Abbiamo tutti sentito parlare di calamari e polpi che usano pigmenti per mimetizzarsi con l’ambiente circostante, ma che dire del diventare completamente invisibili? Per diventare effettivamente visibile e apparire come se non ci fossi, devi permettere alla luce di viaggiare attraverso di te senza ostacoli, o piegare la luce intorno a te, in modo che non si rifletta verso un osservatore. È un compito difficile, ma alcuni animali ci sono quasi.
Polpo di vetro
Nell’oceano gli animali hanno due scelte se vogliono nascondersi. Le creature che vivono nell’oceano profondo vicino al fondo del mare possono confondersi con la sabbia o le rocce, o nascondersi nel corallo. Nell’oceano profondo è comunque spesso buio pesto e i predatori non hanno occhi, quindi essere invisibili non è necessario.
Gli animali che vivono vicino alla superficie e vogliono nascondersi possono produrre abbaglianti spettacoli di luce in un processo noto come bioluminescenza, confondendo i predatori sottostanti che pensano di guardare la luce del sole che colpisce la superficie dell’acqua. Gli animali che vivono a mezz’acqua però non hanno nessuna di queste opzioni. Questa regione è conosciuta come la zona pelagica, e capita anche che sia dove vivono la maggior parte degli animali invisibili.
Forse il modo più semplice per diventare invisibili è essere trasparenti e lasciare che la luce ti attraversi completamente. Negli oceani aperti, dove mancano strutture dietro cui nascondersi, essere trasparenti è un ottimo modo per nascondersi da tutti i punti di vista e le angolazioni. È così popolare, infatti, che la trasparenza si è evoluta indipendentemente più volte in animali completamente estranei.
Uno di questi animali, il polpo di vetro (Vitreledonella richardi) è così chiamato perché è quasi completamente trasparente. La creatura gelatinosa può crescere fino a 45cm (18in), se si includono i tentacoli. Vive a 300-1000m sotto la superficie nelle acque tropicali e subtropicali di tutto il mondo, ed è quasi completamente invisibile ai predatori tranne che per il suo sistema digestivo, i nervi ottici e gli occhi.
Ma che senso ha rendere tutto il corpo trasparente, se gli occhi e le budella sono ancora visibili? Ancora peggio, questi organi proietteranno ombre sul fondo del mare sottostante, rendendoli più visibili ai predatori. Gli occhi devono assorbire la luce per funzionare, quindi non è possibile che siano trasparenti. Le budella tradiscono il loro contenuto, quindi, a meno che un animale si nutra di materiale trasparente, saranno visibili. Tuttavia il polpo, e tutte le schiere di creature trasparenti fanno di tutto per mascherare questi organi opachi. Il polpo di vetro (Vitreledonella richardi) per esempio ha occhi molto allungati che riducono la sua visione periferica, ma minimizzano l’ombra che proietta sotto – rendendolo meno probabile per essere rilevato dai predatori che cacciano dal basso. Ci sono anche alcune prove che orienta il suo corpo in modo tale da minimizzare la sua ombra.
Il polpo di vetro non è l’unico animale trasparente a trovare un modo ingegnoso per mascherare i suoi occhi. Molti molluschi trasparenti camuffano i loro occhi con specchi, poiché gli specchi nell’oceano aperto riflettono solo più oceano e quindi sono invisibili.
Cranchiidae o calamari di vetro
La famiglia dei calamari di vetro, di cui esistono circa 60 specie, sono quasi interamente trasparenti. Vivono, sempre nella regione pelagica degli oceani di tutto il mondo, tra i 200 e i 1000 metri sotto il livello del mare.
Anche se il loro corpo è interamente trasparente, i loro grandi occhi sono opachi, il che è un problema perché i predatori che nuotano sotto possono facilmente vedere l’ombra che proiettano. Tuttavia il calamaro di vetro (Cranchiidae) usa una forma intelligente di mimetismo per nasconderli. Usa i fotofori – organi sotto i suoi occhi – per produrre luce in un trucco chiamato contro-illuminazione. Questa luce sembra molto simile alla luce del sole che filtra dall’alto, quindi rende il calamaro completamente invisibile ai predatori che nuotano sotto di lui. Tuttavia la luce potrebbe rendere il calamaro molto vistoso per gli spettatori che lo guardano da altre angolazioni. Piuttosto che un mantello dell’invisibilità, la luce incandescente potrebbe agire come un faro che attira i predatori.
I ricercatori dell’Università della Pennsylvania hanno scoperto che i fotofori del calamaro sono sorprendentemente in grado di abbinare la quantità di luce che producono a quella proveniente da ogni direzione, creando una sorta di mantello dell’invisibilità omnidirezionale.
