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Orientamento

Università degli studi di Pisa - Dipartimento di Etologia, Ecologia, Evoluzione Professore Paolo Joalè.


Uno dei fenomeni del mondo animale che da sempre ha più affascinato l’uomo è la capacità degli uccelli di compiere lunghissime migrazioni stagionali, al termine delle quali sono in grado di fare ritorno persino al medesimo nido che hanno utilizzato l’anno precedente. Queste quasi incredibili prestazioni presuppongono l’esistenza di meccanismi di orientamento estremamente evoluti e sofisticati, che tuttavia è alquanto difficile studiare sugli uccelli selvatici nel loro ambiente naturale.

Un modo per iniziare ad indagare sui meccanismi di orientamento è quello di effettuare esperimenti di homing, cioè dislocare a varie distanze e direzioni animali catturati durante il periodo riproduttivo e verificarne il rientro al nido. Quando l’homing si compie con rapidità tale da farci presumere un ritorno da località sconosciute lungo la via più breve si dice che l’animale è in grado di navigare. Esperimenti di dislocamento sono stati effettuati con molte specie, come uccelli delle tempeste, albatros, berte, rondoni, rondini ecc. ecc. Tuttavia gli uccelli da sempre preferiti per questo tipo di ricerche sono sempre stati e rimangono i colombi viaggiatori che quindi, persa ormai ogni importanza come portatori di messaggi, mantengono però un interesse eccezionale sia dal punto di vista scientifico che amatoriale.

Razza domestica di una specie non migratrice (il piccione selvatico, Columba livia) il colombo viaggiatore è comunque in grado di mostrare eccellenti capacità di orientamento che l’uomo ha e continua ad affinare tramite una forte selezione. Gli esperimenti scientifici che utilizzano il colombo viaggiatore differiscono dalle procedure che comunemente i colombofili seguono nelle gare di velocità perché nel primo caso gli animali non vengono liberati in gruppo ma rigorosamente da soli in modo che l’orientamento non venga reciprocamente influenzato; inoltre le distanze da cui gli uccelli vengono rilasciati non sono in genere grandissime (solo alcune decine di chilometri) ed i luoghi di rilascio sono, per quanto possibile, posti in direzioni molto diverse o, meglio ancora, opposte rispetto alle voliere di casa. I parametri che si utilizzano per confrontare le capacità di orientamento fra colombi sottoposti, ad esempio, a trattamenti sperimentali diversi sono in genere le direzioni di svanimento sull’arco dell’orizzonte rilevate al binocolo, i tempi di svanimento ed infine i tempi di rientro alla colombaia.

Secondo uno schema proposto negli anni ’50 dallo zoologo tedesco Kramer e tuttora generalmente accettato, la navigazione presuppone che gli animali siano in grado di effettuare due operazioni successive, dette di “mappa e bussola”. Stabilire quindi, in primo luogo, la direzione in cui sono stati trasportati, e di conseguenza anche la direzione opposta che consentirà loro di fare ritorno a casa, e poi assumere e mantenere tale direzione durante il volo di homing. Questa seconda operazione non presenta all’indagine dello studioso di orientamento difficoltà particolari, poiché è da tempo accertato che gli uccelli dispongono non di uno ma di vari meccanismi bussolari (solare, stellare e magnetico). La bussola solare è quella più conosciuta ed anche più diffusa nel mondo animale in genere. Gli uccelli, come pure tutti gli altri animali che utilizzano tale bussola, possiedono anche un orologio interno sincronizzato con il moto apparente del sole nel corso del giorno e possono quindi, in base all’ora ed alla posizione dell’astro, stabilire e mantenere una direzione determinata. Quando il cielo è coperto e quindi l’uccello non può fare affidamento sulla bussola solare, essa è sostituita da una bussola magnetica basata cioè sulla percezione da parte dell’animale del campo magnetico terrestre. Infatti se, ad esempio, si effettuano rilasci di colombi viaggiatori che trasportano piccoli magneti applicati su varie parti del corpo e se l’esperimento viene effettuato sotto un cielo completamente coperto, otterremo una serie di punti di svanimento all’orizzonte completamente dispersi in tutte le direzioni. Lo stesso esperimento effettuato sotto un cielo sereno mostra invece un orientamento iniziale ben concentrato in direzione di casa perché, evidentemente, anche se la percezione del campo magnetico terrestre è ancora disturbata dalle barrette di magnetite, permane ben efficiente e sufficiente l’informazione bussolare basata sul sole. Il fatto che il colombo viaggiatore sembri preferire l’utilizzo della bussola solare rispetto a quello della bussola magnetica e che le direzioni di svanimento all’orizzonte siano più disperse nei rilasci a cielo coperto può suggerire un consiglio pratico. E’ probabilmente utile per i colombofili far gareggiare gli animali in giornate ottimali dal punto di vista atmosferico e comunque evitare almeno di liberarli se il sole non è ben visibile. Non è il caso del colombo viaggiatore, ma nei migratori notturni (molte specie di uccelli tipicamente diurni effettuano i voli migratori di notte) è stata dimostrata anche l’esistenza di una bussola stellare, basata sul riconoscimento della stella polare intorno a cui apparentemente ruotano le costellazioni della volta celeste.

