I pesci possono sembrare alieni perché si sono evoluti in acqua e i loro sensi sono più adattati a un ambiente acquatico. Tuttavia, come gli esseri umani, i pesci dipendono da molti sensi per sopravvivere. La vista è un senso dominante nei pesci, e noi umani possiamo apprezzare la capacità di percepire la profondità e distinguere i colori. Ma cosa succede quando si tenta di vedere sott’acqua? La visione è molto sfocata. In qualche modo, i pesci hanno risolto il problema di vedere sott’acqua. Le capacità sensoriali dei pesci sono adattate per accomodare le caratteristiche speciali dell’ambiente acquatico.
Immagina, se vuoi, una giornata nella vita di un pesce. Senza palpebre, i loro occhi sono sempre aperti. I cicli giornalieri di intensità luminosa sono avvertiti dai fotorecettori nell’occhio e nell’organo pineale nel cervello, che contiene terminazioni nervose sensibili alla luce. La visione è un senso dominante nei pesci che noi umani possiamo apprezzare. Che il pesce trovi un pasto o diventi preda dipende da molti sensi, come le capacità di vedere, udire, odorare, gustare e rilevare il movimento dell’acqua e i campi elettrici. I pesci hanno un senso speciale che gli umani non possiedono: la capacità di percepire vibrazioni che si muovono nell’acqua. Poiché le vibrazioni sonore si muovono facilmente attraverso l’acqua, i pesci non hanno bisogno di aperture auricolari esterne, eppure hanno un udito sensibile.
Insieme, i pesci utilizzano questi sensi per ispezionare il mondo intorno a loro. Immagina un pescatore che lancia un’esca nelle vicinanze. Il pesce sentirà le vibrazioni causate dalle onde generate dall’esca. Con una visione grandangolare, il pesce si avvicina all’esca per ispezionarla. Con un acuto senso dell’olfatto, individua segnali che suggeriscono che è un oggetto inanimato. In alcuni casi, il pesce afferra l’esca, la assaggia con papille gustative sensibili e la rifiuta come non commestibile. Se catturato, il pesce ha molte strutture sensoriali nella pelle per rilevare il tatto e i cambiamenti di temperatura.
Ma i pesci utilizzano i sensi non solo per trovare cibo. Possono fare affidamento su uno o più segnali sensoriali e diversi meccanismi sensoriali per ottenere informazioni sul loro ambiente e guidare il loro comportamento. I sensi vengono attivati sia quando il pesce si muove verso un suono, si allontana da una minaccia, o segue un odore di cibo o feromoni. Ad esempio, i giovani anguille (Anguilla spp.) ritornano negli estuari e rilevano le correnti utilizzando la loro bussola magnetica per memorizzare la direzione magnetica delle maree . Maggiori informazioni sulle capacità sensoriali dei pesci ti aiuteranno a comprendere meglio il loro comportamento.
Gli esseri umani condividono alcuni organi e parti del corpo omologhi ai pesci . Tuttavia, le caratteristiche dell’acqua esercitano pressioni evolutive sui pesci per potenziare le loro capacità sensoriali in acqua. L’acqua è densa, incolore e inodore e può rifrangere e riflettere le onde luminose in modo tale che alcuni colori siano assorbiti, soprattutto a profondità maggiori. Di conseguenza, le onde sonore si propagano rapidamente, gli odori si sciolgono rapidamente e sono rilevati in basse concentrazioni, e la vista è acuta nei pesci attivi durante il giorno. C’è meno ossigeno disciolto in acqua rispetto all’atmosfera. Di conseguenza, le branchie sono altamente efficienti nella diffusione dell’ossigeno e le cellule sensoriali dell’ossigeno sono sensibili a rilevare cambiamenti nella concentrazione di ossigeno nell’acqua, inviando segnali per aumentare la ventilazione delle branchie quando l’ossigeno diminuisce. Allo stesso modo, i vertebrati terrestri hanno cellule sensoriali dell’ossigeno nei polmoni per segnalare una variazione nel ritmo respiratorio.
