bobbit, ma mentre Fauchald ha aiutato inserendolo nel genere Eunice, il suo nome di specie rimane un po ' di un mistero.
10. Esiste un'eccezione alla regola delle "molte setole"
La maggior parte dei policheti sono ben descritti dal loro nome latino, che porta molte (poli) setole (chaetae). Ma i policheti Tomopterid hanno solo due setole, che sono lunghe quasi quanto il corpo del verme e coperte da un sottile tessuto gelatinoso. Le setole sembrano corna che sporgono da entrambi i lati della testa e sono probabilmente utilizzate per percepire l'ambiente circostante il verme mentre si muove attraverso la colonna d'acqua.
I tomopteridi sono nuotatori agili, con i lati rivestiti da parapodia muscolare. Probabilmente questa velocità e agilità vengono utilizzate per evitare i loro predatori, ma hanno un'altra difesa quando necessario: questi vermi sono tra le poche specie sul pianeta conosciute per produrre luce bioluminescente gialla. Quando minacciati, sparano scintille luminose dalla loro parapodia per distrarre i predatori mentre scappano.
Un verme di setola Alciopide. (2012 KJ Osborn / Smithsonian) 11. Alcune specie di policheti hanno occhi ampi e complessi
I policheti alcidici hanno grandi occhi complessi che rivaleggiano con gli occhi da fotocamera di cefalopodi e vertebrati. Hanno cornee, iris, lenti e altre strutture necessarie per la visione ad alta risoluzione come la nostra. Inoltre, le loro retine sono dirette verso la luce, come quelle dei cefalopodi, anziché via, come la nostra, il che significa che ai vermi manca il punto cieco tipico dei vertebrati.
La maggior parte delle specie Alciopid vive nelle prime 650 piedi dell'oceano, dove possono vedere dalla luce del sole. Sono vermi relativamente lunghi con corpi sottili, così sottili che i loro occhi possono essere due volte più larghi del loro corpo. La loro lunghezza rende difficile muoversi rapidamente o con grazia, ma la loro acuta visione impedisce loro di diventare facili prede, perché possono vedere un predatore che arriva con abbastanza tempo per fuggire.
12. I policheti spesso si avvicinano e si avvicinano agli altri invertebrati
I policheti non si trovano sempre nei tubi o sul fondo del mare. Quasi 400 specie di vermi di setola sono state documentate in relazione con altri invertebrati. Alcuni praticano il commensalismo, in cui i vermi di setola beneficiano di una relazione ma non danneggiano il loro ospite. Altri praticano il parassitismo, dove il polichete guadagna qualcosa a spese dell'ospite. Una specie - Arctonoe vittata - è stata trovata a vivere con più di 30 diverse specie di invertebrati, anche a fianco di stelle marine, strisciando tra i numerosi piedi a tubo mobile. Il piccolo polichete ha una casa sicura e la stella marina può felicemente fare la sua stella marina. Trovare un host è probabilmente una sfida, ma gli studi dimostrano che questo worm setola segue i segnali chimici dall'host.
Il verme Lepidonotus squamatus emette un leggero bagliore bioluminescente. (Alexander Semenov) 13. I worm worm in scala sono gli insetti della pillola del mare
Piatti e ricoperti di squame chiamate elitre, i vermi di scala sembrano qualcosa di simile al roly-polys che abita nell'oceano. Le loro squame si sgretolano e si rigenerano come meccanismo difensivo. In alcune specie, le squame producono luce bioluminescente, che può lasciare un predatore con un boccone di parti incandescenti. Ciò a sua volta fa pubblicità al luogo in cui si trova l'animale inconsapevole ai propri predatori. I vermi di scala sono carnivori, si nutrono di altri piccoli invertebrati come granchi, stelle marine, lumache e persino altri policheti. Una volta che vedi le loro mascelle, puoi capire come questi piccoli vermi possono scegliere il buffet di invertebrati. Molti sono piccoli, ma ci sono alcuni polineidi di acque profonde che possono raggiungere quasi un piede di lunghezza, come le specie Eulagisca gigantea trovate in Antartide.
14. Il "Squidworm" è davvero tutto worm
Durante l'esplorazione delle acque profonde del mare di Celebes nel 2007, gli scienziati che lavorano al censimento della vita marina hanno aspirato uno strano animale chimerico. Con il corpo di un polichete e molte lunghe appendici sulla testa, lo soprannominarono "Squidworm", anche se in verità è interamente verme. Il calamaro ( Teuthidodrilus samae ) ha dieci tentacoli sulla testa che sono abbastanza spessi e lunghi quasi quanto il suo corpo. Otto sono usati per respirare e sentire, e gli altri due sono per afferrare il cibo particolato dall'acqua. I vermi hanno anche sei coppie di organi sensoriali pennuti chiamati organi nucali che sono essenzialmente la loro versione di un naso. I vermi si spingono con una parapodia simile a una paletta e fan di setole dorate.
Il suo aspetto strano è avvincente, ma gli scienziati trovano affascinante il calamaro perché sembra essere una specie di transizione. Ha caratteristiche sia dei policheti che nuotano liberamente che di quelli che vivono in fondo, dando un'idea dell'evoluzione del verme delle setole. "Ha fatto ogni sorta di cose peculiari al suo corpo", ha detto Fauchald al National Geographic dopo la sua scoperta. "Ne sono felice."
Scopri di più sui vermi di setole marine e sulla Giornata internazionale dei policheti dal portale sull'oceano di Smithsonian.
