Svenimento Gators? Immobilità tonica nell’alligatore

L’immobilità tonica nell’alligatore appare simile a svenimento negli umani.

Alligatore in una postura difensiva.

Fonte: Ianaré Sévi, Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0

Se tiri un alligatore sulla sua schiena e lo tenga lì, mostrerà uno strano comportamento. Dopo 15 o 20 secondi, l’alligatore si affloscia e non risponde. Si chiama immobilità tonica e, per un fenomeno così diffuso nel regno animale, sappiamo sorprendentemente poco a riguardo.

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“Puoi prendere una straordinaria varietà di organismi – invertebrati e vertebrati – e indurre questo stato quasi di trance facendoli rotolare sopra”, dice Bruce Young, professore di anatomia al Kirksville College of Osteopathic Medicine, AT Still University, e coautore di un nuovo articolo sull’immobilità tonica nell’alligatore.

Young dice che ci sono due grandi teorie in competizione per spiegare l’immobilità tonica. Uno è che l’animale ha paura e l’altro è che è innescato da un riflesso dell’orecchio interno. Tuttavia, nessuna teoria può spiegare tutti i fenomeni associati all’immobilità tonica in ogni animale che lo esibisce.

Il background unico di Young lo ha portato a pensare all’immobilità tonica degli alligatori da una prospettiva diversa. Insegna anatomia in una scuola di medicina, ma ha lavorato su rettili, compresi gli alligatori, per la maggior parte della sua carriera. Sapeva che cosa sanno tutti i lottatori di alligatori: che girando gli animali sulle loro pance si traduce in animali che non rispondono. Ma possedeva anche la conoscenza dello strano sistema circolatorio dell’alligatore.

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A differenza degli umani, gli alligatori hanno due aorta che escono dai loro cuori – un’aorta sinistra e un’aorta destra – con un’apertura tra di loro. I giovani pensavano che la rotazione di un alligatore avrebbe potuto influenzare la gravità del flusso sanguigno tra l’aorta. Ciò potrebbe essere significativo perché negli alligatori l’apporto di sangue principale alla testa, la carotide, origina solo dall’aorta destra. Quindi tenere un alligatore a testa in giù potrebbe portare a meno sangue per arrivare al cervello.

Un insufficiente afflusso di sangue al cervello può causare sincope o svenimento negli umani. L’immobilità tonica nell’alligatore potrebbe essere dovuta allo stesso meccanismo?

Alligatori di wrestling per la scienza

La prima cosa che Young e i suoi colleghi hanno fatto è stato prendere degli alligatori e indurli in un’immobilità tonica. Questo non era un compito banale. Come i metodi della carta sottostimano, “Queste prove hanno comportato una grande quantità di contorcimenti da parte degli alligatori”.

Dal momento che tutti i suoi colleghi erano medici con zero esperienze di lotta con gli alligatori, Young si era trovato in una posizione unica per affrontare le bestie da 4,5 a 6 piedi.

“Le tieni sulle spalle per un breve periodo di tempo e poi le senti semplicemente andare zoppicare”, dice Young. “E poi, forse 20 secondi dopo, le loro gambe inizieranno a contrarsi, rotoleranno e saranno pronte a combattere”.

Fonte: Gareth Rasberry, via Wikimedia Commons. Distribuito con una licenza CC BY-SA 3.0.

La durata dell’immobilità tonica negli alligatori è sul lato corto; alcuni animali, come le iguane verdi, possono rimanere insensibili fino a un’ora. Young dice che un intero minuto di immobilità sarebbe molto per un alligatore.

Una volta che hanno documentato che gli alligatori effettivamente entrano nell’immobilità tonica, i ricercatori hanno esplorato il perché. I giovani legavano un alligatore a una lunga tavola che era posta sopra i cavalletti. Con l’aiuto di un collega, riuscì a rovesciare rapidamente l’asse, provocando un’immobilità tonica. Allo stesso tempo, i ricercatori hanno osservato ciò che stava accadendo nel sistema circolatorio usando l’ecografia MRI e Doppler.