Non è solo la presenza, ma anche la posizione degli organi sensoriali che riflette queste pressioni evolutive . I pesci odorano con le narici, molto avanti sulla testa, davanti agli occhi, in modo che nuovi odori siano rilevati mentre il pesce nuota in avanti. Le papille gustative nei pesci non sono limitate alla bocca, ma sono distribuite in varie parti del corpo per permettere al pesce di gustare il suo ambiente. Gli occhi sono tipicamente sopra la linea mediana e su entrambi i lati della testa, consentendo ai pesci un ampio campo visivo davanti, ai lati e sopra – posizioni tipiche della minaccia del predatore. I modelli di flusso d’acqua sono rilevati lungo tutta la lunghezza del corpo tramite cellule ciliate sensoriali nella linea laterale e in altre posizioni. In questo modo, il pesce rileva il campo di flusso mentre nuota in avanti e rileva le turbolenze nel campo di flusso create dalla preda e dai predatori. Ad esempio, quando un pesce rileva i flussi accelerati delle azioni di suzione o di predatori, farà istintivamente una svolta o una flessione del corpo a forma di C e si muoverà in direzione opposta (Mirjany et al. 2011). La reazione avviene entro 10 millisecondi.
Alcuni pesci hanno evoluto una capacità ridotta o negativa per alcuni sensi per adattarsi al loro ambiente. I pesci che vivono in ambienti con acqua torbida hanno spesso occhi molto piccoli perché la vista è meno importante. Alcuni pesci che vivono in grotte buie hanno totalmente perso il senso della vista. I pesci ciechi delle grotte utilizzano le capacità di rilevamento del flusso del loro sistema della linea laterale piuttosto che la vista per evitare di nuotare contro ostacoli.
L’ecologia sensoriale si concentra sullo studio dei sistemi sensoriali degli animali per comprendere come le informazioni ambientali vengono percepite, come queste informazioni vengono elaborate e come ciò influisce sulle interazioni tra l’animale e il suo ambiente (Dangles et al. 2009). Il modello stimolo-risposta descrive le reazioni di base dallo stimolo, attraverso i recettori fino al sistema nervoso centrale e al cervello, che vengono quindi trasmessi ai neuroni e agli organi che rispondono a causa della rilevazione dello stimolo. Uno stimolo è qualsiasi cambiamento nell’ambiente (sia esterno che interno) che viene rilevato da un recettore. Potrebbe trattarsi di una minaccia da parte di un predatore, di una preda facile o di un potenziale compagno. I recettori trasformano gli stimoli ambientali in impulsi nervosi elettrici. Questi impulsi vengono poi trasmessi attraverso i neuroni al sistema nervoso centrale e al cervello, dove avviene la presa di decisioni. Quando viene selezionata una risposta (consapevolmente o inconsapevolmente), il segnale viene trasmesso attraverso i neuroni agli effettori. Gli effettori sono organi (sia muscoli che ghiandole) che producono una risposta a uno stimolo. Una risposta è un cambiamento nell’organismo che deriva dalla percezione di uno stimolo.
Gli esseri umani percepiscono i suoni quando le molecole d’aria vibrano e si muovono in un modello chiamato onde o onde sonore. I pesci possiedono un udito sensibile adattato all’ambiente sottomarino, dove le onde sonore si muovono quattro volte più velocemente che nell’aria perché le particelle d’acqua sono più strette tra loro. Poiché le onde sonore si muovono più rapidamente negli ambienti acquatici, il mondo sottomarino è pieno di numerose fonti sonore che forniscono ai pesci informazioni da distanze molto maggiori rispetto ad altri stimoli sensoriali. I pesci utilizzano le loro capacità uditive per valutare il paesaggio sonoro circostante e determinare la disponibilità di cibo, partner o concorrenti, nonché la minaccia dei predatori (Putland et al. 2019). I pesci potrebbero non udire i suoni di due pescatori che parlano su una barca perché le loro onde sonore si stanno propagando attraverso l’aria. Tuttavia, i pesci sentiranno il rumore dell’elica di un motore elettrico per la pesca con traina da una buona distanza.
