Switching to one or the other : Shorebirds behavioural flexibility in food transport mechanisms

Immaginate il regno animale come una cucina enorme e frenetica dove ogni creatura ha il proprio modo unico di procurarsi un pasto. Alcuni animali hanno strumenti specializzati, come un martello per rompere le noci o una cannuccia per sorseggiare il nettare. Nel mondo degli uccelli, il becco è quello strumento multiuso definitivo. Ma avere lo strumento è solo metà della battaglia; bisogna anche sapere come usarlo. È qui che entra in gioco la scienza della "meccanica dell'alimentazione". È lo studio di come gli animali spostano il cibo dalla punta del becco fino alla gola. Pensatelo come un nastro trasportatore all'interno della bocca di un uccello. A volte il cibo scivola lungo la lingua, ma per molti uccelli, specialmente quelli che vivono nelle zone umide, si utilizzano trucchi di fisica. Potrebbero usare una goccia d'acqua per far aderire il cibo al becco (come un piccolo palloncino d'acqua che tiene ferma una biglia) o potrebbero scagliare il cibo all'indietro con un rapido scatto della testa (come una catapulta). Gli scienziati si sono chiesti a lungo: questi uccelli hanno un unico modo "predefinito" di farlo, o sono come chef esperti capaci di passare istantaneamente tra diverse tecniche a seconda che i loro ingredienti siano bagnati, secchi, grandi o piccoli?

Questa domanda è importante perché il mondo è disordinato. L'habitat di un uccello non è un laboratorio perfetto; i livelli dell'acqua cambiano, il cibo diventa fangoso o secco, e le prede variano per dimensioni. Se un uccello fosse troppo rigido nel suo stile di alimentazione, potrebbe morire di fame quando le condizioni cambiano. Capire quanto questi uccelli siano flessibili ci aiuta a vedere come sopravvivano in un mondo in costante mutamento. Si scopre che la risposta non riguarda solo l'avere una forma del becco affascinante; si tratta di avere un cervello capace di riprogrammare istantaneamente i movimenti del corpo per adattarli alla situazione.

La storia dei becchi oscillanti

In questo studio, i ricercatori hanno deciso di mettere sotto il microscopio due uccelli molto simili tra loro: l'Avocetta ricciuta e la Sissa (o meglio, la Stil semifredda/Pied Avocet e la Stilica nera). Questi due sono come cugini nella famiglia degli uccelli. Entrambi hanno zampe lunghe e sottili e vivono in acque poco profonde, ma hanno una differenza distinta nei loro "strumenti da cucina". L'Avocetta ha un becco che curva verso l'alto come una banana, mentre la Stilica ha un becco perfettamente dritto come un righello. Nonostante questa differenza, entrambi sono noti per usare due trucchi principali per spostare il cibo: il Trasporto per Tensione Superficiale (ST) e il Trasporto Balistico (BT).

Immaginate il Trasporto per Tensione Superficiale come il metodo dell' "acqua appiccicosa". Se avete una minuscola goccia d'acqua in bocca che tiene ferma una briciola, potete spostare quella briciola semplicemente muovendo le labbra. L'acqua agisce come una colla. Questo funziona benissimo per piccoli spuntini umidi, ma richiede di tenere la bocca quasi chiusa affinché la goccia d'acqua non si rompa. Ora, immaginate il Trasporto Balistico come il metodo dello "scatto". Se il cibo è troppo grande o secco per aderire, aprite la bocca spalancandola e scattate con la testa all'indietro velocemente, scagliando il cibo verso la gola come una catapulta che lancia una pietra.

I ricercatori volevano sapere: questi uccelli scelgono uno stile e si tengono a quello? O possono passare tra il metodo dell' "acqua appiccicosa" e quello della "catapulta" istantaneamente, a seconda di ciò che stanno mangiando? Per scoprirlo, hanno filmato questi uccelli sia in uno zoo che in natura, nutrendoli con diversi tipi di cibo: briciole secche, vermi umidi e prelibatezze bagnate e molli. Hanno usato telecamere ad alta velocità per misurare esattamente quanto gli uccelli aprivano il becco, quanto muovevano la testa e quanto velocemente si muovevano.

