Sistemi sensoriali/Pesci/Linea laterale

I pesci sono animali acquatici con una grande diversità. Ci sono oltre 32’000 specie di pesci, che ne fanno il più grande gruppo di vertebrati.

L’organo sensoriale della linea laterale mostrato su uno squalo. Gli occhi della maggior parte dei pesci che vivono alla luce del giorno sono in grado di vedere i colori. Alcuni possono anche vedere la luce ultravioletta. I pesci hanno anche un ottimo senso dell’olfatto. Le trote per esempio hanno dei fori speciali chiamati “nares” nella loro testa che usano per registrare piccole quantità di sostanze chimiche nell’acqua. I salmoni che migrano dall’oceano usano questo senso per ritrovare la strada verso i loro corsi d’acqua, perché ricordano il loro odore. Soprattutto i pesci di terra hanno un senso tattile molto forte nelle loro labbra e nei barbigli. Anche le loro papille gustative si trovano lì. Usano questi sensi per cercare il cibo sul terreno e nelle acque torbide.

I pesci hanno anche un sistema di linee laterali, noto anche come sistema lateralis. Si tratta di un sistema di organi di senso tattile situati nella testa e lungo entrambi i lati del corpo. Viene utilizzato per rilevare il movimento e le vibrazioni nell’acqua circostante.

FunzioneModifica

I pesci usano l’organo di senso della linea laterale per rilevare prede e predatori, cambiamenti nella corrente e il suo orientamento e lo usano per evitare collisioni durante la scolarizzazione.

Coombs et al. hanno dimostrato che l’organo di senso della linea laterale è necessario ai pesci per rilevare la loro preda e orientarsi verso di essa. I pesci individuano e si orientano verso i movimenti creati dalla preda o da una sfera metallica vibrante anche quando sono accecati. Quando la trasduzione del segnale nelle linee laterali è inibita dall’applicazione di cloruro di cobalto, la capacità di puntare la preda è notevolmente diminuita.

La dipendenza dei pesci dall’organo della linea laterale per evitare le collisioni nei pesci di scuola è stata dimostrata da Pitcher et al. nel 1976, dove hanno dimostrato che i pesci otticamente ciechi possono nuotare in un banco di pesci, mentre quelli con un organo di linea laterale disabilitato non possono.

AnatomyEdit

Le linee laterali sono visibili come due linee deboli che corrono lungo entrambi i lati del corpo del pesce, dalla testa alla coda. Sono costituite da una serie di cellule meccanorecettrici chiamate neuromasti. Questi sono situati sulla superficie della pelle o sono, più frequentemente, incorporati nel canale della linea laterale. Il canale della linea laterale è una struttura piena di muco che si trova proprio sotto la pelle e trasmette lo spostamento d’acqua esterno attraverso aperture dall’esterno ai neuromasti all’interno. I neuromasti stessi sono costituiti da cellule sensoriali con sottili cellule ciliate che sono incapsulate da una cupola gelatinosa cilindrica. Queste raggiungono o direttamente l’acqua aperta (comune nei pesci d’alto mare) o il fluido linfatico del canale della linea laterale. Le mutevoli pressioni dell’acqua piegano la cupula, e a loro volta le cellule ciliate all’interno. Come per le cellule ciliate in tutte le orecchie dei vertebrati, una deflessione verso le ciglia più corte porta ad una iperpolarizzazione (diminuzione della frequenza di accensione) e una deflessione nella direzione opposta porta ad una depolarizzazione (aumento della frequenza di accensione) delle cellule sensoriali. Quindi l’informazione della pressione è trasdotta in informazione digitale usando la codifica del tasso che è poi passata lungo il nervo della linea laterale al cervello. Integrando molti neuromasti attraverso le loro connessioni afferenti ed efferenti, si possono formare circuiti complessi. Questo può farli rispondere a diverse frequenze di stimolazione e di conseguenza codificare per diversi parametri, come l’accelerazione o la velocità.

Alcune scaglie della linea laterale (centro) di un Rutilus rutilus

Schema dell'anatomia del sistema sensoriale della linea laterale.

Negli squali e nelle razze, alcuni neuromasti hanno subito un’evoluzione interessante. Si sono evoluti in elettrorecettori chiamati ampolle di Lorenzini. Sono per lo più concentrati intorno alla testa del pesce e possono rilevare un cambiamento di stimoli elettrici piccoli come 0,01 microvolt. Con questo strumento sensibile questi pesci sono in grado di rilevare minuscoli potenziali elettrici generati da contrazioni muscolari e possono così trovare le loro prede su grandi distanze, in acque torbide o addirittura nascosti sotto la sabbia. È stato suggerito che gli squali usano questo senso anche per la migrazione e l’orientamento, poiché le ampolle di Lorenzini sono abbastanza sensibili da rilevare il campo elettromagnetico terrestre.

Evoluzione ConvergenteModifica

Cephalopods:

I cefalopodi come calamari, polpi e seppie hanno linee di cellule epidermiche ciliate sulla testa e sulle braccia che ricordano le linee laterali dei pesci. Registrazioni elettrofisiologiche da queste linee nella seppia comune (Sepia officinalis) e nel calamaro breve (Lolliguncula brevis) le hanno identificate come un analogo invertebrato delle linee laterali meccanorecettive dei pesci e degli anfibi acquatici:

Un’altra convergenza con la linea laterale dei pesci si trova in alcuni crostacei. Contrariamente ai pesci, essi non hanno le cellule meccanosensoriali sul loro corpo, ma le hanno distanziate a intervalli regolari su lunghe antenne traenti. Queste sono tenute parallele al corpo. Questo forma due “linee laterali” parallele al corpo che hanno proprietà simili a quelle delle linee laterali dei pesci e sono meccanicamente indipendenti dal corpo.

Mammiferi:

Nei lamantini acquatici il corpo postcraniale porta peli tattili. Assomigliano ai peli meccanosensoriali dei ratti talpa nudi. Questa disposizione di peli è stata paragonata alla linea laterale dei pesci e completa le scarse capacità visive dei lamantini. Allo stesso modo, i baffi delle foche di porto sono noti per rilevare i minimi movimenti dell’acqua e servono come un sistema di recettori idrodinamici. Questo sistema è molto meno sensibile dell’equivalente dei pesci.

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