La percezione del suono è così fondamentale per la sopravvivenza dei pesci che l’anatomia uditiva è completamente sviluppata entro due giorni dalla schiusa, quando i pesci stanno appena sviluppando capacità di nuoto e altri sensoriali. A differenza degli esseri umani, che hanno orecchie esterne, i pesci hanno due organi per l’udito che non sono evidenti per l’osservatore occasionale. I pesci hanno un orecchio interno e un sistema di linea laterale esterna. La linea laterale è un organo di pori microscopici usato principalmente per percepire vibrazioni e pressioni nell’acqua . I pori sono rivestiti di neuromasti, che contengono cellule sensoriali . Ogni cellula sensoriale ha gruppi di ciglia incorporate in una struttura gelatinosa chiamata cupula. I movimenti dell’acqua deviano la cupula e i gruppi di ciglia, creando un cambiamento nel potenziale di membrana che viene trasmesso al neurone sensoriale.
Visione Ogni pescatore esperto è consapevole della vista acuta dei pesci e utilizza questa conoscenza per catturare più pesci. Gli occhi della maggior parte dei pesci sono posizionati lateralmente sulla testa e inclinati in avanti e verso l’alto. Di conseguenza, la visione è quasi assente verso il basso e verso la parte posteriore, fornendo una visione monoculare a ampia angolazione e una stretta zona di visione binoculare. Di conseguenza, per la maggior parte dei pesci da pesca sportiva, la miglior linea d’attacco del pescatore è direttamente dietro, nella zona cieca . Il pescatore sa anche che le onde luminose vengono riflesse, rifratte o assorbite, a seconda dell’angolazione. Pertanto, i pesci hanno un campo visivo a forma di cono che è approssimativamente due volte la profondità del pesce. Fuori da questo cono, il pesce non vede nulla e l’avvicinamento del pescatore è nascosto. La superficie dell’acqua intorno alla finestra è o nera o uno specchio, a seconda dell’angolazione a cui i raggi luminosi vengono riflessi (Figura 3.7B).
Il bordo inferiore del tuo cappello dovrebbe essere di un colore scuro. Indossa abiti scuri o mimetici ed evita di indossare oggetti lucenti. Indossa occhiali da sole polarizzati che coprano bene i lati degli occhi. Blocca i raggi luminosi indesiderati posizionando il tuo braccio sotto il mento. Tieni il sole alle spalle e osserva la tua ombra. Avvicinati da corrente e mantieni un profilo basso. Posiziona la tua esca a monte e all’interno della zona binoculare (un angolo di 30-36°) di una trota che tiene la posizione. Ricorda che il pesce tiene la posizione a una profondità e una distanza maggiori di quanto sembri. L’occhio di un pesce ha un’ anatomia simile a quella degli esseri umani ed è composto da cornea, iride, cristallino, sclera, coroide e retina ed è riempito con un gel (o umor vitreo) tra il cristallino e la retina . Tuttavia, l’occhio del pesce funziona in modo diverso rispetto a quello umano per adattarsi alla visione sottomarina. Il cristallino dell’occhio del pesce è completamente sferico, a differenza del nostro, e ha un indice di rifrazione (capacità di piegare la luce) di 1,65, che è più alto rispetto a qualsiasi altro gruppo di vertebrati. Il cristallino focalizza le onde luminose sulla retina, influenzando la sensibilità della visione dei pesci (Li and Maaswinkel 2006). Inoltre, il cristallino è fisso nella sua forma, il che significa che la sua forma non può essere regolata per facilitare la messa a fuoco su oggetti più vicini o più lontani. Pertanto, a differenza degli esseri umani, la maggior parte dei pesci regola la messa a fuoco spostando il cristallino più vicino o più lontano dalla retina. I pesci ossei lo fanno contrattando un muscolo.
