Saga of the Sea Turtle Parte II: The Epic Migration

Le tartarughe marine ( Caretta caretta ) sono una delle migrazioni più lunghe e spettacolari del regno animale. Nella puntata precedente, ho guardato come inizia il viaggio, con i piccoli che escono dai loro nidi e si arrampicano verso il mare aperto. Ma questo è solo il primo passo in un lungo viaggio transoceanico.

Loggerheads nato sulla costa della Florida si dirigono verso il North Atlantic Gyre, un vasto sistema circolare che circonda il Mar dei Sargassi. Le tartarughe giovanili passano 6-12 anni nel vortice, a volte attraversando il lato orientale dell'Oceano Atlantico, prima di tornare sulla costa nordamericana. Durante questo periodo, possono coprire più di 9.000 miglia. Le condizioni all'interno del Gyre Nord Atlantico sono giuste per le giovani tartarughe di sopravvivere e crescere, e riescono a evitare di allontanarsi troppo a nord oa sud dove rischiano di essere travolti da altre correnti oceaniche e espulsi dal vortice.

Dopo aver passato diversi anni a navigare nell'oceano aperto, i ferri corti ritornano sulla costa nordamericana per stabilirsi in campi di alimentazione poco profondi. Queste tartarughe sono in grado di ritornare in modo affidabile a specifiche aree di foraggiamento dopo lunghe migrazioni (e dopo "spostamenti sperimentali" da parte degli scienziati). Le tartarughe marine sono anche conosciute per percorrere lunghe distanze per tornare allo specifico tratto di spiaggia in cui sono nate per deporre le uova, anno dopo anno.

In che modo i giovani ferri corti senza esperienza migratoria precedente si fanno strada attraverso un oceano e ritorno mentre si trovano all'interno del Gyre Nord Atlantico? Cosa c'è dietro alla capacità delle tartarughe giovanili e degli adulti di individuare specifici obiettivi geografici separati da migliaia di miglia? Anni di ricerca di Kenneth Lohmann, un biologo marino dell'Università della Carolina del Nord a Chapel Hill, e altri hanno rivelato una risposta straordinaria.

Prima di rispondere a queste domande, è importante capire la differenza tra una bussola e una mappa e il ruolo che questi concetti svolgono nel viaggio di un taglialegna.

Bussola contro mappa

La spettacolare abilità di navigazione dei taglialegna implica che abbia sia un senso della bussola per mantenere le intestazioni sia un senso della mappa per determinare la sua posizione rispetto ad altre posizioni.

Una bussola fornisce informazioni direzionali. Molti animali possiedono un senso della bussola; può essere basato sulla posizione del sole o delle stelle, sui modelli di polarizzazione della luce o sul campo magnetico terrestre. Una bussola è fondamentale per la navigazione, ma di per sé è spesso insufficiente. Per trovare una specifica posizione geografica o manovre lungo una complessa rotta migratoria, un animale richiede un senso della mappa. Una mappa fornisce informazioni posizionali. Gli animali usano un senso della mappa per determinare la propria posizione rispetto a un obiettivo.

La differenza tra il senso di una bussola e il senso di una mappa è simile alla differenza tra tenere una bussola e vedere che sei rivolto a est e in possesso di un GPS che ti dice dove sei e come arrivare a casa da lì.

Nella prima parte di questa serie in due parti, ho discusso di come i testardi hatchling usano un senso di bussola magnetica per mantenere la loro rotta quando nuotano per la prima volta in mare aperto. Le tartarughe marine sono tra i tanti animali che possiedono una bussola magnetica, e i suoi meccanismi sono stati ben studiati. Ma fino a poco tempo fa, si sapeva poco del senso della mappa di queste tartarughe.

Poiché le tartarughe marine possono percepire i campi magnetici, ne consegue che potrebbero essere in grado di utilizzare le informazioni magnetiche nel loro senso della mappa. Una bussola magnetica consente alle tartarughe marine di determinare la direzione; una mappa magnetica consentirebbe loro di valutare la propria posizione geografica e capire dove si trovano rispetto ad altre posizioni. Per usare una tale mappa magnetica, le tartarughe marine dovrebbero essere in grado di distinguere le piccole differenze nei campi magnetici e imparare come il campo magnetico varia sull'area geografica in cui vivono e migrano.

Rilevamento dei parametri magnetici

Diverse caratteristiche del campo magnetico terrestre variano in modo prevedibile. Pertanto, diverse posizioni geografiche hanno diverse segnature magnetiche e potrebbero essere utilizzate per determinare la posizione geografica. Una di queste caratteristiche è l'angolo di inclinazione, che è l'angolo in cui le linee del campo magnetico intersecano la superficie del globo. Questo angolo varia da 0 gradi all'equatore a 90 gradi ai poli; in altre parole, l'angolo di inclinazione varia con la latitudine. Una seconda caratteristica geomagnetica che varia attraverso la superficie della Terra è la forza del campo magnetico. In generale, il campo è più forte vicino ai poli magnetici e più debole all'equatore.

