Natural Sciences

Il Nautilus: l'architetto sottomarino

Classificazione scientifica
Regno:             Animalia
Phylum:           Mollusca
Classe:            Cephalopoda
Sottoclasse:    Nautiloidea
Ordine:            Nautilida
Famiglia:         Nautilidae

Vorrei raccontare qualcosa a proposito di questo splendido animale.  Innanzitutto è bene spiegare cosa sono i cefalopodi.

I cefalopodi sono molluschi con un capo ben sviluppato che porta intorno alla bocca una corona di braccia o tentacoli, estremamente mobili, armati di ventose o uncini. Sono molluschi a simmetria bilaterale. La bocca possiede mandibole a forma di becco di pappagallo e una lingua munita di denti che viene chiamata radula. I cefalopodi posseggono ghiandole salivari, esofago, stomaco, cieco, fegato e intestino. Sono ovipari e a sessi separati, di conseguenza possono presentare dimorfismo sessuale. Il cuore è formato da un ventricolo e da un numero di orecchiette pari al numero delle branchie (2 o 4 nel Nautilus). Posseggono un sistema nervoso ben sviluppato e occhi ben organizzati. La conchiglia è ridotta e può essere esterna (Nautilus), interna (Seppia), vestigiale (Calamaro) o assente come nel Polpo.
Un imbuto espelle l'acqua dalla cavità del corpo generando un getto che consente all'animale rapidi spostamenti, ma i cefalopodi possono muoversi anche utilizzando i tentacoli e le pinne. La livrea è estremamente variabile e i rapidi cambiamenti di colore sono una caratteristica fondamentale del loro comportamento. Le dimensioni variano da pochi centimetri a 20 metri di lunghezza totale. Circa mille specie vivono tutt'ora in ambiente oceanico da 0 a 5000 metri di profondità.
In base al numero di branchie i cefalopodi possono essere classificati in dibranchiati e tetrabranchiati (Nautilus). A seconda del numero di tentacoli o braccia, i dibranchiati si dividono in ottopodi (8tentacoli) e decapodi (8 braccia e 2 tentacoli). Gli ottopodi sono prevalentemente bentonici e comprendono specie molto comuni come il polpo (Octopus vulgaris) e il moscardino (Eledone).

