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Evolution of the Cochlea and Hearing in Odontocetes

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Rivelato il modo in cui gli odontoceti vedono il suono

Grazie a uno speciale sesto senso chiamato ecolocalizzazione, gli odontoceti sono in grado di individuare il cibo e di orientarsi quando si immergono negli oceani profondi e bui. Una ricerca finanziata dall’UE concentra l’attenzione sulla coclea per gettare luce su questo successo evolutivo.

Ricerca di base

Gli odontoceti sono uno straordinario gruppo di mammiferi marini sviluppatisi nel corso di milioni di anni. La loro abilità più stupefacente è quella di «vedere» negli oceani profondi e bui. Poiché cetacei quali le balene, i delfini e le focene non possono fare affidamento sulla vista, hanno imparato ad ascoltare molto attentamente e sono in grado di ecolocalizzarsi. Tale incredibile sesto senso, chiamato ecolocalizzazione, è un adattamento necessario per i cetacei dentati (odontoceti), il ceppo di mammiferi marini più ricco di specie. L’ecolocalizzazione è in realtà il catalizzatore del loro successo evolutivo. Le balene impiegano questo sviluppato senso dell’udito per «vedere» ciò che le circonda, per individuare i predatori, per trovare il cibo e per comunicare. Sebbene la ricerca sull’udito degli odontoceti si sia fino a oggi concentrata su esperimenti fisiologici e sull’identificazione del canale uditivo, il progetto ECHO ha rivolto l’attenzione alla coclea.

Modelli 3D della coclea

L’ecolocalizzazione è una forma di sonar biologico che impiega un suono ad alta frequenza prodotto nella fronte e infine rilevato dalla coclea. Impiegando tecniche analitiche di scansione e visualizzazione e metodi quantitativi d’avanguardia quali la morfometria geometrica in 3D, i ricercatori hanno identificato le differenze nella morfologia della coclea degli odontoceti. Il principale obiettivo del progetto ECHO è stato lo studio della diversità della coclea dei cetacei dentati. «È certamente un obiettivo che abbiamo raggiunto, poiché ora disponiamo di modelli tridimensionali della coclea del 95 % dei generi di cetacei dentati viventi, oltre a modelli rappresentativi di circa 20 famiglie estinte di questo gruppo di animali. È un enorme passo in avanti per quanto riguarda la grandezza dei nostri campioni, che prima dell’inizio del progetto erano molto più piccoli», spiega Travis Park, coordinatore del progetto e assistente di ricerca post-dottorato presso il Museo di storia naturale di Londra. Il progetto si è inoltre posto l’obiettivo di studiare la convergenza evolutiva delle capacità di ecolocalizzazione dei cetacei dentati. «Inizialmente la ricerca doveva essere incentrata solo sui delfini di fiume, ma alla fine abbiamo esteso lo studio, osservando tutti i gruppi di cetacei dentati viventi. Il risultato è stato uno studio su più ampia scala e di migliore qualità», osserva Park. A partire dallo studio sulla convergenza evolutiva, il gruppo responsabile del progetto ECHO ha potuto riunire dati di rilevanza fondamentale che hanno portato a scoperte notevoli. Ad esempio, i dati hanno dimostrato che è possibile che l’ambiente acustico estremo tipico dell’oceano profondo limiti la forma della coclea e provochi una convergenza nella morfologia cocleare dei capodogli e degli zifidi. «In termini più generali, il principale risultato è stato scoprire che la capacità di ecolocalizzazione è legata alla nicchia di habitat/ecologica in cui vive l’animale. Ciò è interessante poiché si allinea con ciò che stiamo scoprendo riguardo altri aspetti dell’anatomia e dell’udito dei cetacei dentati, ad esempio il cranio e la mandibola. È bello vedere che i risultati di ECHO si integrano in un contesto più ampio», chiarisce Park.

Sei articoli, un capitolo di libro e altro ancora

Avendo raccolto un così ampio numero di dati, Park sta ancora sfruttando la ricerca svolta. Fino a oggi sono stati pubblicati sei articoli scientifici e altri tre sono in arrivo. Inoltre, a partire dal progetto è stato redatto il capitolo di un libro. «In generale, quindi, è stato un periodo molto produttivo. In futuro ho intenzione di aggiungere dati alla raccolta, dove possibile, e di impiegare le competenze e gli approcci metodologici sviluppati durante il progetto per un più ampio studio sull’evoluzione dei mammiferi marini, invece di soffermarmi specificamente sull’udito. Infine, c’è un altro articolo che voglio pubblicare, direttamente legato a ECHO, e spero di poterlo fare quest’anno».

Parole chiave

ECHO, cetaceo dentato, coclea, ecolocalizzazione, udito, mammifero marino, odontoceti

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