E lo scioglimento dei ghiacci marini aggraverà i rischi per questi cetacei

La paura dell’uomo blocca il cuore dei narvali, che però fuggono a forte velocità

Lo strano paradosso del modo in cui i narvali rispondono alle minacce

[11 Dicembre 2017]

Lo studio “Paradoxical escape responses by narwhals (Monodon monoceros)”, pubblicato su Science da un team di ricercatori statunitensi e danesi ha rivelato una reazione fisica paradossale allo stress da parte dei narvali (Monodon monoceros). Tutto è partito dalla liberazione di un narvalo che era rimasto impigliato in una rete e che era stato liberato dopo essere stato dotato di un dispositivo per monitorare i suoi battiti cardiaci: i ricercatori si sono accorti che il cetaceo aveva eseguito una serie di immersioni profonde, nuotando molto rapidamente per sfuggire agli uomini, ma il suo battito cardiaco era sceso a livelli inaspettatamente bassi, da tre a quattro battiti al minuto.  Gli scienziati dicono che questa combinazione di un durissimo sforzo fisico e di bassa frequenza cardiaca mentre i narvali non respirano sott’acqua è molto costosa e potrebbe rendere difficile per i cetacei che si immergono in profondità avere abbastanza ossigeno nel  cervello e in altri organi vitali.

La  principale autrice dello studio, Terrie Williams del, Department of ecology and evolutionary biology dell’università della California –  Santa Cruz (Ucsc), spiega «Come fuggi mentre trattieni il fiato?” Questi sono mammiferi marini che si tuffano in profondità, ma non vedevamo immersioni normali durante il periodo di fuga. Ci chiediamo come, in questa situazione, i narvali proteggano il loro cervello e mantengano l’ossigenazione»

I narvali, chiamati gli unicorni del mare per la grossa zanna che sfoggiano i maschi, vivono tutto l’anno nelle acque artiche e sono stati relativamente al riparo dal disturbo umano  fino a  quando il ritiro dei ghiacci marini artici provocato dal riscaldamento globale ha reso il loro areale più accessibile per l’esplorazione e la trivellazione petrolifera e per altre attività antropiche.

I narvali monitorati dallo studio  dopo il loro rilascio sono ritornati gradualmente ai loro comportamenti tipici e a frequenze cardiache normali. Ma la Williams si è detta preoccupata per il fatto che «Lo stress derivante dai disturbi umani possa causare reazioni comportamentali nei narvali che sono in contrasto con le loro capacità fisiologiche. La loro naturale risposta di fuga per evitare le orche assassine e altre minacce comporta in genere un lento spostamento verso grandi profondità o in aree costiere poco profonde sotto la copertura di ghiaccio dove le orche non li possono seguire. Questo non è un animale veloce».

Una diminuzione della frequenza cardiaca (la bradicardia) fa parte, insieme ad altri cambiamenti fisiologici per conservare l’ossigeno,  della  normale risposta alle immersioni dei cetacei. Nei narvali, i ricercatori hanno misurato in circa 60 battiti al minuto la frequenza cardiaca a riposo in superficie. Durante le immersioni normali (dopo il periodo di fuga), la loro frequenza cardiaca è scesa tra i 10 e i 20 battiti al minuto, a seconda del livello di sforzo. Il problema è che normalmente durante uno sforzo la frequenza cardiaca dovrebbe aumentare, anche durante un’immersione. La Williams sottolinea: «Questo è ciò che è così paradossale in questa risposta di fuga: sembra cancellare la risposta allo sforzo e mantenere una bradicardia estrema anche quando le balene si stanno sforzando duramente».

