True Colors: Come gli uccelli vedono il mondo

Grazie alla visione UV, gli uccelli vedono il mondo in modo molto diverso da noi

Cynthia Berger
Animali
19 luglio, 2012

Nei primi anni ’70, un ricercatore che stava testando la capacità dei piccioni di discriminare i colori ha scoperto per caso che gli uccelli possono vedere la luce ultravioletta (UV). La scoperta fu considerata curiosa ma non troppo importante. “Era naturale per gli scienziati assumere che la visione degli uccelli è come quella umana”, dice Geoffrey Hill, un ornitologo della Auburn University e autore di Bird Coloration. “Dopo tutto, gli uccelli e gli esseri umani sono entrambi attivi di giorno, usiamo colori brillanti come spunti. … Nessuno immaginava davvero che gli uccelli potessero vedere il mondo in modo diverso.”
Ma nei decenni successivi, i test sistematici sulla visione degli uccelli hanno rivelato qualcosa di inaspettato: Molte specie di uccelli – non solo i piccioni – possono vedere la luce UV. Infatti, ad eccezione degli uccelli che volano di notte come i gufi, gli occhi della maggior parte degli uccelli sono probabilmente ancora più sensibili alla luce ultravioletta che a quella che noi chiamiamo luce visibile. Gli scienziati hanno anche imparato che molti uccelli hanno un piumaggio che riflette la luce UV. Insieme, queste scoperte “ci hanno fatto capire che ci potrebbero essere nuove risposte a vecchie domande”, dice Muir Eaton, biologo della Drake University. Gli uccelli si affidano alla visione per scegliere i compagni, trovare il cibo e cercare i predatori, per esempio. “Se si presume che gli uccelli vedano esattamente quello che vediamo noi, si potrebbe avere il quadro sbagliato per capire il comportamento degli uccelli”, dice Eaton.

Segnali segreti?

Considerate come gli uccelli scelgono i compagni. Dopo che sono usciti i primi studi sugli uccelli e gli UV, la gente ha iniziato a dire: “Forse il tuo studio sulla scelta del compagno non è valido perché hai segnato i colori delle piume a occhio nudo”, dice Peter Dunn, un biologo dell’Università del Wisconsin-Milwaukee che studia i piccoli warblers attivi chiamati gialloni comuni (sotto). Aggiunge Hill, che ha studiato la scelta dell’accoppiamento nei fringuelli di casa, negli uccelli azzurri e negli ottoni indaco: “Quando ho iniziato a lavorare, negli anni ’80, eravamo soliti tenere le tabelle dei colori contro le piume degli uccelli” – gli stessi chip di vernice quadrati che sono uno standard industriale per i grafici e i decoratori d’interni.

Negli ultimi tre decenni, una raffica di studi ha testato l’intrigante idea che la scelta dell’accoppiamento e altri comportamenti degli uccelli possano essere modellati da segnali visivi segreti che gli umani non possono vedere. Anche se la premessa era esotica, ciò che ha facilitato questa esplosione di ricerca è stato prosaico: la tecnologia è diventata migliore e meno costosa. In particolare, la maggiore disponibilità e la diminuzione del costo di un dispositivo di laboratorio chiamato spettrofotometro – che misura con precisione la luce riflessa o assorbita da una superficie – ha permesso agli scienziati, se non di vedere come un uccello, almeno di quantificare ciò che gli uccelli vedono.
Inizialmente, molti ricercatori hanno rivolto i loro spettrofotometri su uccelli che non usano piume appariscenti per attirare i compagni. Un team di scienziati svedesi, per esempio, ha esaminato la cinciallegra azzurra, un parente europeo della cinciallegra. Come per molte specie di uccelli, le cinciallegre blu maschili e femminili si assomigliano agli esseri umani. “La letteratura standard descrive il piumaggio come strettamente simile tra i sessi”, dice Staffan Andersson, professore di ecologia animale all’Università di Gothenburg. “Il problema principale di questa conclusione è che si basa sull’occhio umano, cieco ai raggi UV e di colore giallo”. Usando una sonda spettrofotometrica per scansionare le piume degli uccelli catturati in natura, Andersson e i suoi colleghi hanno scoperto che le cince blu stesse non hanno problemi a distinguere i maschi dalle femmine: I maschi hanno una chiazza di piume sulla corona della testa che riflette fortemente la luce UV; le femmine no.

