Il polpo sente i sapori con i tentacoli

Un altro dei tanti superpoteri dei polpi: assaggiano le prede con cellule speciali nelle loro ventose

I polpi sono invertebrati noti per la loro intelligenza e per i loro sofisticati comportamenti di predazione e fuga. Caratteristiche facilitate da un sistema nervoso distribuito perifericamente che consente loro di elaborare sensazioni avanzate  con i loro lunghi tentacoli flessibili e indipendenti dal loro cervello centrale. Il nuovo studio “Molecular Basis of Chemotactile Sensation in Octopus”, pubblicato su Cell da un team di ricercatori del Department of molecular and cellular biology dell’Harvard University, ha scoperto che questi adattamenti dei polpi favoriscono il vorace comportamento predatorio vorace del polpo  attraverso una «sensazione chemiotattile “tocco-gusto” dei tentacoli per localizzare e catturare la preda nelle fessure del fondo marino».

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Gli scienziati statunitensi spiegano che «Ogni tentacolo è dotato di numerose ventose che gli consentono di percepire e manipolare la preda, fungendo efficacemente per il polpo da equivalente sia della lingua che delle mani. Il modo in cui il sistema nervoso del polpo è distribuito perifericamente media la sensazione e il comportamento del tentacolo relativamente autonomo era sconosciuto e relativamente inesplorato».

Commentando lo studio su Science News, Tamar Gutnick, un neurobiologo che studia i polpi all’università ebraica di Gerusalemme e che non è stato coinvolto nella ricerca, ha detto: «C’era un’enorme lacuna nella conoscenza di come i polpi raccolgono effettivamente informazioni sul loro ambiente. Sapevamo del tocco-gusto, ma conoscerlo e capire come funziona effettivamente è una cosa molto diversa».

Per capire come le ventose del polpo svolgono questo compito complesso, i ricercatori hanno esaminato più da vicino, in laboratorio, le ventose dei l polpo a due punti della California (Octopus bimaculoides) e con il microscopio hanno scoperto sulla superficie delle ventose strutture che sembravano cellule sensoriali. Quando il team dell’Harvard University ha isolato e testato queste cellule, ha scoperto che ce ne erano due tipi: uno sensibile al tatto e simile alle cellule presenti in altri animali, ma l’altro tipo di cellula era qualcosa di completamente nuovo, con proteine ​​recettrici che rispondevano a stimoli chimici come l’estratto di pesce.

I principali autori dello studio, Lena van Giesen e Nicholas Bellono, sottolineano che «In questo studio, abbiamo studiato la chemiosensazione “tocco-gusto” nel polpo per identificare gli stimoli chimici, i recettori, le cellule, i meccanismi di trasduzione e i comportamenti associati. Abbiamo caratterizzato una nuova famiglia di recettori chemiotattili (CR) che mediano questa modalità chemosensoriale acquatica dipendente dal contatto. I CR si trovano specificamente nei cefalopodi, sono espressi in ventose lungo le braccia e sono correlati evolutivamente ai recettori dei neurotrasmettitori. Abbiamo scoperto che, invece di rispondere ai neurotrasmettitori, questi recettori si sono adattati per mediare il rilevamento di molecole scarsamente solubili da prodotti naturali proposti per agire come mediatori della sensazione di “tocco-gusto” negli ambienti acquatici. Numerosi CR sono co-espressi nelle cellule recettoriali e formano diversi complessi di canali ionici per specificare il rilevamento e la trasduzione di un segnale chimico distinto. Questa caratteristica consente al sistema chemiotattile del polpo di codificare diversi segnali ambientali, anche a livello delle proteine ​​del recettore sensoriale, una caratteristica adatta al sistema nervoso a distribuzione periferica del polpo».

Inoltre, il team di ricerca dell’Harvard University ha dimostrato che «Il polpo utilizza cellule chemio- e meccanosensoriali separate e distinte che esprimono recettori specifici e mostrano discrete attività elettriche per trasmettere rispettivamente informazioni chimiche e tattili».

La van Giesen e Bellono confermano: «In effetti, abbiamo osservato che i polpi esploravano il loro ambiente usando movimenti tattili stereotipati che vengono nettamente modificati dal contatto con diversi agonisti CR. Quindi, i nostri risultati dimostrano che il sistema nervoso del polpo, distribuito in modo univoco, mostra eccezionali proprietà di elaborazione del segnale ambientale mediate da recettori sensoriali altamente specializzati. Inoltre, questo studio evidenzia come singole proteine ​​siano in grado di codificare informazioni complesse per mediare il comportamento cellulare e dell’organismo».

Per spiegare questo nuovo eccezionale suoerpotere dei polpi, su Times la van Giesen ha fatto un efficace esempio: «Se gli esseri umani fossero polpi, potrebbe sembrare che avessero otto lunghe lingue ricoperte di ventose. O forse sembrerebbero totalmente diversi, semplicemente non lo sappiamo».

La chemiosensazione acquatica è stata a lungo associata alla segnalazione a distanza tramite sostanze chimiche idrofile, mentre la sensazione terrestre utilizza il rilevamento di molecole volatili trasportate dall’aria che sono scarsamente solubili in acqua. Ma gli organismi acquatici producono e rispondono a una varietà di composti idrofobici, «suggerendo – dicono i ricercatori –  una forma distinta di “gusto” acquatico mediata dalla chemiosensazione dipendente dal contatto di molecole insolubili che non si diffondono facilmente nell’acqua».

Rebecca Tarvin, biologa dell’università della California – Berkeley, che ha scritto un commento sul nuovo studio, ha spiegato su Times che «Con l’aiuto di queste cellule i polpi creano una mappa gustativa molto dettagliata di ciò che stanno toccando. Non hanno nemmeno bisogno di vederlo. Stanno solo rispondendo a composti attraenti e avversi».

La van Giesen e Bellono  concludono: «Quindi, il nostro studio fornisce anche una base molecolare per la sensazione di “tocco-gusto” acquatico identificando i CR  dei polpi come mediatori della sensazione dipendente dal contatto di molecole terpenoidi scarsamente solubili prodotte dalla preda. Tuttavia, una miriade di composti naturali sconosciuti potrebbero agire come stimoli chemiotattili per mediare comportamenti distinti a seconda di habitat specifici, contesto comportamentale o variazione delle specie».

Foto di edmondlafoto da Pixabay 

Fonte: www.greenreport.it

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