Le frequenze cardiache estremamente basse osservate dal team della Williams nei narvali spaventati e in fuga sono simili a quelle osservate negli animali con una “reazione di congelamento”, una delle due risposte – bloccarsi per aspettare che il pericolo passi – che gli animali possono avere per rispondere alle minacce, l’altra è quella di “lotta o fuga” che comporta un aumento del battito cardiaco e del metabolismo. Nella loro risposta a una situazione altamente stressante, i narvali, sembrano combinare elementi di entrambi i tipi di reazione, con conseguenze potenzialmente dannose. «Per i mammiferi terrestri, questi segnali opposti dati al cuore possono essere problematici – spiega ancora la Williams – La fuga di questi mammiferi marini sta tentando di integrare una risposta all’immersione in risposta a un esercizio fisico in aggiunta a una risposta alla paura. Questo richiede molto equilibrio fisiologico e mi chiedo se i mammiferi marini che si immergono siano progettati per affrontare allo stesso tempo tre segnali diversi in arrivo al cuore. Lo stesso fenomeno si potrebbe verificare in altri cetacei, a cominciare dalle grandi balene, che si immergono in profondità quando sono disturbati dal rumore prodotto dagli esseri umani negli oceani e che è stato associato agli spiaggiamenti di cetacei che si immergono in profondità come gli zifi. Il disorientamento spesso riportato durante gli spiaggiamenti dei cetacei che si immergono in profondità mi fa pensare che qualcosa sia andato storto con i loro centri cognitivi. Potrebbe derivare dal’impossibilità  di mantenere la normale ossigenazione del cervello?»

Il team di scienziati statunitensi e danesi ha calcolato che la fuga precipitosa dei narvali richiedeva il 97% della loro riserva di ossigeno e spesso superava il suo limite di immersione aerobica, il che significa esaurire le riserve di ossigeno nei muscoli, nei polmoni e nel sangue,. Le immersioni normali di analoga durata e profondità di un narvalo utilizzano solo circa il 52% della riserva di ossigeno.

Lo studio è stato condotto a Scoresby Sound, al largo della costa orientale della Groenlandia, dove uno degli autori Mads Peter Heide-Jørgensen, del Greenland Institute of Natural Resources, studia i narvali dal  2012.  I cacciatori inuit della zona calano le reti per catturare pesci, foche e altri animali, inclusi i narvali, ed Heide-Jørgensen collabora con loro che chiamano il suo team di scienziati quando catturano i narvali, che vengono taggati e rilasciati. E’ così che gli scienziati utilizzano i satelliti per studiare i movimenti della popolazione di narvali della Groenlandia orientale.

Il team della Ucsc della Williams ha sviluppato una tecnologia di tagging unica per i mammiferi marini che consente ai ricercatori di monitorare la fisiologia sotto sforzo durante le immersioni, registrando elettrocardiogrammi, movimenti de nuoto (frequenza delle pulsazioni) e altri dati. I tag funzionano in modo molto simile a quelli che gli esseri umani usano per monitorare le loro attività quotidiane. Per questo studio, la frequenza cardiaca a riposo è stata misurata in nove narvali e cinque sono stati monitorati durante le immersioni dopo il rilascio. Gli strumenti sono stati applicati  ai narvali con ventose e si sono staccati  in un periodo che va da 1 a 3 giorni, restando in superficie dove sono stati recuperati dagli scienziati.

In studi precedenti, Williams aveva utilizzato gli stessi strumenti per studiare la fisiologia  sotto sforzo e le  risposte in immersione nei tursiopi (Tursiops truncatus) nelle foche di Weddell (Leptonychotes weddellii)  e in altre specie. La Williams evidenzia che «Questa è stata la nostra prima opportunità di mettere i tag su un cetaceo in profondità per monitorare le sue risposte fisiologiche e comportamentali. Tutto è iniziato con il lavoro sui delfini nelle nostre strutture del Long Marine Laboratory».

Tra i risultati dei suoi studi precedenti c’era una sorprendente frequenza di aritmie cardiache nei delfini e nelle foche durante l’intenso esercizio fisico in profondità. Le nuove scoperte aumentano le sue preoccupazioni sugli effetti dei disturbi che causano una risposta di fuga nei mammiferi marini che si immergono in profondità: «Diversamente dalle minacce di predatori come le orche, è difficile sfuggire al l rumore dei sonar o un’esplosione sismica, possono esserci dei problemi se i cetacei cercano di evitarlo – conclude la Williams – Le implicazioni di questo studio sono cautelative, dimostrando che la biologia di questi animali li rende particolarmente vulnerabili ai disturbi: questa tecnologia ci ha aperto una finestra sul mondo del narvalo e ciò che vediamo è allarmante. La domanda è: cosa stanno pensando di fare al riguardo gli esseri umani?»