Nota del redattore: questa storia è stata aggiornata alle 11:20 di E.D.T. venerdì 17 maggio
Trasformare le particelle di luce in informazioni visive è un duro lavoro e il tuo corpo si affida all'ossigeno per svolgere il lavoro. Questo è vero se percorri la terra su due arti o nuoti attraverso il mare con otto.
In effetti, secondo un recente studio sul Journal of Experimental Biology, la quantità di ossigeno disponibile per gli invertebrati marini come calamari, granchi e polpi può essere molto più importante per la loro visione di quanto si pensasse in precedenza. Nello studio, pubblicato online il 24 aprile, i ricercatori hanno visto un calo significativo dell'attività della retina in quattro specie di larve marine (due granchi, un polipo e un calamaro) quando gli animali sono stati esposti ad ambienti a ridotto contenuto di ossigeno per un minimo di 30 minuti.
Per alcune specie, anche una minuscola riduzione dei livelli di ossigeno ha provocato una perdita della vista quasi immediata, causando infine una cecità quasi totale prima che l'ossigeno venisse riavviato nuovamente.
Secondo l'autore principale dello studio Lillian McCormick, dottorando presso lo Scripps Institution of Oceanography di La Jolla, in California, una qualche forma di compromissione della vista può essere una realtà quotidiana per queste specie, che migrano tra la superficie altamente saturata di ossigeno nell'oceano e la sua ipossicità profondità (a basso contenuto di ossigeno) durante la routine di alimentazione quotidiana. E poiché i livelli di ossigeno nell'oceano continuano a scendere in tutto il mondo, in parte a causa dei cambiamenti climatici, i rischi per queste creature potrebbero intensificarsi.
"Temo che i cambiamenti climatici peggioreranno la questione", ha detto McCormick a Live Science, "e che i disturbi visivi potrebbero verificarsi più frequentemente in mare".
Colpire un cefalopode negli occhi
Per il nuovo studio, McCormick e il suo team hanno studiato il calamaro del mercato (Doryteuthis opalescens), polpo a due punti (Polpo bimaculatus), granchio di tonno (Pleuroncodes planipes) e grazioso granchio di roccia (Metacarcinus gracilis). Queste specie sono tutte locali nell'Oceano Pacifico al largo della California meridionale e si impegnano tutte in una routine di immersioni quotidiane nota come migrazione verticale. Di notte, nuotano vicino alla superficie per nutrirsi; di giorno scendono a profondità maggiori per nascondersi dal sole (e dai predatori affamati che porta).
Mentre queste creature migrano su e giù per la colonna d'acqua, la disponibilità di ossigeno cambia drasticamente. L'oceano è pieno di ossigeno vicino alla superficie, dove si incontrano aria e acqua, e significativamente meno saturo di ossigeno a 50 metri sotto la superficie, dove molti crostacei e cefalopodi si nascondono durante il giorno.
Per scoprire se queste oscillazioni quotidiane dell'ossigeno influiscono sulla visione degli animali, McCormick ha attaccato piccoli elettrodi agli occhi di ciascuna delle sue larve di prova, nessuna delle quali misurava più di 0,15 pollici (4 millimetri). Questi elettrodi hanno registrato l'attività elettrica negli occhi di ciascuna larva mentre le sue retine reagivano alla luce - "un po 'come un elettrocardiogramma, ma per i tuoi occhi invece che per il tuo cuore", ha detto McCormick.
Ogni larva è stata quindi collocata in un serbatoio d'acqua e fatta osservare una luce intensa mentre il livello di ossigeno dell'acqua veniva costantemente ridotto. I livelli sono scesi dal 100% di saturazione dell'aria, i livelli di ossigeno che ti aspetteresti di trovare sulla superficie dell'oceano, fino a circa il 20% di saturazione, che è inferiore a quello che attualmente sperimentano. Dopo 30 minuti di questa condizione di basso contenuto di ossigeno, i livelli di ossigeno sono stati aumentati al 100%.
Mentre ciascuna delle quattro specie ha mostrato una tolleranza leggermente diversa, tutte e quattro hanno subito un forte colpo alla vista quando sono state esposte all'ambiente a basso contenuto di ossigeno. Complessivamente, l'attività retinica di ciascuna larva è scesa tra il 60% e il 100% in condizioni di basso ossigeno. Alcune specie, in particolare il calamaro del mercato e il granchio di roccia, si sono dimostrati così sensibili che hanno iniziato a perdere la vista non appena i ricercatori hanno iniziato a ridurre l'ossigeno nel serbatoio.
"Quando ho raggiunto i livelli più bassi di ossigeno, questi animali erano quasi accecati", ha detto McCormick.
La buona notizia è che la perdita della vista non è stata permanente. Entro circa un'ora dal ritorno in un ambiente di ossigeno completamente saturo, tutte le larve hanno riguadagnato almeno il 60% della loro visione, con alcune specie che sono tornate al 100% di funzionalità.
Cieco nell'acqua
È probabile che, poiché il Pacifico presenta naturalmente molte condizioni di basso ossigeno nella California meridionale, queste specie altamente sensibili alle prese ogni giorno con una qualche forma di compromissione della vista, McCormick ha detto. (Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per saperlo con certezza.) Si spera, ha aggiunto McCormick, che queste specie a rischio sviluppino naturalmente comportamenti di evitamento in modo che nuotino verso le parti più alte dell'oceano dell'oceano quando si verificano gravi problemi alla vista.
Tuttavia, McCormick ha affermato che una rapida disossigenazione causata dai cambiamenti climatici potrebbe rendere più difficile l'adattamento di queste specie. Secondo uno studio del 2017 sulla rivista Nature, i livelli totali di ossigeno nell'oceano sono diminuiti del 2% a livello globale negli ultimi 50 anni e si prevede che diminuiranno di un ulteriore 7% entro il 2100. Il cambiamento climatico è un fattore significativo che guida questi perdite, lo studio Nature ha scoperto, specialmente nelle parti superiori dell'oceano, dove le larve studiate da McCromick tendono a trascorrere la maggior parte della vita.
Questa deossigenazione indotta dal riscaldamento - unita a forze naturali come i modelli di circolazione del vento e dell'acqua che rendono i livelli di ossigeno vicino alla superficie incoerenti nella regione - potrebbe far sì che le creature più vulnerabili perdano la vista quando ne hanno più bisogno. Gli animali a rischio potrebbero diventare meno efficaci nella caccia di cibo vicino alla superficie e potrebbero mancare i sottili segni dei predatori in mezzo a loro, McCormick ha detto. È una seria possibilità - tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per determinare la quantità di perdita della vista correlata all'ossigeno che ci vuole davvero prima che queste creature commettano errori potenzialmente dannosi.
"Se tiro fuori le lenti a contatto a casa e vado in giro, potrei stub mia punta del piede, ma ci riuscirò", ha detto McCormick. "La domanda successiva è: quanta menomazione della retina equivale a un cambiamento nel comportamento visivo?"
Nota del redattore: questa storia è stata aggiornata per correggere la misurazione delle larve. Sono lunghi meno di 0,15 pollici, non 1,5 pollici. La storia è stata anche aggiornata per notare che gli invertebrati marini in genere non presentano una saturazione di ossigeno del 20% nel loro normale ambiente.
