Gli squali martello trattengono il respiro durante la caccia in acque profonde per stare al caldo
Sono i primi pesci scoperti a farlo, ma altri squali e pesci potrebbero avere lo stesso adattamento
[15 Maggio 2023]
Lo studio “Breath holding” as a thermoregulation strategy in the deep-diving scalloped hammerhead shark”, pubblicato su Science da un team di ricercatori statunitensi, britannici e brasiliani ha scoperto che gli squali martello smerlati (Sphryna lewini) trattengono il respiro per mantenere i loro corpi caldi durante le immersioni profonde in acque fredde dove cacciano prede come i calamari. All’università delle Hawaii – Mānoa, che ha guidato la ricerca, dicono che «Questa scoperta fornisce nuove importanti informazioni sulla fisiologia e l’ecologia di una specie che funge da importante collegamento tra gli habitat di acque profonde e poco profonde».
Il principale autore dello studio, Mark Royer dello o Shark Research Group dell’Hawai’i Institute of Marine Biology( HIMB ) dell’ UH Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology, sottolinea che «Questa è stata una sorpresa completa! E’ stato inaspettato che gli squali trattengano il respiro per cacciare come un mammifero marino che si immerge. E’ un comportamento straordinario da parte di un animale incredibile».
Alcuni pesci, come lo squalo balena ( Rhincodon typus ), sono in grado di conservare il calore corporeo durante le immersioni grazie alla loro o mole. Altri, come i tonni, i marlin e la famiglia che comprende il grande squalo bianco (Carcharodon carcharias) e lo squalo mako ( Isurus oxyrinchus ), hanno sviluppato sistemi specializzati di scambio termico a livello delle branchie che evitano la perdita eccessiva di calore corporeo.Lo squalo martello smerlato non ha nessuno di questi vantaggi o adattamenti, eppure è stato rintracciato mentre effettua immersioni rapide e ripetute a una profondità di circa 800 metri.
Le branchie di squalo sono radiatori naturali che, se gli squali martello smerlati non chiudessero le loro fessure branchiali, raffredderebbero rapidamente il sangue, i muscoli e gli organi durante le immersioni profonde in acque fredde. Questi squali sono animali di acqua calda ma si nutrono a profondità dove le temperature dell’acqua di mare sono simili a quelle che si trovano a Kodiak in Alaska (circa 5° C), ma per cacciare in modo efficace hanno bisogno di mantenere i loro corpi caldi.
Royer spiega ancora: «Anche se è ovvio che i mammiferi marini che respirano aria trattengono il respiro durante le immersioni, non ci aspettavamo di vedere gli squali esibire un comportamento simile. Questo comportamento precedentemente inosservato rivela che gli squali martello smerlati hanno strategie di alimentazione sostanzialmente simili a quelle di alcuni mammiferi marini, come i globicefali. Entrambi si sono evoluti per sfruttare le prede che vivono in profondità e lo fanno trattenendo il respiro per accedere a questi ambienti fisicamente difficili per brevi periodi».
Il team di ricerca ha scoperto questo fenomeno inaspettato dotando tre squali martello smerlati catturati al largo della costa hawaiana di dispositivi che misurano simultaneamente la temperatura muscolare, la profondità, l’orientamento del corpo e i livelli di attività e spiegano che «Gli squali si tuffavano diverse volte – 6 a sera, per uno squalo – in acque profonde a temperature di 5 – 11 °C, circa 20° C più fredde che in superficie, e rimanevano lì per 5-7 minuti alla volta prima di riemergere».
I ricercatori hanno visto che i muscoli degli squali sono rimasti caldi durante l’immersione in acque fredde e profonde, ma improvvisamente si sono raffreddati quando gli squali si sono avvicinati alla superficie verso la fine di ogni immersione. La modellazione al computer ha suggerito che gli squali martello devono impedire la perdita di calore dalle loro branchie per mantenere i loro corpi caldi durante queste immersioni profonde in acque fredde.
Inoltre, il video di uno squalo martello smerlato che nuotava lungo il fondo del mare a una profondità di 1.044 metri ha mostrato che le sue fessure branchiali erano ben chiuse, mentre immagini simili dalle acque superficiali mostrano questi squali che nuotano con le loro fessure branchiali spalancate. Un improvviso raffreddamento della temperatura muscolare quando gli squali martello smerlati si avvicinano alla superficie alla fine di ogni immersione suggerisce che aprano le loro fessure branchiali per riprendere a respirare mentre erano ancora in acque relativamente fresche.
Royer evidenzia che «Trattenere il respiro mantiene caldi gli squali martello smerlati, ma interrompe anche il loro apporto di ossigeno. Quindi, sebbene questi squali trattengano il respiro per una media di 17 minuti, trascorrono solo una media di 4 minuti nelle loro immersioni a profondità estreme prima di tornare rapidamente in acque superficiali più calde e ben ossigenate dove riprende la respirazione. Questa scoperta fa avanzare radicalmente la nostra comprensione di come gli squali martello smerlati siano in grado di immergersi a grandi profondità e resistere a temperature gelide per catturare le prede. Dimostra anche il delicato equilibrio fisiologico che gli squali martello smerlati devono raggiungere per foraggiarsi con successo».
Secondo Mark Meekan, un ittiologo dell’University of Western Australia Oceans Institute che non ha partecipato allo studio, «Il fatto che interrompa l’assunzione di ossigeno in questo modo suggerisce che lo squalo martello smerlato deve essere in grado di affrontare il crollo dei livelli di ossigeno nel sangue durante le immersioni, sebbene il meccanismo sia ancora da scoprire. Quello che potrebbero fare è rallentare il muscolo cardiaco, rallentando il pompaggio del sangue in tutto il corpo. I tessuti e il sangue dello squalo potrebbero essersi evoluti per contenere più ossigeno per unità di volume – simile all’adattamento visto nelle persone che vivono in quota – o potrebbero essere in grado di gestire i sottoprodotti molecolari della respirazione anaerobica, che possono essere tossici a livelli alti».
Il biologo marino australiano Colin Simpfendorfer della James Cook University – Townsville ha commentato: «Lo studio dimostra come gli squali si siano ben adattati ai limiti del loro ambiente. Immergersi a oltre 1.000 metri dalle temperature tropicali in superficie fino a solo un paio di gradi centigradi per nutrirsi è uno spostamento abbastanza estremo da fare su base regolare. Finora, gli squali martello smerlati sono i primi pesci scoperti a farlo, ma altri squali e pesci potrebbero avere lo stesso adattamento. C’è un grande vantaggio nel poter cacciare quando sei caldo e tutto il resto è freddo».
Alle Hawaii Gli squali martello smerlati non sono elencati come minacciati, ma sono in pericolo di estinzione in altre parti del mondo a causa della pesca eccessiva, delle catture accidentali e della perdita dell’habitat di nursery.
Royer conclude: «Questa nuova e dettagliata comprensione della fisiologia e dell’ecologia dello squalo martello smerlato migliora la nostra capacità di gestire e conservare efficacemente questa specie iconica, rivelando potenziali vulnerabilità associate alle mutevoli condizioni oceaniche o al futuro sfruttamento umano di questi habitat di foraggiamento profondo, come l’estrazione mineraria in acque profonde o la pesca industriale su larga scala nella “zona crepuscolare” mesopelagica, che potrebbe rendere più difficile o più pericoloso per questi squali cacciare le loro prede naturali. Questa straordinaria impresa fisiologica che consente agli squali martello smerlati di espandere la loro nicchia ecologica nelle profondità marine potrebbe benissimo renderli vulnerabili ad ulteriori impatti umani».