Whiskers Seal the Deal

Foto via NOAA

È facile trascurare i baffi di una foca quando si trovano di fronte a quegli occhi da cagnolino e al muso sorridente. Ma sono quei baffi sensibili alle vibrazioni che sono l'arma segreta nell'arsenale di tracciamento del sigillo, consentendo loro di trovare e inseguire prede che non possono vedere o sentire.

Le foche di porto ( Phoca vitulina ), come molti mammiferi, hanno baffi sensibili che fungono da organi tattili specializzati. In un animale da latrina come il topo, i baffi lavorano sfiorando oggetti sul sentiero del topo. I movimenti dei baffi vengono rilevati dalle cellule sensibili al movimento all'interno di un follicolo pilifero fortemente innervato e questi nervi trasmettono informazioni sulla direzione, la velocità e la durata del movimento dei baffi al cervello, consentendo all'animale di rilevare la posizione, le dimensioni e altri dettagli dell'oggetto. I ratti hanno circa 100-200 cellule nervose alla base di ciascun baffo. Le tenute portuali sono più vicine a 1.500.

Le foche usano i loro baffi (il termine tecnico per cui sono vibrissee) in modo simile ai ratti, solo loro lo fanno sott'acqua. I baffi della foca rilevano i disturbi nell'acqua, fornendo loro informazioni sull'ambiente circostante. Per le foche alla ricerca di pesci in acque scure o torbide, i baffi possono raccogliere tracce idrodinamiche invisibili lasciate alle spalle dalla preda. Le foche usano i loro baffi per rilevare e interpretare queste tracce.

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Scienziati come Wolf Hanke del Marine Science Center dell'Università di Rostock, in Germania, stanno testando come le foche percepiscano il mondo attraverso i loro baffi estremamente sensibili. Lui ei suoi colleghi Guido Dehnhardt, Björn Mauck e Horst Bleckmann hanno dimostrato che le foche del porto con gli occhi bendati possono usare i loro baffi per rilevare e tracciare le tracce idrodinamiche dei sottomarini in miniatura per più di 130 piedi. Hanke è quindi co-autore di uno studio in cui un sigillo del porto è stato addestrato con successo per cercare e tracciare la traccia lasciata nell'acqua da un altro sigillo dopo che il sigillo generante il sentiero aveva lasciato l'acqua.

Questi esperimenti hanno dimostrato la squisita sensibilità dei baffi delle foche, ma non rivelano molto su come le foche usano i loro baffi in condizioni naturali. In natura, le foche usano probabilmente i loro baffi mentre cercano una cena di pesce. Le condizioni sott'acqua, oscure o oscure possono limitare la visione e l'udito è spesso inutile, dato che i pesci nuotano di solito in silenzio. I movimenti dell'acqua sulla scia dei pesci, tuttavia, possono persistere per diversi minuti e generare percorsi idrodinamici di notevole lunghezza. Queste tracce d'acqua sono probabilmente importanti per il successo della caccia alle foche del porto.

La prossima domanda era come un sigillo sarebbe andato bene con una scia idrodinamica più simile a un pesce. Il dottor Sven Wieskotten si è unito a Hanke, Dehnhardt, Mauck e Lars Miersch per scoprire per quanto tempo un sigillo poteva tracciare una scia generata da una pinna mobile. Lo studio è stato pubblicato nel 2010 nel Journal of Experimental Biology .

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Forse il membro più importante di questo team sperimentale è stato Henry, un ormai vecchio sigillo del porto di 12 anni che vive al Marine Science Center in Germania, che ha una sua illustre carriera di ricerca. Henry è addestrato a svolgere determinati compiti in cambio di un trattamento di aringhe e ha una lunga storia di partecipazione a tali esperimenti. In questo esperimento, Henry bendato e con cuffia è stato addestrato a rispondere alla scia idrodinamica lasciata da un pesce artificiale per tutto il tempo in cui è stata in grado di rilevarla. Il pesce artificiale era essenzialmente una pinna di gomma su un bastone che creava movimenti simili al movimento di nuoto di un vero pesce. La benda e le cuffie garantivano che Henry non stava usando segnali visivi o uditivi, e quindi dipendeva solo da ciò che i suoi baffi gli avevano detto. Wieskotten e Hanke istruirono Henry per questo compito in un'area incantata di acqua calma. Henry fu addestrato a colpire la testa sotto l'acqua quando la pinna di gomma fu spazzata attraverso l'acqua e spostata a sinistra oa destra. Il sigillo indicava in quale direzione si muoveva la pinna puntando la testa nella giusta direzione.