La scelta del compagno

Le cince blu non sono sole. Nel 2005, Eaton ha usato uno spettrofotometro per scansionare il piumaggio delle pelli di 139 specie di uccelli canterini in cui maschi e femmine si assomigliano, dalle cerette di cedro alle rondini di fienile, ai tordo e alle allodole occidentali. Sebbene gli scienziati avessero precedentemente classificato questi uccelli, insieme al 70% di tutte le specie di uccelli canori, come sessualmente monocromatici (maschi e femmine identici), ben il 90% delle specie scansionate da Eaton erano effettivamente sessualmente dicromatiche: diverse una volta presa in considerazione la migliore discriminazione dei colori (compresi gli ultravioletti) da parte degli uccelli e la quantità di luce UV che le piume riflettono. “Per gli stessi uccelli, maschi e femmine sembrano abbastanza diversi l’uno dall’altro”, dice Eaton.
Tali risultati hanno portato alcuni ricercatori a ipotizzare che il ruolo primario della visione UV aviaria è quello di selezionare i compagni. Infatti, nei test di laboratorio, Andersson e i suoi colleghi hanno scoperto che le cince blu femminili preferivano fortemente i maschi con le corone “invisibili” più luminose – prova che le piume che riflettono i raggi UV che gli umani non possono vedere servivano la loro funzione.
Con il tempo, tuttavia, gli scienziati hanno concluso che le cince blu sono l’eccezione alla regola. Pochissime specie di uccelli usano solo la luce UV – senza altri indizi visivi – per attrarre e scegliere i compagni. “In generale, la riflettanza ultravioletta rafforza semplicemente i modelli di colore del piumaggio che noi umani possiamo già vedere”, dice Dunn. Tra i suoi soggetti di studio, “le femmine del pettazzurro preferiscono i maschi che sono più luminosi, ma non a causa della sola riflettanza UV. È più la luminosità delle piume in generale.”

Parassiti del nido che galleggiano

Quindi, come usano gli uccelli il loro potere della visione UV? In un numero sorprendente di modi, propongono gli scienziati. Molti uccelli canori, per esempio, sono infastiditi da parassiti del nido: uccelli come i cuculi e i cowbirds dalla testa marrone che scaricano le loro uova in un nido ospite e lasciano il duro lavoro di cura dei bambini ai genitori adottivi riluttanti. Si scopre che alcuni ospiti potenziali sono in grado di riconoscere e respingere le uova che, agli occhi umani, assomigliano alle loro. Potrebbero gli uccelli rispondere ai segnali UV piuttosto che ai colori visibili alle persone? Le prove finora sono suggestive ma inconcludenti. In uno studio del 2007 nella Repubblica Ceca, i tordi canterini hanno rifiutato le uova sperimentali che i ricercatori avevano progettato come imitazioni perfette. Si è scoperto che le uova degli scienziati avevano una riflettanza UV diversa dalle uova di tordo. Ma uno studio canadese su 11 specie parassitate da cowbirds non ha trovato alcuna correlazione: Alcune specie hanno accettato le uova che erano una corrispondenza UV; altre le hanno rifiutate.