Quella che invece ha dato molto da pensare e su cui sono state formulate varie teorie e realizzati innumerevoli esperimenti è la prima operazione del meccanismo di navigazione, cioè lo stabilire la direzione del dislocamento (operazione “mappa”). Si è pensato all’esistenza di una mappa magnetica, ad una stima della latitudine e della longitudine tramite la posizione del sole (navigazione solare) ed a varie altre ipotesi che tuttavia non hanno resistito al vaglio sperimentale.

Sin dai primi anni ’70 è stata formulata da ricercatori italiani, anzi appartenenti all’Ateneo Pisano (Prof. Floriano Papi e collaboratori), una nuova ipotesi basata su un meccanismo di navigazione olfattiva, ipotesi che è stata successivamente saggiata e confermata da un grandissimo numero di esperimenti e che oggigiorno rimane l’unica valida, anche se non riscuote ancora l’unanimità dei consensi. In breve possiamo dire che colombi privati in vario modo dell’olfatto sono incapaci di orientarsi correttamente verso casa ed anche di farvi ritorno se rilasciati da località sconosciute (navigazione) mentre non hanno problemi di homing da luoghi ad essi ben noti (utilizzando il meccanismo del pilotaggio basato sul riconoscimento visivo di caratteristiche note del paesaggio). L’ipotesi della navigazione olfattiva presuppone che durante i primi mesi di vita i colombi imparino quale è l’odore predominante della zona dove vivono e che inoltre imparino a riconoscere le aree circostanti che sono caratterizzate da odori differenti (di natura ancora sconosciuta) portati alla voliera dai venti che spirano dalle varie direzioni. Una volta che il giovane colombo viaggiatore ha sviluppato la mappa olfattiva, può determinare sia durante il trasporto passivo sia (entro certi limiti spaziali) sul luogo di rilascio, in quale direzione è stato dislocato rispetto a casa, riconoscendo gli odori caratteristici che alla colombaia aveva associato a quella determinata direzione dello spazio. A questo punto, per dirigersi correttamente, dovrà volare nella direzione opposta e mantenere tale rotta durante il volo di homing utilizzando la bussola solare o magnetica. L’ipotesi olfattiva quando fu formulata per la prima volta giustificava certe evidenze sperimentali di alcuni anni precedenti che non avevano ancora una chiara spiegazione, come, ad esempio, le pessime capacità di orientamento mostrate da colombi viaggiatori allevati in voliere schermate con materiale trasparente ma impervio ai venti, contrapposte alle buone capacità di orientamento nel caso le schermature fossero costituite da materiale anche opaco ma che non impedisse la libera circolazione delle correnti aeree fra l’esterno e l’interno della voliera. Successivamente è stato realizzato un grande numero di esperimenti tendenti a creare colombi con mappe olfattive parziali, mappe ruotate di 90°, mappe invertite di 180°, ecc. tramite opportune manipolazioni, all’interno delle voliere di allevamento, dei venti naturali.

Questi e molti altri tipi di esperimenti hanno negli anni confermato la validità dell’ipotesi olfattiva. I problemi ancora aperti ed oggetto attualmente di ricerca nel campo dell’orientamento del colombo viaggiatore sono molti e riguardano, ad esempio, i meccanismi centrali che elaborano gli stimoli orientanti, il rapporto fra informazioni olfattive e visive, la presenza di periodi sensibili nell’apprendimento della mappa, l’identificazione delle sostanze chimiche utilizzate per la costruzione della mappa olfattiva , l’identificazione dell’organo magnetocettore, ecc.

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