Sfumature di biologia: tutti i COLORI tra visione e evoluzione (parte II)

Come promesso, torniamo a parlare di colore! Se vi siete persi l’introduzione, cliccate qui.

Tutti gli animali hanno occhi o strutture analoghe per vedere il mondo che li circonda. Dagli invertebrati più semplici agli animali più complessi, praticamente tutti hanno cellule sensibili alla luce che servono appunto da occhi, anche se, a volte, si tratta davvero  di strutture insolite.

Ogni specie si è, infatti, evoluta sviluppando le caratteristiche visive più adatte al proprio habitat e stile di vita. Tra queste caratteristiche, talvolta, c’è anche la visione dei colori. Pensate che il colore, in molti casi, è capace di determinare la sopravvivenza dell’individuo, come avviene nel mimetismo, oppure può sancire le sue possibilità di riproduzione, attraverso l’attrazione per l’altro sesso guidata da stimoli cromatici. In questo senso, il colore ha un ruolo importante anche nell’evoluzione delle specie. Come poteva essere altrimenti?

Nella precedente puntata abbiamo scoperto che la visione a colori è a totale discrezione dei coni: ne conosciamo 4 tipi, identificati sulla base della sensibilità alla lunghezza d’onda del fotopigmento contenuto nei loro segmenti più esterni. Nelle diverse specie animali possono essere presenti tutte le possibili combinazioni, da una sola popolazione a tutte e quattro.

Le specie che presentano solo una popolazione di coni hanno una percezione limitata delle differenti sfumature di quel dato colore. I ratti, per esempio, sono sensibili alla luce gialla.

Proprio in relazione al loro stile di vita, quindi, molti vertebrati, come pesci, anfibi e rettili, hanno la capacità di vedere i colori. Iniziamo parlando dei mammiferi a noi più cari prima di passare ad animali più specializzati per questa caratteristica, ovvero uccelli e insetti.

Anche se sono in molti a crederlo, i cani ed i gatti non vedono in bianco e nero.

Il migliore amico dell’uomo ha due popolazioni di coni. Una assorbe la luce nello spettro blu-violetto, mentre la seconda assorbe la luce dello spettro giallo. I cani, sostanzialmente, possono essere paragonati alle persone dicromatiche, in particolare a quelle affette da deuteranopia (mancanti della popolazione dei coni sensibili al verde) di cui abbiamo parlato la settimana scorsa. Possono vedere i colori ma non sono in grado di distinguere fra le sfumature rosse e quelle verdi. Vedranno le sfumature che vanno dal violetto all’indaco, al blu, mentre confondono i colori rosso, arancione, giallo e giallo-verde, pur distinguendoli dal bianco.

Quindi, quando volete tirare una pallina al parco per giocare col vostro cane, evitate colori come l’arancione perché, per lui, sarà più difficile da distinguere!

Sempre restando su esempi per noi familiari, anche i bovini mancano degli stessi coni. Ne consegue che i tori non possono percepire il colore del drappo rosso sventolato dai toreri.
Per quanto riguarda i cavalli, sembrerebbe che siano in grado di percepire il colore verde o il blu mentre gli altri colori sarebbero visti come tonalità di grigio. I gatti, per distinguersi, hanno ben tre popolazioni di coni, con picchi di assorbimento a 450, 500 e 550 nm. Distinguono blu, verde, giallo e violetto, ma non rosso, arancione e marrone.

Sappiamo, però, che oltre alla presenza dei diversi tipi di coni, per la visione cromatica concorrono altri meccanismi per cui è necessario ricorrere anche a prove comportamentali per verificare che l’informazione venga inviata al cervello e da questo elaborata.

Infatti, numerosi studi comportamentali non hanno dimostrato una visione ottimale per i colori nei felini e sembra che siano in grado di distinguere le aree colorate solo se sono diffuse su ampie superfici. La loro visione del colore è probabilmente molto meno vivida in confronto alla nostra, anche se possono percepire grandi zone di colore come il verde di un prato, sono incapaci di distinguervi una pallina messa sullo sfondo. Soltanto quando la pallina arriva tanto vicino da riempire la gran parte del campo visivo, il gatto ottiene l’informazione sul suo vero colore.

Times Square vista da un essere umano (sopra) e da un gatto (sotto). Photo by Nickolay Lamm

Cani e gatti possiedono molti meno coni degli esseri umani, per cui si può capire come la loro visione dei colori non sia “ricca” come nell’uomo. Si pensa che il numero dei coni nelle retine delle specie notturne, tra cui i gatti, sia andata incontro ad una riduzione per consentire un aumento numerico dei bastoncelli, fondamentali per la visione notturna.
Dal punto di vista evolutivo appare chiaro, al contrario, il vantaggio di primati che si fossero cibati di frutta, nel possedere la capacità di riconoscere i colori. La gran parte delle scimmie, infatti, ha una visione del colore buona come la nostra.