Sangue al cervello

Young e i suoi colleghi hanno scoperto che quando si rotola su un alligatore, organi tra cui lo spostamento del cuore all’interno del corpo. L’ecografia Doppler ha rivelato ulteriori dettagli sul flusso di sangue durante l’inversione, mostrando che il pattern del flusso di sangue attraverso il cuore e tra le due aorta è significativamente diverso quando l’animale viene girato. E quando i ricercatori hanno quantificato il flusso di sangue attraverso la carotide, hanno scoperto che un alligatore capovolto subisce una riduzione del 30% circa della velocità del flusso attraverso la carotide.

“Far rotolare gli alligatori sulle loro schiene crea questo anormale stato fisiologico, riducendo il flusso di sangue al cervello”, dice Young. “Pensiamo che, di conseguenza, l’animale entri in sincope, che si manifesta nell’alligatore come questa immobilità tonica.

“È un modo elegante per dire qualcosa che i lottatori di alligatori hanno conosciuto da molto tempo: se metti l’animale in questa posizione e lo mantieni, andrà in questo stato e ti darà molta più libertà di fare qualcosa di spericolato”.

Fonte: H. Zell, via Wikimedia Commons. Distribuito con una licenza CC BY-SA 3.0.

Attribuire un’immobilità tonica a un problema del flusso sanguigno significa che, in qualche modo, l’immobilità tonica, almeno nell’alligatore, condivide le caratteristiche con la sincope riflessa negli esseri umani. Questo è ciò che accade quando ti siedi per un lungo periodo di tempo e ti alzi troppo in fretta, con il risultato di sentirti leggero o svenire. Young dice che è la stessa cosa in alligatori.

“C’è un breve periodo di insufficienza vascolare causato dall’influenza della gravità sul flusso sanguigno che diminuisce il flusso di sangue al cervello e produce svenimenti”, dice. “Alcune persone manifestano svenimenti piuttosto drammatici che assomigliano un po ‘all’immobilità tonica, con una vera paralisi flaccida, insensibilità, e poi svegliandosi”.

Immobilità tonica: uno spettro di comportamenti?

Young osserva che per produrre un’immobilità tonica negli alligatori, doveva costringerli in una posizione innaturale; anche se gli alligatori si capovolgono durante una manovra del tiro mortale, i tempi sono molto più veloci (non rimangono sulla schiena per 30 secondi).

“Gli alligatori sono gli unici vertebrati terrestri predatori a mostrare un’immobilità tonica, e non capiamo veramente in che modo si tratti della natura”, afferma Young. “Potrebbe semplicemente essere una conseguenza dei loro insoliti sistemi circolatori”.

Fonte: Gail Hampshire, via Wikimedia Commons. Distribuito con una licenza CC BY 2.0.

Ciò significa anche che questa spiegazione non è probabilmente il meccanismo alla base dell’immobilità tonica in altri animali. Per la maggior parte degli organismi in cui è stata descritta l’immobilità tonica, la base fisiologica è sconosciuta. Potrebbe essere che l’etichetta “tonic immobility” sia stata applicata a una serie di comportamenti diversi per i quali per lo più non conosciamo la causa.

Per Young, questa linea di ricerca ha dimostrato che sia la novità che le connessioni possono essere trovate in posti sorprendenti.

“Abbiamo trovato un comportamento nell’alligatore che ha legami con le condizioni mediche negli esseri umani e abbiamo anche trovato il modo di collegare questo comportamento all’insolito sistema cardiovascolare dell’alligatore”, afferma Young. “Inoltre, abbiamo descritto e dimostrato un fenomeno che i lottatori di alligatori hanno conosciuto da generazioni, fornendo una base scientifica per un’attrazione di lungo corso su strada”.

Riferimenti

Young, BA, Adams, J., Segal, S. e Kondrashova, T. (2018). Emodinamica dell’immobilità tonificante nell’alligatore americano (Alligator mississippiensis) identificata attraverso l’ecografia Doppler. Journal of Comparative Physiology A 204 (11): 953-964. Doi: 10.1007 / s00359-018-1293-x.