Cosa hanno scoperto

I risultati sono stati simili a osservare un abile ballerino che si adatta a una pista da ballo che cambia. Gli uccelli non erano bloccati in un unico ritmo; stavano costantemente adattando i loro movimenti.

In primo luogo, l'acqua nel becco era il vero capo. Quando gli uccelli avevano acqua nel becco, tendevano a usare il metodo dell' "acqua appiccicosa". Mantenevano la bocca aperta solo pochissimo (un'apertura ridotta) e muovevano la testa con un ritmo costante e controllato. Era come se stessero trasportando con cura un bicchiere d'acqua senza versarne una goccia. Ma quando il cibo era secco o non c'era acqua nel becco, gli uccelli passavano alla modalità "catapulta". Aprivano la bocca molto di più e compivano movimenti più grandi e veloci per scagliare il cibo all'indietro. Questo ha dimostrato che nessuno dei due metodi è un'abitudine fissa; gli uccelli sono abbastanza flessibili da cambiare l'intera strategia in base al fatto che il cibo sia umido o secco.

In secondo luogo, il tipo di cibo contava. Quando gli uccelli mangiavano cibo umido (la zona "Goldilocks" — né troppo secco, né troppo inzuppato), erano più efficienti. Potevano spostare il cibo con il minimo sforzo. Ma quando il cibo era secco, dovevano lavorare di più, aprendo maggiormente il becco e muovendo la testa in modo più drammatico per compensare. Interessante il fatto che, quando il cibo era troppo bagnato (come un ammasso che gocciola), questo rendeva le cose difficili, suggerendo che esiste un punto ottimale di umidità.

Infine, le due specie di uccelli avevano le proprie "personalità" uniche nel movimento. Anche se stavano svolgendo lo stesso compito, la Stilica nera (quella dal becco dritto) tendeva a usare movimenti della testa più lenti, ampi e oscillanti. Era come un movimento lento e fluido. L'Avocetta (quella dal becco curvo), invece, era più veloce e precisa, specialmente in presenza di acqua. Era come un colpo rapido e secco. Ciò suggerisce che, sebbene entrambi gli uccelli possano passare tra i modi "appiccicoso" e "catapulta", la loro specifica forma del corpo e la curvatura del becco influenzano come eseguono quei movimenti.

Il quadro generale

Lo studio suggerisce che questi uccelli non stanno solo seguendo un copione rigido scritto nel loro DNA. Inveve, prendono decisioni rapide, in frazioni di secondo, basate sulla fisica del loro pasto. Se la goccia d'acqua si rompe o il cibo diventa troppo secco, non hanno problemi; passano semplicemente al metodo della catapulta. Questa capacità di saltare tra diverse strategie meccaniche è probabilmente un superpotere che li aiuta a sopravvivere nelle zone umide dove le condizioni cambiano ogni giorno.

I ricercatori hanno scoperto che questi due metodi — acqua appiccicosa e catapulta — sono in realtà fisicamente molto diversi. Non sono solo lievi variazioni dello stesso movimento; sono strumenti distinti nella cassetta degli attrezzi dell'uccello. Gli uccelli sembrano sapere esattamente quando usare quale strumento. Quando le condizioni sono favorevoli per il trucco dell' "acqua appiccicosa", lo usano perché è efficiente. Ma quando la fisica della situazione (come una briciola secca o un insetto grande) rende impossibile il trucco dell' acqua, passano istantaneamente alla "catapulta" per portare a termine il lavoro.

In breve, questi uccelli di riva sono maestri ingegneri delle proprie bocche. Non hanno solo becchi affascinanti; hanno la flessibilità di cambiare il modo in cui li usano, assicurando che, qualunque cosa la zona umida riservi loro, possano comunque portare la cena in tavola.