Non sono solo i frutti ad essere colorati ma anche, e soprattutto, i fiori. Chi vogliono attrarre con tutte le meravigliose gradazioni di colore che mostrano? Insetti ed uccelli!

Gli occhi degli insetti sono strutture complesse, definiti occhi composti perché, a tutti gli effetti, sono costituiti da numerosi elementi esagonali ciascuno dei quali è una specie di sistema visivo autonomo, con una propria terminazione nervosa. Vedono il mondo come un mosaico di immagini minuscole, create da ommatidi (unità ottiche).

Dal momento che l’occhio degli insetti non ha pupilla, né iride, né cristallino, è difficile dire se vedono o meno i colori. In seguito ad alcuni esperimenti comportamentali si è visto che le api non vedono il rosso mentre sono in grado di distinguere il giallo, il verde bluastro, il blu e l’ultravioletto. La percezione dei colori è, quindi, molto diversa da quella dei vertebrati, infatti molti insetti sono in grado di vedere gli ultravioletti che consentono loro di sapere dove si trova il Sole, per orientarsi anche quando il cielo è coperto dalle nuvole. Alcune farfalle, grazie a questa caratteristica, riconoscono i maschi dalle femmine e le api vengono attratte dai fiori in cui alcune strutture si vedono solo agli ultravioletti.

Oltreché per orientarsi e procacciarsi il cibo, si è visto che i colori hanno, per gli insetti, anche altre funzioni comunicative. Alcune vespe usano mutevoli schemi colorati della faccia per il riconoscimento individuale. Altre sono in grado, tramite l’esibizione di alcune colorazioni, di dare informazioni sulle capacità di combattimento, come fossero colori di una cintura di karate. Così, quando due vespe si incontrano, possono valutarsi a vicenda senza combattere.

Vi starete chiedendo, se le api non vedono il rosso perché molte piante hanno evoluto fiori con questo colore? Un po’ perché alcune gradazioni di rosso, come il porpora, è recepito dalle api come blu, un po’ perché alcuni rossi contengono anche l’ultravioletto o, semplicemente, perché si sono co-evolute con altre specie, come farfalle o uccelli che, in tema di visione, non hanno rivali.

Gli uccelli hanno una vita relazionale basata soprattutto sul senso della vista, sono dotati di occhi molto grandi e di una capacità visiva notevole. La retina tipica degli uccelli diurni ha una gran densità di coni, mentre i cacciatori notturni, grazie a un gran numero di bastoncelli ultra sensibili, sono in grado di ricevere molta luce nell’oscurità. Gli uccelli riescono a vedere i colori meglio della maggior parte dei mammiferi e possono percepire la radiazione luminosa fino all’ultravioletto. La loro retina può, infatti, contare su quattro tipi di coni sensibili (violetto e parte dell’ultravioletto, blu, verde e rosso).

Considerato il frequente dimorfismo sessuale della livrea degli uccelli che mostra un maschio colorato più intensamente, il colore ha un ruolo importante nella scelta operata dalle femmine per l’accoppiamento. In linea generale sembra che le femmine prediligano i maschi le cui piume presentano una maggiore riflessione nella lunghezza d’onda dell’UV. Si è scoperto il valore adattativo di tale selezione: la riflessione dell’UV dipende dalla struttura microscopica delle piume, che si altera in condizioni di malattia costituendo, perciò, un indicatore di salute del potenziale partner.

Dimorfismo sessuale nel pavone. Il pavone maschio fa sfoggio del suo bel piumaggio davanti alla femmina.

Gli occhi e le capacità visive dei rettili, invece, variano da specie a specie. I rettili predatori notturni, come i gechi, hanno occhi adatti al buio, con pupille che possono controllare l’intensità luminosa. Altri sono sensibili agli infrarossi, come i serpenti che, grazie a recettori termici posti sotto gli occhi e che il cervello associa alla visione oculare, riescono facilmente ad individuare le prede a sangue caldo.

Per quanto riguarda i pesci, non sappiamo se distinguano i colori e, dato che nel mondo subacqueo la visibilità non va generalmente oltre i 30 metri, gli occhi dei pesci sono comunque idonei a vedere solo a distanze ravvicinate. Ma, anche in acqua, c’è qualcuno che ha ha una vista di un certo livello. Signore e signori, per la percezione del colore abbiamo un vincitore, se non altro, per numero di recettori: un ordine di crostacei, gli stomatopodi, ne ha quattro volte di più degli esseri umani. Noi ne abbiamo tre, loro ne hanno 12.

Noi ci fermiamo qui, ma la biologia dei colori non ha certo finito di regalarci sorprese!

Lo sapevi che il camaleonte ha il colore del camaleonte solo quando si posa su un altro camaleonte? (Dylan Dog)

Serena Piccardi

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