Segnali dai pulcini affamati

Gli scienziati stanno anche studiando se i segnali UV giocano un ruolo dopo la schiusa delle uova. Pensate agli uccelli genitori laboriosi, che trasportano i bruchi a un nido di pulcini affamati. Quale pulcino viene nutrito per primo? In alcune specie, i genitori si basano sulle dimensioni di un pulcino o su quanto forte ed energicamente implora. Ma anche il colore è un fattore: la luminosità della bocca o della testa sembra stimolare un genitore a offrire cibo. Alcuni ricercatori suggeriscono che il colore dei raggi UV può migliorare questo effetto.
I rotoloni europei appena nati, per esempio, hanno una zona di pelle nuda sulla fronte che riflette la luce UV. I loro genitori affrontano una sfida particolare mentre distribuiscono millepiedi e altre prelibatezze: Poiché le covate dei roller si schiudono in un periodo di giorni, i primi pulcini schiusi sono più grandi e hanno bisogno di più cibo dei pulcini che si schiudono più tardi. In uno studio del 2011, i ricercatori spagnoli hanno notato che i pulcini più pesanti tendono ad avere le macchie meno riflettenti sui raggi UV sulla fronte; i pulcini più leggeri avevano la fronte più riflettente. Per testare se questa differenza aiuta i genitori a decidere chi nutrire di più, gli scienziati hanno spalmato una lozione simile a una protezione solare sulla fronte di alcuni pulcini, usando una lozione di controllo su altri. I pulcini con il bloccante hanno guadagnato meno peso rispetto ai loro compagni di nido non bloccati – mostrando chiaramente che hanno ottenuto meno cibo quando non potevano pubblicizzare il loro stato nutrizionale con segnali UV.

Trovare il cibo

Gli uccelli genitori possono contare su segnali UV quando sono fuori a cercare il cibo pure. Molti insetti, tra cui falene e farfalle, hanno rivestimenti del corpo che riflettono fortemente la luce UV. Anche molti semi sono riflettenti, e le bacche e i frutti sviluppano un rivestimento ceroso altamente riflettente quando maturano. D’altra parte, la maggior parte delle foglie verdi non riflettono la luce UV. Quindi, anche se una bacca rossa sembra abbastanza visibile contro una foglia verde per gli occhi umani, per gli uccelli questo contrasto è rafforzato.

“Penso che la cosa più grande a venire dalla scoperta che gli uccelli vedono nell’ultravioletto è la nostra comprensione di come alcuni uccelli predatori trovano la loro preda”, dice Hill. Immaginate, per esempio, un gheppio (gheppio americano, a destra) appollaiato in alto su un cavo telefonico, sorvegliando un campo molto più in basso. “Mi sono sempre chiesto come fa un uccello rapace ad avere abbastanza da mangiare”, dice. “Dopo tutto, si può camminare attraverso un campo erboso 20 volte e non vedere mai un topo.”
Ma questo è perché noi non vediamo quello che vedono gli uccelli. Si scopre che una preda chiave per i gheppi comuni, l’arvicola dei prati, si comporta come un piccolo cane, usando schizzi di urina per segnare le sue tracce attraverso l’erba alta. Circa 15 anni fa, i ricercatori finlandesi dell’Università di Turku hanno scoperto che l’urina dell’arvicola riflette la luce UV, che i gheppi che sorvolano i campi aperti possono vedere chiaramente. “Una volta che ci si rende conto che i rapaci possono seguire le tracce fino all’animale, ha molto più senso”, dice Hill. Mentre la gente si è chiesta a lungo come sarebbe stato librarsi come un uccello, la domanda più interessante – in particolare per i biologi – potrebbe essere: Come sarebbe vedere come un uccello?

Cynthia Berger è una scrittrice della Pennsylvania e l’ex direttore della rivista Living Bird.