Il verme di profondità tomopteris
Questo genere, o gruppo di vermi policheti planctonici marini sono quasi completamente trasparenti, il che li rende molto difficili da vedere per i predatori. Paradossalmente, almeno 11 specie del gruppo possono anche emettere colori brillanti. La maggior parte dei vermi tomopteris brilla di blu, ma una specie, Tomopteris nisseni, può produrre luce gialla ed è una delle poche creature del genere sul pianeta a farlo.
Alcuni vermi tomopteris possono anche distrarre i predatori rilasciando una parte luminosa del loro corpo chiamata parapodia, facendo sì che il predatore insegua la parte del corpo dissipata piuttosto che il verme stesso.
Salpe di mare
Una salpa è una creatura completamente trasparente a forma di barile che nuota e si nutre allo stesso tempo pompando acqua attraverso il suo corpo gelatinoso. Filtrano il fitoplancton nell’acqua per nutrirsi. Anche se assomigliano un po’ alle meduse, sono in realtà più sofisticate e sono strettamente legate ai pesci e ai vertebrati – hanno un cuore e delle branchie e possono riprodursi sessualmente.
Le salpe hanno un ciclo di vita affascinante. Per una parte di esso vivono da sole, ma poi si clonano e formano lunghe stringhe e altre forme di organismi collegati. Le singole salpe sincronizzano il loro nuoto comunicando l’una con l’altra tramite segnali elettrici.
Hyperiids
A volte essere trasparenti non è sufficiente, e gli organismi hanno bisogno di altri assi nella manica per rimanere invisibili. Questo è certamente il caso dell’Iperiide, un piccolo crostaceo che assomiglia a un gambero. Sono in grado di nascondersi dai predatori essendo trasparenti. Tuttavia questo li porta solo fino a un certo punto. Anche un piano di vetro è trasparente, ma lo si può ancora vedere se ci si illumina con una luce, perché la luce viene riflessa. Questo è un problema particolare nell’oceano perché molti predatori usano la bioluminescenza come un faro di ricerca quando cacciano la preda.
Un recente studio suggerisce che c’è di più nell’abilità dell’iperiide di nascondersi che la semplice trasparenza. Si scopre che stanno usando una sorta di nanotecnologia per interferire con la luce e piegare la luce, ammantandosi e rendendosi quasi invisibili. Gli scienziati hanno usato un microscopio elettronico a scansione per analizzare da vicino sette specie di iperiidi. Hanno scoperto che le gambe di una specie erano coperte da minuscole protuberanze simili a peli di dimensioni nano.
Il corpo di questa specie, e di altre sei, era anche coperto da protuberanze o sfere di dimensioni nano che vanno da meno di 100 nanometri a circa 300 nanometri. Le piccole dimensioni delle protuberanze potrebbero minimizzare la dispersione della luce e gli scienziati hanno scoperto che una combinazione di entrambe le nanostrutture – le protuberanze e i peli – potrebbe ridurre la riflettanza di ben 100 volte. La cosa strana è che i ricercatori pensano che queste sfere potrebbero essere batteri.
Japetella heathi e Onychoteuthis banksii
Il calamaro Japetella heathi e il polpo Onychoteuthis banksii hanno anche un nuovo trucco nelle loro maniche quando si tratta di invisibilità – possono passare rapidamente dall’essere trasparenti a un colore marrone rossastro.
Entrambi vivono nell’Oceano Pacifico tra 600-1000m di profondità – conosciuta come la zona mesopelagica. Anche se essere trasparenti aiuta molto l’invisibilità vicino alla superficie dell’acqua, dato che la luce diffusa del sole dalla superficie passa direttamente attraverso il tessuto trasparente, quando si punta una luce direttamente su qualcosa che è trasparente, diventa improvvisamente molto visibile.
Purtroppo questo accade abbastanza spesso nelle profondità marine, dove i predatori usano organi che emettono luce chiamati fotofori come un riflettore quando cacciano. Le prede a queste profondità sono spesso rosse o nere in modo da riflettere il meno possibile la luce blu. Japetella heathi, un polpo, e Onychoteuthis banksii, un calamaro, sono in grado di passare da uno all’altro, ma come fanno? La pelle di entrambe le specie contiene cellule sensibili alla luce chiamate cromatofori. Le cellule contengono un colorante, e quando rilevano la luce si espandono immediatamente e rilasciano il pigmento.