Anatomia del Nautilus

Il Nautilus presenta caratteristiche che lo distinguono dagli altri cefalopodi. Ha un guscio piano-spiralato, involuto, con una grande camera d’abitazione ed un fragmocono (spessa conchiglia) costituito da numerose camere minori piene di gas (ossigeno, anidride carbonica, azoto e argon). L’evoluzione del fragmocono ha permesso ai primi cefalopodi di svincolarsi dal fondo. La conchiglia è uno speciale organo destinato essenzialmente a due compiti:
1) proteggere le parti più delicate del corpo
2) provvedere, attraverso le camere contenenti gas e liquido, all’equilibrio idrostatico dell’animale.
Il corpo di un Nautilus può essere suddiviso in tre parti:
1) una regione anteriore che comprende tentacoli, bocca, occhi, iponomo e cappuccio
2) una regione viscerale che è formata dagli organi del sistema circolatorio, dal tubo digerente, dall’apparato riproduttore ed escretore
3) il sifone, un sottile tubo racchiuso da una guaina calcarea e proteica, si estende dalla parte posteriore del capo alla camera più interna della conchiglia.
Il sifone è un prolungamento del mantello; ha l’aspetto di un cordone carnoso, cavo per contenere i vasi venosi e arteriosi. E’ protetto da un rivestimento di conchiolina (polisaccaridi e polipeptidi) e aragonite secrete dal sifone stesso. Esso percorre tutto il fragmocono, passando attraverso i fori sifonali di ciascun setto. Detti fori sono provvisti di collaretti abbastanza lunghi, rivolti all’indietro, cioè verso la loggia embrionale (tipo retrosifonato). Al sifone spetta la funzione di regolazione di pressione dei gas, col risultato di variare la quota di immersione (funzione idrostatica).
I tentacoli sono numerosi (circa 90) e sono specializzati per una varietà di compiti, dalla ricerca del cibo alla riproduzione, ma non vengono usati dal Nautilus per compiere spostamenti.
Circondata dai tentacoli, la bocca è munita di due grandi e robuste mandibole cornee impregnate distalmente di carbonato di calcio, simili nell’insieme ad un becco di pappagallo e manovrate da forti muscoli.
Gli occhi, prominenti e peduncolati, si trovano ai lati del capo e contrariamente agli altri cefalopodi, sono sprovvisti di cristallino e funzionano in base al principio della camera obscura. La pupilla, un foro pieno di acqua di mare che comunica con l’interno dell’occhio è in grado di restringersi o dilatarsi in relazione al variare dell’intensità luminosa. Questa struttura oculare, a sua volta, consente di compensare i movimenti ritmici o oscillatori dovuti al sistema propulsivo, cosi’ l’immagine resta fissa sulla retina. E’ probabile che il Nautilus sia in grado di ‘correggere’ l’immagine imperfetta fornita dall’occhio con qualche meccanismo a livello della regione ottica del cervello, utilizzando la vista come sistema di riferimento per valutare i propri spostamenti e orientarsi.
Il vistoso cappuccio, che si trova sopra il capo e i tentacoli, chiude l’apertura della conchiglia quando l’animale è retratto al suo interno. La superficie del cappuccio è coperta da rugosità e la sua morfologia varia secondo la specie, mentre la sua colorazione è simile a quella della conchiglia. Se l’animale si trova in condizioni ambientali non favorevoli o ha subito un attacco da parte di un predatore, il cappuccio si sbianca progressivamente. Tale cambiamento di colore è tuttavia reversibile anche se non è correlato alla presenza di cromatofori cosi’ comuni nei cefalopodi e assenti nel Nautilus. Il cappuccio aderisce alla parte dorsale della conchiglia che in quest’area di contatto è nera e completamente liscia e sigillata ermeticamente con muco.
Il sistema circolatorio del Nautilus, formato ampliamente da seni e vasi con pareti piuttosto sottili, funziona a bassa pressione (0,2 – 0,6 atmosfere). Anche le pulsazioni del cuore hanno un ritmo poco elevato che corrispondono a circa 20/min.
Le branchie sono relativamente grandi (sino a 6 cm in individui adulti) e si trovano ventralmente nella cavità del mantello all’interno della conchiglia. Il Nautilus è un tetrabranchiato, possiede cioè due paia di branchie, anziché un solo paio come gli altri cefalopodi. Ciascuna branchia è connessa con il cuore attraverso un’auricola.
Il mantello, che avvolge la parte posteriore del corpo dell’animale, si è specializzata nella secrezione dei setti che formano le camere all’interno della conchiglia. I setti sono formati soltanto dallo strato interno: nel Nautilus appaiono come sottili pareti arcuate, a concavità rivolta in avanti (setti proceli) e regolarmente distanziati tra loro. L’attacco tra guscio e setto avviene lungo la cosidetta linea di sutura non visibile all’esterno. Il guscio, costituito di conchiolina e aragonite, presenta uno strato esterno, porcellanaceo, ed uno interno, madreperlaceo.
Il principale organo di locomozione è rappresentato dall’ iponomo, situato al di sotto dei tentacoli. A differenza di altri cefalopodi l’iponomo del Nautilus è formato da un foglio muscolare ripiegato anziché da un tubo ed è estremamente mobile e flessibile e può estendersi oltre l’apertura della conchiglia.

E'estremamente interessante e complicato il processo di formazione di una nuova camera d'abitazione (non per niente viene definito Architetto Sottomarino!!)

Attraverso l’uso della radiografia sono state osservate le varie fasi della formazione di una nuova camera e sono stati identificati stadi principali:
1) formazione di un bordo calcareo sulle pareti della conchiglia
2)  secrezione di un nuovo setto
3)  svuotamento di liquido diluito
4)  svuotamento di liquido concentrato.
La secrezione del tubo che avvolge il sifone è contemporanea alla seconda fase. Il bordo calcareo è il punto di ancoraggio del nuovo setto e ne definisce la posizione e la forma, intersecandosi con le pareti della conchiglia. Il corpo migra in avanti e la parte posteriore del mantello, attaccandosi al bordo calcareo inizia la secrezione del setto che diventa progressivamente più spesso. Nello stesso tempo i vari strati che compongono il tubo del sifone vengono secreti dal sifone stesso. Il nuovo spazio che si è formato risulta pieno di liquido. Questo consente al setto di raggiungere uno spessore sufficiente a sopportare sul suo lato concavo, la differenza di pressione tra l’esterno e l’interno della camera. L’apparire di bolle di gas definisce l’inizio del terzo stadio. La rimozione del liquido camerale si verifica quando lo spessore del setto è 25-60% dello spessore definitivo. Quando circa il 50% del liquido camerale è stato rimosso il suo assorbimento diminuisce a causa della mancanza di contatto diretto tra sifone e liquido. Inizia così la quarta fase che continua finchè la camera non è completamente vuota. Contemporaneamente inizia il ciclo che porta alla formazione di un’altra camera.
La secrezione dei tre strati del tubo che avvolge il sifone avviene per opera del suo epitelio.

Complicato è! ...ma lo rende molto affascinante..