Non c'è su o giù nello spazio, eppure in spettacoli come Star Trek, le navi sono sempre orientate allo stesso modo: lato destro in alto. È un trope 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. Mentre un pesce scivola attraverso il suo mondo senza peso, tridimensionale e acquoso, rimane quasi sempre rivolto verso l'alto. La domanda - sia per le astronavi che per i pesci - è perché?
È una domanda più semplice a cui rispondere per le navi spaziali immaginarie rispetto ai pesci della vita reale.
Al cinema o in televisione, i registi mostrano le navi come fanno perché rendono la scena più comprensibile agli spettatori, creature abituate a un mondo legato alla gravità. "Abbiamo un'idea fissa che tutto dovrebbe essere rivolto verso l'alto", afferma Frank Fish, un morfologo funzionale alla West Chester University in Pennsylvania. E i pesci? È un puzzle.
"Non riesco ad entrare nella mente di un pesce, nonostante il mio nome, e determinare perché lo farebbe in particolare, " afferma Fish.
Approfondendo il mistero è che gli scienziati conoscono poche ragioni per cui un pesce nuoterebbe con un orientamento particolare, eppure hanno chiaramente una preferenza. A differenza degli animali terrestri, i pesci non spingono contro il terreno per muoversi. E, mentre si muovono, i pesci non sono più snelli in un orientamento rispetto a un altro. Inoltre, la maggior parte dei pesci è molto pesante, afferma Brooke Flammang, che studia biomeccanica dei pesci presso il New Jersey Institute of Technology. Come un bambino in equilibrio su un pallone da spiaggia in piscina, la gravità vuole che si ribaltino. Quindi perché non lo fanno?
La spiegazione principale è che i pesci hanno iniziato la vita da una parte, evolutivamente parlando, e quindi la maggior parte non ha mai avuto motivo di cambiare. "Solo tra di noi, sì, non si sono mai disturbati", dice Milton Love, uno zoologo marino semi-pensionato dell'Università della California, Santa Barbara.
L'orientamento preferito di un pesce "risale a quei primissimi passi di costruzione di un lato sinistro e uno destro, un'estremità della testa [e] un'estremità della coda", afferma Peter Wainwright, che studia la morfologia e il comportamento dei pesci all'Università della California, Davis .
Ci sono due gruppi di animali che hanno lati sinistro e destro distinti, dice Wainwright. Il primo gruppo, la 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 che si forma diventa l'ano.
Questa leggera differenza iniziale significa che i due gruppi si sviluppano in orientamenti opposti. Il rovescio determina quale lato dell'animale diventa la sua parte superiore (dorsale) e quale diventa la sua parte inferiore (ventrale), oltre a dove scorre il cordone nervoso, afferma Lauren Sallan, che studia la prima evoluzione dei vertebrati all'Università della Pennsylvania.
Nella maggior parte degli invertebrati, il cordone nervoso scorre lungo il ventre. I nervi hanno poca difficoltà a connettersi agli occhi e al cervello, che sono più dorsali, poiché gli invertebrati spesso non hanno 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 della moneta che è diventato un grande vincolo a forma di pesce", afferma Sallan.
La domanda, quindi, è: perché i pesci sono rimasti con il dorso rivolto verso l'alto? La risposta sta nei principi di base della teoria evoluzionistica: se un nuovo tratto non fornisce un netto vantaggio, le cose tendono a rimanere invariate.
Gli scienziati hanno preso in giro alcuni dei vantaggi di nuotare verso l'alto. 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 tengono lontani quegli organi sensibili da cibo e detriti e sono alla ricerca di predatori. Anche la loro pesantezza conferisce al pesce alcuni benefici: aumenta la loro manovrabilità, afferma Flammang.
E alcuni pesci hanno imparato a nuotare sottosopra, mentre altri flirtano con l'idea.
Molti pesci che vivono vicino a strutture come scogliere o moli orienteranno le loro pance contro pareti verticali o persino soffitti, dice Wainwright. I pesci sembrano a proprio agio nuotando in questo modo vicino alle strutture, ma gireranno rapidamente verso destra quando nuotano via.
Un gruppo di pesci gatto africano ha abbracciato completamente la vita sottosopra. Il loro comportamento è il risultato di un pesce che abita sul fondo che si adatta per sfruttare l'acqua ricca di ossigeno vicino alla superficie. La bocca di un pesce gatto è sul lato inferiore, quindi è stato probabilmente più facile per il pesce capovolgere e trattare la parte superiore dell'acqua allo stesso modo in cui trattava 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", afferma.
Ma nella stragrande maggioranza dei casi, afferma Love, "non vi 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, cambiare semplicemente non ne valga la pena. A questo punto, essere retti 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, con il lato destro in alto.
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