Uccelli e luce UV: Gli occhi ce l’hanno

Come fanno gli uccelli a rilevare la luce ultravioletta (UV)? Per rispondere a questa domanda è necessario comprendere la struttura degli occhi aviari. La retina umana ha tre tipi di cellule coniche (recettori utilizzati per la visione dei colori): rosso, verde e blu. Al contrario, gli uccelli attivi durante il giorno ne hanno quattro tipi, compreso uno che è specificamente sensibile alle lunghezze d’onda UV. C’è un’altra differenza: Negli uccelli, ogni cellula conica contiene una piccola goccia di olio colorato che manca alle cellule umane. La goccia d’olio funziona come un filtro sull’obiettivo di una macchina fotografica. Il risultato è che gli uccelli non solo vedono la luce UV, ma sono molto più bravi degli umani a rilevare le differenze tra due colori simili.
Come appare il mondo a un uccello con la visione UV? “Non possiamo immaginare”, dice l’ornitologo della Auburn University Geoffrey Hill. Dal momento che gli uccelli possono rilevare più colori rispetto agli esseri umani, le scene possono apparire più varie. E i colori che sono già brillanti per gli occhi umani sono – se amplificati dalla riflettanza UV – probabilmente ancora più brillanti per gli uccelli.

La ricerca sugli uccelli produce prodotti di consumo

Nella grande tradizione statunitense, gli imprenditori stanno iniziando a capitalizzare le nuove conoscenze sulla visione degli uccelli per inventare prodotti di consumo intelligenti. Ecco alcuni esempi:
Un migliore richiamo per anatre: I cacciatori di uccelli acquatici sanno che più realistica è un’esca per anatre, meglio funziona. Cacciatore di anatre da una vita, l’ornitologo Muir Eaton nota: “Quando ho iniziato questa ricerca sui raggi UV, ho detto: “Porca miseria, dovrei inventare una vernice che riflette i raggi UV per le mie esche! Qualcuno lo ha battuto sul tempo. La maggior parte dei principali produttori di esche prodotte in serie offrono ora una vernice che riflette i raggi UV come opzione sui loro prodotti.
Evitare le collisioni . . e i gatti: Ogni anno fino a 1 miliardo di uccelli nordamericani muoiono dopo essersi scontrati con le finestre, dice il ricercatore del Muhlenberg College Daniel Klem. Un modo per avvertire gli uccelli che una barriera invisibile ma solida blocca il loro percorso di volo è quello di decorare le finestre con decalcomanie. “Ma questo è difficilmente soddisfacente dal punto di vista visivo”, nota Klem. Un’opzione più gradevole per i consumatori sarebbero le finestre che riflettono la luce UV – visibile agli uccelli ma non alle persone – un progetto a cui Klem sta lavorando e che spera di convincere i produttori a produrre commercialmente. Anche centinaia di milioni di uccelli cadono ogni anno preda dei gatti all’aperto. Un imprenditore sta capitalizzando sulla capacità degli uccelli di vedere i raggi UV per combattere il problema, commercializzando un collare che sostiene di rendere i predatori felini più visibili agli uccelli: Alcuni appassionati di bird-watching stanno riconsiderando le loro scelte di moda ora che sanno che gli uccelli vedono nei raggi UV. Molti coloranti moderni abbigliamento riflettono UV, come fanno gli agenti “sbiancanti” in alcuni detergenti. Oggi i birders possono scegliere tra una varietà di trattamenti del tessuto spruzzabili che renderanno le loro giacche preferite meno appariscenti come l’abbigliamento assorbe (piuttosto che riflette) le lunghezze d’onda UV.
Goose Be Gone: Uno stormo di oche del Canada che vola sopra la testa può essere un preludio a un pasticcio. Un modo per respingere le cosiddette oche “fastidiose” è spruzzare l’erba con una sostanza chimica di cattivo gusto ma innocua derivata dall’uva. La ricerca mostra che questo trattamento è ancora più efficace se accoppiato con un secondo spray: un composto che riflette la luce UV. Invisibile agli occhi umani, lo spray rende una striscia di erba trattata abbastanza ovvia per le oche, uno spunto visivo che rafforza la lezione: “Questo cibo ha un cattivo sapore – stai lontano”.

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