È arrivato finalmente il freddo, cerchiamo di coprirci il più possibile con sciarpa, guanti, cappello, maglioni pesanti. Ma gli animali invece come fanno a resistere a temperature così basse?
La pelliccia o gli strati di grasso aiutano a restare al caldo, ma molti animali hanno piccoli segreti che gli permettono di vivere tranquillamente. Le foche artiche sono proprio fra quelli che non si scoraggiano di fronte al freddo e il loro segreto si nasconde dietro a plurimi adattamenti che solo recentemente sono stati esaminati e approfonditi dall’occhio scrupoloso di alcuni ricercatori internazionali.
A riportarlo è stato lo studio “Structure-function relationships in the nasal cavity of Arctic and subtropical seals”, pubblicato su Biophysical Journal, dell’Università di Scienze e tecnologia della Norvegia, uno dei principali centri di ricerca artica che esiste nel mondo.
La ricerca sulle foche artiche
Signe Kjelstrup in collaborazione con altri scienziati ha analizzato le principali mutazioni che permettono alle foche di restare per molto tempo in acqua, mentre l’ambiente circostante risulta molto freddo.
Per questa ricerca, è stata utilizzata la tomografia computerizzata, in modo da realizzare scansioni 3D del cranio di due foche di due ambienti differenti: la foca barbuta (Erignathus barbatus), che abita le regioni artiche, e la foca monaca mediterranea (Monachus monachus), che vive nelle regioni subtropicali. Grazie a modelli tridimensionali hanno comparato le diverse prestazioni di dissipazione del calore e nell’inumidire l’aria durante la respirazione, osservando le parti anatomiche del cranio che permettevano l’adattamento migliore al freddo.
La scoperta si è focalizzata sulle complesse ossa della cavità nasale.
Grazie alla particolare conformazione del naso, con passaggi nasali più tortuosi, le foche barbute disperdono meno calore nello scambio termico rispetto alle loro colleghe subtropicali, se esposte alle stesse condizioni. Riescono infatti, a trattenere circa il 94% dell’acqua durante la respirazione, riacquistando la maggior parte dell’acqua aggiunta all’aria inspirata nel corso dell’espirazione. Questa capacità è di massima importanza per diminuire la perdita di calore e umidità in ambienti freddi e secchi, dove gli animali rischiano di perdere entrambi solo respirando.
La maggior parte dei mammiferi e degli uccelli ha strutture ossee articolate chiamate turbinati nelle cavità nasali. Queste ossa porose sono ricoperte da uno strato riccamente vascolarizzato di tessuti mucosi che scaldano e umidificano l’aria inspirata, riducendo la quantità di calore e umidità lasciata durante l’espirazione. Migliorano inoltre, anche la funzione e la capacità polmonare.
In questo modo si è anche più efficienti durante la caccia ai pesci o quando c’è bisogno di nuotare rapidamente, grazie alla poca energia spesa per respirare e riscaldarsi.
Foca monaca mediterranea (Monachus monachus), © Wildlife Wanderer/CC BY-NC-ND 2.0 Deed
Una prospettiva futura
I ricercatori non hanno intenzione di fermarsi qui, vogliono replicare lo studio delle stesse strutture nasali anche in altre specie, per verificare se la variabilità di conformazione dei turbinati procuri vantaggi evolutivi diversi in altri ambienti.
«Il cammello, ad esempio, non ha bisogno di risparmiare molte energie per trattenere il calore ma ha bisogno di risparmiare sull’acqua, quindi si potrebbe ipotizzare che potrebbe disporre di maxilloturbinati in grado di lavorare in maniera simile a quelli della foca. Se la natura riesce a creare degli scambiatori di calore così grandi ed efficienti, penso che dovremmo copiarli in ingegneria per creare componentistiche più efficienti, da applicare all’interno dei nostri condizionatori d’aria» ha affermato Kjelstrup.
Questa ricerca, dunque, non si esaurisce nel solo studio della fisiologia e del metabolismo di alcune specie particolari che vivono in condizioni estreme ma cerca di anche dare degli esempi utili nel fronteggiare il cambiamento climatico.
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