Anche come per gli esseri umani, la retina dell’occhio del pesce è composta da bastoncelli e coni fotosensibili. I bastoncelli rilevano solo la presenza o l’assenza di luce, e i coni rilevano il colore (Douglas and Djamgoz 1990). La maggior parte dei pesci ossei può rilevare il colore (Marshall et al. 2017). La maggior parte degli squali, tuttavia, ha solo bastoncelli e quindi distinguono il contrasto, non il colore. Nella maggior parte dei pesci ossei, i bastoncelli per la visione in condizioni di luce scarsa sono molto più comuni dei coni, che sono migliori per la visione in condizioni di luce intensa. Come regola generale, più un pesce vive in profondità, meno coni possiede.
La visione dei colori nei pesci è un argomento molto dibattuto per alcuni pescatori. Questo perché i pesci non vedono i colori come gli esseri umani, e la percezione dei colori varia notevolmente tra i diversi tipi di pesce. Ad esempio, il luccio è adattato a condizioni di scarsa luce e ha più bastoncelli che coni negli occhi, mentre la visione dei colori della trota iridea è più simile a quella umana. Inoltre, le diverse lunghezze d’onda dei colori viaggiano in modo diverso nell’acqua. Le lunghezze d’onda più lunghe scompaiono più rapidamente di quelle più corte. Di conseguenza, la profondità in cui si trovano i pesci influisce sulla penetrazione della luce e sulla disponibilità dei colori. I rossi e i gialli vivaci sulla tua esca da pesca perderanno luminosità poiché le lunghezze d’onda più lunghe vengono assorbite in acque più profonde. In acque torbide, le onde luminose scompaiono ancora più rapidamente. I pescatori commerciali di reti da pesca tingono le reti di blu o verde in modo che si mimetizzino con il colore dello sfondo nelle acque molto profonde. L’argomento della selezione dei colori per la pesca alla trota è ampiamente trattato in numerosi libri, come “The New Scientific Angling: Trout and Ultraviolet Vision”, “What Fish See: Understanding Optics and Color Shifts for Designing Lures and Flies” e “Trout Sense: A Fly Fisher’s Guide to What Trout See, Hear, & Smell”. Per il pescatore, spesso conta più il contrasto che l’esca offre piuttosto che i colori stessi.
Due capacità visive di alcuni pesci ossei includono la polarizzazione e la visione ultravioletta (UV). È all’alba e al tramonto che la massima quantità di luce polarizzata viene rifratta nell’acqua, e gran parte di essa è nelle lunghezze d’onda UV. Gli esseri umani percepiscono la luce polarizzata come abbaglio. Tuttavia, certi pesci possono discriminarla. Specie come i pesci damigella, i pesci pagliaccio, le trote, i pesci pagliaccio e gli acciughe possono utilizzare questa capacità per migliorare la rilevazione di piccole prede nel campo visivo del pesce (Kamermans and Hawryshyn 2011). Molti pesci che vivono in acque basse sono capaci di rilevare la radiazione UV. Poiché gli esseri umani non possono vedere la luce UV, all’inizio il significato di questa capacità era un mistero. Gli scienziati ipotizzarono che la capacità di alcuni pesci di vedere i riflessi UV potesse rappresentare un canale di comunicazione segreto, nascosto ai predatori. Nei pesci dei coralli, la comunicazione visiva è un meccanismo chiave per riconoscere i membri della stessa specie. Esperimenti con i pesci damigella hanno dimostrato che utilizzano le loro capacità UV per discriminare tra i modelli facciali UV di specie strettamente imparentate e i propri (Siebek et al. 2010). Questi stessi modelli facciali sono invisibili agli esseri umani e ad altri pesci ma forniscono un segnale di comunicazione nascosto nei pesci damigella.