Dopo due mesi di allenamento, la squadra ha permesso a Henry di nuotare nel recinto cinque secondi dopo che la pinna ha travolto l'acqua. Guidato solo dai suoi baffi, Henry è stato in grado di identificare correttamente in quale direzione si muoveva la pinna con una precisione superiore al 90%. Wieskotten e Hanke aumentarono gradualmente la durata del ritardo e furono sorpresi quando anche dopo un ritardo di 35 secondi, Henry incrociò la direzione corretta della pinna con una precisione del 70%. Tuttavia, dopo 40 secondi non ha più potuto seguire la pista.

In 35 secondi, un pesce potrebbe coprire più di 200 piedi di oceano. Rilevare la preda da quella distanza compete con le abilità di ecolocalizzazione dei delfini e delle balene. Allora, come sta facendo Henry? I ricercatori hanno stabilito che un pesce nuotatore crea una serie di vortici nell'acqua che durano per qualche tempo dopo che il pesce è passato. I baffi di Henry rilevano questi vortici e potrebbero persino essere in grado di analizzare la struttura dei vortici e dei getti del sentiero per saperne di più sulla sua fonte.

Le dimensioni e la forma di un pesce possono influenzare la struttura di questa scia, che ha sollevato la domanda: potrebbe un sigillo distinguere tra diversi oggetti, anche diverse specie di pesci, sulla base delle loro tracce idrodinamiche? Wieskotten e Hanke hanno riunito la squadra per rispondere a questa domanda in un nuovo esperimento, pubblicato nel 2011 sul Journal of Experimental Biology .

Henry indossò la benda e gli auricolari, e dopo più di sei mesi di allenamento, era pronto a mostrare le sue abilità. Wieskotten e Hanke erano interessati alla capacità di Henry di distinguere tra le tracce idrodinamiche di paddle di dimensioni diverse. All'interno di una grande scatola nel recinto della foca, un motore elettrico spazzò una pagaia attorno all'acqua. A Henry è stato permesso di entrare nella scatola tre secondi dopo che la pagaia ha terminato la sua scansione. Nella prima parte dell'esperimento, i paddle differivano solo per le dimensioni, non per la forma. Il team ha scoperto che Henry poteva distinguere le scie di paddle che differivano di soli 2,8 cm di larghezza.

Wieskotten e Hanke hanno poi testato Henry con una varietà di forme a paddle, chiedendogli di distinguere tra le tracce di paddle triangolari, cilindrici, piatti e ondulati. È riuscito a distinguere tra i piatti piatti e cilindrici, i paddle piatti e ondulati e i paddle ondulati e cilindrici dopo essere stati spazzati attraverso la scatola. Ha avuto problemi, tuttavia, distinguendo la paletta triangolare da quelli ondulati o cilindrici.

Hanke, Wieskotten e i loro colleghi pensano che i notevoli baffi rivelino una grande quantità di come le foche cacciano i pesci nelle oscure profondità dell'oceano. I baffi sensibili potrebbero consentire alle foche di distinguere pesci di dimensioni e forma diverse e consentire loro di ottimizzare il loro comportamento venatorio per adattarsi a una preda particolare. I sigilli possono anche essere in grado di dire se un particolare pesce, dalla sua scia, valga il tempo e lo sforzo, e concentrare i loro sforzi di raccolta su quei pesci con la più alta ricompensa calorica.

Questi esperimenti dimostrano che i baffi sensibili delle foche sono in grado di rilevare minuscoli disturbi nell'acqua, come le minuscole scie di vortici lasciati da un pesce fino a mezzo minuto dopo il suo passaggio. E le foche hanno la capacità di analizzare una pista idrodinamica per acquisire una certa conoscenza delle dimensioni e della forma del suo creatore. Nell'oceano, dove la vista e l'udito non sono sempre utili, le foche sono in grado di seguire queste scie, come un cane che segue una pista di profumo sulla terra.