Due secoli fa, i naturalisti pensavano di aver capito come funzionasse l’udito dei rettili. Animali come lucertole e serpenti, dicevano, si affidavano principalmente alla vista e all’olfatto, mentre l’orecchio interno serviva principalmente per mantenere l’equilibrio. Questa visione così chiara è stata appena sconvolta, nel vero senso della parola. Una recente ricerca ha scoperto che l’organo dell’equilibrio del geco funge anche da microfono sensibile alle vibrazioni trasmesse dal suolo, conferendo all’animale un senso in più che gli permette di muoversi furtivamente. Questa scoperta è importante perché riscrive parte della storia evolutiva dell’udito. Suggerisce che un antico percorso vibrazionale non è mai scomparso quando i vertebrati hanno iniziato a strisciare sulla terraferma, ma è semplicemente sfuggito all’attenzione della scienza.
Lo studio sul geco tokay
La nuova ricerca si è concentrata sul geco tokay, una lucertola resistente famosa per il suo forte abbaiare. Nel profondo del suo cranio si trova il sacculo, una sacca piena di liquido a lungo considerata un sensore dell’equilibrio.
I ricercatori hanno registrato delicatamente i segnali nervosi mentre emettevano vibrazioni a bassa frequenza, simili a profondi rombi tra i 50 e i 200 Hz. Il sacculo si è illuminato.
Queste frequenze sono ben al di sotto della gamma che il timpano del geco è in grado di rilevare, dimostrando che l’animale dispone di due canali sonori paralleli: uno per i suoni trasmessi dall’aria e uno per le vibrazioni del suolo.
“L’orecchio, come lo conosciamo, sente i suoni trasmessi dall’aria. Ma questo antico percorso interno, tipicamente collegato all’equilibrio, aiuta i gechi a rilevare le vibrazioni che viaggiano attraverso mezzi come il suolo o l’acqua”, ha spiegato la coautrice dello studio Catherine Carr, illustre professoressa di biologia presso l’Università del Maryland.
“Questo percorso esiste negli anfibi e nei pesci, e ora è stato dimostrato che è presente anche nelle lucertole. Le nostre scoperte fanno luce su come il sistema uditivo si sia evoluto da quello che si vede nei pesci a quello che si vede negli animali terrestri, compresi gli esseri umani“.
Carr e i suoi colleghi hanno pubblicato i loro risultati su Current Biology, con il titolo ”Auditory pathway for detection of vibration in the tokay gecko” (Via uditiva per la rilevazione delle vibrazioni nel geco tokay). A guidare il lavoro di laboratorio è stato il ricercatore post-dottorato Dawei Han, che per primo ha esplorato l’idea durante i suoi studi universitari.
Come alcuni animali percepiscono le vibrazioni
Le tracce elettriche raccontavano solo una parte della storia. Il team ha anche mappato il cervello del geco e ha scoperto una stazione di trasmissione chiamata nucleo vestibolare ovale.
Questa tasca riceve input esclusivamente dal sacculo, quindi inoltra le informazioni ai centri uditivi superiori. Si comporta come un’autostrada dedicata alle vibrazioni, separata dal normale percorso uditivo.
Nuclei cerebrali simili sono stati trovati nei serpenti e nell’antico rettile neozelandese Sphenodon, suggerendo un modello comune all’albero genealogico dei rettili.
“Molti serpenti e lucertole erano considerati ‘muti’ o ‘sordi’ nel senso che non vocalizzano né sentono bene i suoni”, ha spiegato Han.
“Ma si è scoperto che potrebbero potenzialmente comunicare tramite segnali vibratori utilizzando invece questo percorso sensoriale, il che cambia davvero il modo in cui gli scienziati hanno pensato alla percezione animale in generale”.
I serpenti che si tuffano nella sabbia del deserto, gli scincidi che scavano tane e persino i piccoli di tartaruga che battono all’interno dei loro nidi potrebbero tutti scambiarsi informazioni scuotendo l’ambiente circostante invece di gridare nell’aria.
L’evoluzione di questo nuovo senso animale
I pesci si affidano agli organi dell’orecchio interno per percepire le onde di pressione nell’acqua, mentre gli anfibi vivono sia in acqua che sulla terraferma. Lo studio sul gecko suggerisce che i primi tetrapodi avessero sviluppato un senso delle vibrazioni sulla terraferma e lo avessero mantenuto insieme all’udito basato sul timpano.
Nel corso di milioni di anni, alcune specie lo hanno ridotto, ma altre, come il tokay, lo hanno conservato. Questa persistenza ricorda ai biologi che l’evoluzione spesso riutilizza vecchi strumenti invece di scartarli.
“Pensate a quando siete a un concerto rock dal vivo. Il volume è così alto che potete sentire tutta la testa e il corpo vibrare nel campo sonoro. Potete sentire la musica, piuttosto che semplicemente ascoltarla”, ha continuato Carr.
I biologi dell’Università del Maryland hanno scoperto che i gechi utilizzano una parte dell’orecchio interno, il sacculo, per rilevare le vibrazioni a bassa frequenza, offrendo una nuova comprensione dell’udito dei rettili. Questa scoperta potrebbe estendersi ad altri rettili e cambiare il modo in cui gli scienziati vedono la comunicazione e la percezione degli animali. Inoltre, suggerisce possibili connessioni tra l’udito e l’equilibrio negli esseri umani. Un geco tokay. Clicca sull’immagine per ingrandirla. Crediti: Duncan Leitch
“Questa sensazione suggerisce che il sistema vestibolare umano potrebbe essere stimolato durante i concerti ad alto volume, il che significa che anche il nostro senso dell’udito e dell’equilibrio potrebbero essere strettamente collegati”.
Il suo punto di vista: i nostri organi dell’equilibrio potrebbero intervenire quando i suoni diventano abbastanza forti, confondendo il confine tra sensazione e udito.
Perché tutto questo è importante?
“Le implicazioni di questa ricerca vanno oltre il mondo dei rettili”, ha affermato Han. “Man mano che scopriamo questi meccanismi nascosti, otteniamo anche un quadro più ricco e sfumato di come gli animali percepiscono e interagiscono con l’ambiente e, potenzialmente, nuove intuizioni sulle nostre esperienze sensoriali”.
Se il sistema vestibolare collabora con la coclea a volumi estremi, potrebbe influenzare le terapie per i disturbi dell’equilibrio o l’acufene.
Gli ingegneri che progettano sensori sismici o microfoni subacquei potrebbero anche prendere in prestito alcuni trucchi dalle eleganti cellule ciliate del sacculo.
La natura non smette mai di stupire
È ormai noto che i gechi aggrappati alle pareti delle caverne percepiscono il leggero tremito dei passi che si avvicinano. I serpenti che strisciano tra le foglie secche probabilmente sentono il rumore delle prede che si muovono. E gli esseri umani, che si scatenano in arene affollate, potrebbero attivare un antico circuito interno di cui raramente siamo consapevoli.
La nuova ricerca apre un dibattito più ampio su come i vertebrati tengono sotto controllo il mondo che li circonda, attraverso le orecchie e le ossa.
Sintonizzandosi sul linguaggio silenzioso delle vibrazioni, gli scienziati stanno scoprendo un mosaico sensoriale che risale a centinaia di milioni di anni fa.
Lo studio completo è stato pubblicato sulla rivista Current Biology.
