Attraverso gli occhi della natura: lo studio fa luce su come gli animali vedono i colori

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I biologi dell’Università dell’Arkansas hanno migliorato la comprensione da parte degli scienziati della visione degli animali, in particolare dei colori che vedono, raccogliendo dati sulla visione da centinaia di vertebrati e invertebrati.

(Foto: Ala Moshiri, UC Davis)

Scoperta recente

I ricercatori hanno scoperto che gli animali adattati alla terra potrebbero percepire più colori rispetto alle creature adattate all’acqua. Gli animali abituati ad ambienti terrestri aperti percepiscono più colori di quelli abituati alle foreste.

Tuttavia, la storia evolutiva di una specie – in particolare la distinzione tra vertebrati e invertebrati – ha un impatto sostanziale sul colore che vede. Rispetto ai vertebrati, gli invertebrati vedono lunghezze d’onda della luce più corte.

Questi risultati sono stati recentemente pubblicati in Proceedings of the Royal Society B dallo studente di dottorato in Scienze biologiche Matt Murphy e dall’assistente professore Erica Westerman. Il loro articolo, “La storia evolutiva limita la capacità delle specie di abbinare la sensibilità del colore alla luce dell’habitat disponibile”, spiega come l’ambiente, l’evoluzione e, in una certa misura, la composizione genetica influenzano come e quali colori vedono gli animali.

“Per molto tempo, gli scienziati hanno ipotizzato che la vista degli animali si sia sviluppata per adattarsi alle tonalità di luce prevalenti nei loro habitat”, ha detto Westerman. “Tuttavia, questa ipotesi è difficile da dimostrare e c’è ancora così tanto che non sappiamo sulla visione degli animali”. “La raccolta di dati per centinaia di specie di animali che vivono in vari habitat è un compito monumentale, soprattutto se si considera che invertebrati e vertebrati utilizzano diversi tipi di cellule nei loro occhi per convertire l’energia luminosa in risposte neuronali”.

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Intensità della lunghezza d’onda

(Foto: Università di Portsmouth)

Le lunghezze d’onda e l’intensità della luce in un particolare ambiente influenzano la capacità di un animale di rilevare informazioni visive. Lo spettro di luce percepito da un animale è determinato dalla quantità e dalla sensibilità alla lunghezza d’onda di una classe di proteine ​​retiniche chiamate opsine, che vanno dall’ultravioletto al rosso lontano.

D’altra parte, invertebrati e vertebrati hanno opsine filogeneticamente uniche nelle loro retine e gli scienziati devono ancora scoprire se queste opsine influenzino ciò che gli animali percepiscono o come si adattano alla luce che li circonda.

Murphy e Westerman hanno studiato la vista di 446 specie animali da quattro phyla. Uno di questi phyla conteneva vertebrati o creature dalla spina dorsale come pesci e umani. Nei phyla rimanenti sono stati trovati invertebrati o creature senza spina dorsale, come insetti, calamari e meduse.

Lo studio ha scoperto che mentre gli animali si adattano all’ambiente circostante, la loro capacità di adattamento è biologicamente limitata. Sebbene sia i vertebrati che gli invertebrati utilizzino lo stesso tipo di cellula, le opsine, per vedere, costruiscono queste cellule in modi distinti. Questa differenza fisiologica tra vertebrati e invertebrati, nota come opsine ciliare nei vertebrati e opsine rabdomeriche negli invertebrati, potrebbe spiegare perché gli invertebrati sono più bravi a vedere la luce a lunghezza d’onda corta. Tuttavia, il loro habitat dovrebbe selezionare i vertebrati per vedere la luce a lunghezza d’onda corta.

Ruolo della genetica

(Foto: Foto di CARL DE SOUZA/AFP via Getty Images)

Secondo Westerman, la discrepanza potrebbe essere attribuibile a cambiamenti genetici stocastici nei vertebrati ma non negli invertebrati. Queste mutazioni possono anche ridurre la quantità di luce che gli animali possono vedere.

“Il nostro lavoro affronta alcune preoccupazioni essenziali, ma ne solleva anche di nuove”, ha affermato Murphy. “Possiamo fare di più per analizzare le variazioni nell’anatomia delle retine di vertebrati e invertebrati, o come il loro cervello interpreta le informazioni visive in modo diverso, e questi sono argomenti intriganti”.

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