I ricercatori risolvono il mistero del pesce d’alto mare con occhi tubolari e testa trasparente

Il barreleye (Macropinna microstoma) ha occhi estremamente sensibili alla luce che possono ruotare all’interno di uno scudo trasparente e pieno di fluidi sulla testa. Gli occhi tubolari del pesce sono coperti da lenti verde brillante. Gli occhi puntano verso l’alto (come mostrato qui) quando il pesce sta cercando il cibo sopra la testa. Puntano in avanti quando il pesce si sta nutrendo. I due punti sopra la bocca del pesce sono organi olfattivi chiamati narici, che sono analoghi alle narici umane. Immagine: © 2004 MBARI

I ricercatori del Monterey Bay Aquarium Research Institute hanno recentemente risolto il mistero vecchio di mezzo secolo di un pesce con occhi tubolari e testa trasparente. Da quando il pesce “barreleye” Macropinna microstoma è stato descritto per la prima volta nel 1939, i biologi marini hanno saputo che i suoi occhi tubolari sono molto bravi a raccogliere la luce. Tuttavia, si credeva che gli occhi fossero fissi al loro posto e sembravano fornire solo una visione “a tunnel” di ciò che si trovava direttamente sopra la testa del pesce. Un nuovo articolo di Bruce Robison e Kim Reisenbichler mostra che questi insoliti occhi possono ruotare all’interno di uno scudo trasparente che copre la testa del pesce. Questo permette al barreleye di scrutare una potenziale preda o di concentrarsi in avanti per vedere cosa sta mangiando.

I pesci d’alto mare si sono adattati al loro ambiente nero come la pece in una varietà di modi sorprendenti. Diverse specie di pesci d’acqua profonda della famiglia Opisthoproctidae sono chiamati “barreleyes” perché i loro occhi sono di forma tubolare. I Barreleyes vivono tipicamente vicino alla profondità dove la luce del sole dalla superficie svanisce fino a diventare completamente nera. Usano i loro occhi tubolari ultrasensibili per cercare le deboli sagome delle prede sopra la testa.

In questa immagine, si può vedere che, anche se il barreleye è rivolto verso il basso, i suoi occhi guardano ancora verso l’alto. Questo primo piano “frame grab” dal video mostra un barreleye che è lungo circa 140 mm (sei pollici). Immagine: © 2004 MBARI

Anche se questi occhi tubolari sono molto bravi a raccogliere la luce, hanno un campo visivo molto stretto. Inoltre, fino ad ora, la maggior parte dei biologi marini credeva che gli occhi dei barreleye fossero fissi nella loro testa, il che permetterebbe loro di guardare solo verso l’alto. Questo renderebbe impossibile per i pesci vedere ciò che è direttamente di fronte a loro, e molto difficile per loro catturare le prede con le loro piccole bocche appuntite.

Robison e Reisenbichler hanno usato i video dei veicoli azionati a distanza (ROV) del MBARI per studiare le barreleye nelle acque profonde appena al largo della California centrale. A profondità da 600 a 800 metri (da 2.000 a 2.600 piedi) sotto la superficie, le telecamere ROV hanno mostrato tipicamente questi pesci appesi immobili nell’acqua, i loro occhi che brillavano di un verde vivido nelle luci brillanti del ROV. Il video del ROV ha anche rivelato una caratteristica precedentemente non descritta di questi pesci: gli occhi sono circondati da uno scudo trasparente, pieno di fluidi, che copre la parte superiore della testa del pesce.

Questa vista frontale di un occhialone mostra il suo scudo trasparente illuminato dalle luci del veicolo a distanza Tiburon di MBARI. Come nelle altre foto, i due punti sopra la bocca del pesce sono organi olfattivi chiamati narici, che sono analoghi alle narici umane. Immagine: © 2006 MBARI

La maggior parte delle descrizioni e illustrazioni esistenti di questo pesce non mostrano il suo scudo pieno di fluidi, probabilmente perché questa fragile struttura è stata distrutta quando i pesci sono stati portati su dalle profondità nelle reti. Tuttavia, Robison e Reisenbichler sono stati estremamente fortunati – sono stati in grado di portare un barreleye catturato in rete in superficie vivo, dove è sopravvissuto per diverse ore in un acquario di bordo. In questo ambiente controllato, i ricercatori sono stati in grado di confermare ciò che avevano visto nel video ROV: il pesce ruotava i suoi occhi tubolari mentre girava il corpo da una posizione orizzontale a una verticale. Le loro grandi pinne piatte permettono loro di rimanere quasi immobili nell’acqua e di manovrare con molta precisione (un po’ come i ROV di MBARI). Le loro piccole bocche suggeriscono che possono essere molto precisi e selettivi nel catturare piccole prede. D’altra parte, i loro sistemi digestivi sono molto grandi, il che suggerisce che possono mangiare una varietà di piccoli animali alla deriva così come le gelatine. Infatti, gli stomaci dei due pesci catturati in rete contenevano frammenti di gelatine.

Dopo aver documentato e studiato gli adattamenti unici del barreleye, Robison e Reisenbichler hanno sviluppato un’ipotesi di lavoro su come questo animale si guadagna da vivere. Per la maggior parte del tempo, il pesce rimane immobile nell’acqua, con il corpo in posizione orizzontale e gli occhi rivolti verso l’alto. I pigmenti verdi nei suoi occhi possono filtrare la luce del sole che proviene direttamente dalla superficie del mare, aiutando il barreleye a individuare il bagliore bioluminescente delle gelatine o di altri animali direttamente sopra la testa. Quando individua una preda (come una gelatina alla deriva), il pesce ruota gli occhi in avanti e nuota verso l’alto, in modalità di alimentazione.

Le barleyes condividono il loro ambiente di mare profondo con molti tipi diversi di gelatine. Alcuni dei più comuni sono i sifonofori (gelatine coloniali) del genere Apolemia. Questi sifonofori crescono fino a oltre 10 metri (33 piedi) di lunghezza. Come reti alla deriva viventi, seguono migliaia di tentacoli pungenti, che catturano copepodi e altri piccoli animali. I ricercatori ipotizzano che i barreleyes possono manovrare con attenzione tra i tentacoli del sifonoforo, raccogliendo gli organismi catturati. Gli occhi del pesce ruoterebbero per aiutarlo a mantenere i suoi “occhi sul premio”, mentre il suo scudo trasparente proteggerebbe gli occhi del pesce dalle cellule urticanti del sifonoforo.

Robison e Reisenbichler sperano di fare ulteriori ricerche per scoprire se le loro scoperte su Macropinna microstoma si applicano anche ad altri pesci di mare profondo con occhi tubolari. I bizzarri adattamenti fisiologici dei barleyes hanno lasciato perplessi gli oceanografi per generazioni. È solo con l’avvento dei moderni robot subacquei che gli scienziati sono stati in grado di osservare questi animali nel loro ambiente nativo, e quindi di comprendere appieno come questi adattamenti fisici li aiutano a sopravvivere.

Video di barreleye narrato da Bruce Robison:

Ricerca:

B. H. Robison e K. R. Reisenbichler. Macropinna microstoma e il paradosso dei suoi occhi tubolari. Copeia. 2008, No. 4, 18 dicembre 2008.