Per determinare in che modo i legatori di tacche rispondono a diversi angoli e intensità di inclinazione magnetica, Lohmann ei suoi colleghi hanno usato lo stesso disegno sperimentale di base che aveva rivelato la bussola magnetica delle tartarughe. In questa configurazione, ogni tartaruga è stata dotata di un'imbracatura in nylon e lycra collegata a una linea monofilamento. La tartaruga era legata a un sistema di tracciamento elettronico al centro di una pozza d'acqua circolare, permettendogli di nuotare in qualsiasi direzione mentre il sistema di localizzazione ne monitorava i movimenti. Un grande sistema di bobine, costituito da molti fili di filo attraverso cui si poteva correre corrente elettrica, circondava la piscina. Lohmann ei suoi colleghi hanno manipolato la bobina per produrre campi magnetici di varia intensità e inclinazione.

In due esperimenti separati, i ricercatori hanno dimostrato che i testardi hatchling sono in grado di rilevare sia l'angolo di inclinazione magnetica che l'intensità del campo magnetico. In questi esperimenti, uno dei due parametri è stato mantenuto costante mentre l'altro era variato. Mentre questo approccio sperimentale era necessario per dimostrare che i ladri sono in grado di rilevare ogni parametro, non riflette accuratamente il mondo. In natura, l'intensità e l'inclinazione del campo magnetico variano insieme sulla superficie terrestre.

Per avvicinarsi al mistero del senso della mappa delle tartarughe marine, i testicoli dovrebbero essere testati in condizioni che riproducano quelli trovati lungo la loro rotta migratoria nel vortice dell'Atlantico settentrionale.

Mappa magnetica con segnaletica

Nell'esperimento successivo, Lohmann ei suoi colleghi hanno usato la stessa procedura – con i finimenti, il pool circolare e il sistema di bobine – ma hanno sottoposto le teste di legno ai campi magnetici replicando quelli trovati in tre posizioni ampiamente separate all'interno del Gyre Nord Atlantico.

Le tartarughe risposero nuotando in direzioni che, in ogni caso, li avrebbero aiutati a rimanere all'interno del Gyre Nord Atlantico e proseguire lungo la loro rotta migratoria. Per esempio, le schiuse esposte a un campo magnetico che ne riproducono una che si trova vicino al bordo nord-orientale del gyre nuotavano verso sud, mentre i piccoli esposti a un campo che riproduceva uno vicino al nord della Florida nuotavano verso est-sud-est. Queste risposte sembrano essere ereditate, poiché i cuccioli non erano mai stati nell'oceano.

I risultati confermano che le tartarughe caretta possono distinguere tra i campi magnetici trovati lungo la loro rotta migratoria. Inoltre, i risultati implicano che i larve possono usare questi campi magnetici regionali come indicatori di navigazione. Ciò significa che una tartaruga che nuota all'interno del Gyre Nord Atlantico è in grado di determinare la sua posizione e cambiare opportunamente la sua direzione di nuoto se deve avventurarsi fuori rotta. In altre parole, i ladri possiedono una mappa magnetica.

In un altro esperimento recente, Lohmann e i suoi colleghi hanno esposto hatchling ai campi magnetici replicando quelli esistenti in due luoghi con la stessa latitudine ma diverse longitudini (su lati opposti dell'Oceano Atlantico). In ogni caso, le tartarughe rispondevano nuotando nella direzione che li avrebbe tenuti sulla loro rotta migratoria. Questo esperimento è stato la prima dimostrazione che la longitudine può essere codificata nella mappa magnetica di qualsiasi animale. Sembrerebbe che le tartarughe marine ottengano sia informazioni di latitudine e longitudine dal campo magnetico terrestre, sia che la utilizzino per creare una mappa magnetica bi-coordinata.

Conclusione

Le tartarughe marine tartarughe si schiudono con la capacità di leggere il campo magnetico terrestre. Possono rilevare sottili differenze nei campi magnetici in diverse parti dell'oceano e utilizzare questi campi regionali come indicatori di navigazione per aiutarli a rimanere sul loro percorso migratorio.

Per molti anni e molte migliaia di miglia, le tartarughe marine costruiscono le loro mappe magnetiche imparando a riconoscere le variazioni del campo magnetico in diverse posizioni. Quando raggiungono l'età adulta, queste tartarughe conoscono la topografia magnetica dei luoghi in cui vivono e si nutrono. Usano queste mappe magnetiche per spostarsi in posizioni geografiche specifiche: luoghi dove mangiare, accoppiarsi, migrare e nidificare.