Sappiri di mare
Gli zaffiri di mare (Sapphirina) sono creature grandi come formiche che vivono nei mari caldi tropicali e subtropicali. Appartengono a un gruppo di crostacei chiamati copepodi. Diverse specie emettono una gamma di colori brillanti e iridescenti, dal blu vivido al rosso e all’oro.
Quello che è notevole su di loro è che un secondo possono brillare brillantemente e il successivo sembrano quasi scomparire e il modo in cui lo fanno è affascinante. La loro pelle, o cellule della cuticola, contiene minuscole piastre di cristallo disposte a nido d’ape esagonale. I cristalli contengono guanina, una delle quattro basi che compongono il DNA. Gli strati di cristalli sono separati l’uno dall’altro da un fluido simile a un brodo chiamato citosol.
Un team di scienziati ha scoperto che, sebbene gli strati di cristalli di guanina abbiano sempre lo stesso spessore, 70 nanometri, lo spessore del citosol tra gli strati varia da 50 a 200 nanometri. È questa varietà che determina il colore dello zaffiro marino. Gli strati di citosol più spessi riflettono lunghezze d’onda della luce che fanno apparire il copepode rosso o magenta.
Il colore dipende anche dall’angolo della luce che lo colpisce. Quando l’angolo diventa sempre più piccolo, la lunghezza d’onda della luce riflessa diventa più corta e il colore più viola. Se l’angolo diventa abbastanza piccolo, allora la luce riflessa è nello spettro UV, il che significa che non possiamo vederla e gli zaffiri di mare scompaiono. I ricercatori hanno scoperto che la luce che colpiva i crostacei con un angolo di 45° li rendeva effettivamente invisibili.
La farfalla di vetro
Tutti gli animali trasparenti discussi finora hanno vissuto nel mare, e c’è una buona ragione per questo. Per essere trasparenti bisogna essere fatti di materiale che non assorbe né riflette la luce. Questo è un compito difficile per le piante e gli animali che vivono sulla terraferma perché c’è una così grande differenza tra l’indice di rifrazione dei tessuti viventi e l’aria. L’indice di rifrazione di un materiale descrive quanto velocemente la luce viaggia attraverso di esso. La luce viaggia più velocemente nel vuoto, e in generale più un materiale è denso, più tempo impiega la luce ad attraversarlo e maggiore sarà il suo indice di rifrazione.
Poiché il tessuto biologico è molto più spesso e denso dell’aria, quando le onde luminose passano dall’aria al tessuto del corpo, rallentano. Questo fa sì che la luce cambi direzione e si disperda, causando riflessi che rendono l’animale più visibile.
Nel mare c’è meno differenza tra l’indice di rifrazione dell’acqua e i tessuti biologici, quindi la trasparenza è un compito più facile, da qui il motivo per cui ci sono così tanti animali “quasi” invisibili. Un’altra ragione per cui non si trovano molti animali trasparenti sulla terraferma è che gli organismi hanno bisogno di pigmenti come la melanina per proteggersi dai raggi UV del sole.
Ci sono però alcune eccezioni alla regola del vedere attraverso. Una di queste è la farfalla tordo (Greta oto) che vive in America centrale.
Anche se non tutto il suo corpo è trasparente, le sue ali trasparenti rendono difficile ai predatori rintracciarla durante il volo. Per vedere come la farfalla ottiene la sua trasparenza, gli scienziati hanno esaminato le loro ali al microscopio elettronico. Hanno trovato piccole protuberanze di dimensioni nano chiamate nanopillari che erano sparse in modo casuale e avevano diverse lunghezze. Sembra che la dimensione casuale e la distribuzione delle strutture su scala nanometrica aiutino la farfalla a minimizzare i riflessi dalle sue ali. I nanopillari interferiscono con i raggi di luce che colpiscono l’ala, inducendo la maggior parte a passare direttamente attraverso piuttosto che rimbalzare indietro.
Mollusco trasparente
Un’altra eccezione alla regola è una lumaca traslucida (Zospeum tholussum) che è stata scoperta nella grotta più profonda della Croazia. Gli scienziati dell’Università Goethe di Francoforte hanno trovato il mollusco trasparente che vive a 980 metri di profondità nella grotta Lukina Jama-Trojama, in una camera piena di rocce e sabbia attraversata da un piccolo ruscello.
La lumaca appartiene a un genere di lumache di terra in miniatura che si trovano in grotte buie e sotterranee e che non sono in grado di muoversi da sole. I ricercatori credono che usino l’acqua corrente dei ruscelli per trasportarsi.
Tuttavia, anche se è traslucida, la lumaca è ancora abbastanza visibile, evidenziando quanto sia difficile per gli animali terrestri ottenere ciò che fanno quelli dell’oceano.
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