Il segreto delle balene

Due studi pubblicati in questi giorni rispettivamente su Plos One e Science rivelano importanti elementi sull’evoluzione dei cetacei.
Francesca Buoninconti, 18 Dicembre 2019
Micron
Foto di Pete Linforth da Pixabay
Micron
Giornalista scientifica

Il segreto dell’evoluzione delle balene e del loro passaggio dalla terraferma all’oceano è racchiuso in una manciata di vertebre: quelle di Aegicetus gehennae, una nuova specie fossile scoperta in Egitto, come raccontato sulle pagine di Plos One. Mentre su Science un nutrito gruppo di ricercatori americani ha capito quali fattori hanno determinato la dimensione dei cetacei moderni: la strategia di alimentazione e la disponibilità di prede. I due studi aggiungono quindi ulteriori tasselli al quadro evolutivo che abbiamo dei giganti del mondo.

È il 2007, quando Philip Gingerich dell’Università del Michigan e i suoi colleghi sono impegnati a scavare nel deserto di Wadi Al-Hitan, in Egitto, a 150 chilometri dal Cairo. Un luogo così ricco di fossili di cetacei da essere ribattezzato “Whale Valley”: la valle delle balene. Ed è proprio qui, in questo sito patrimonio dell’Unesco, che trovano una colonna vertebrale praticamente intera di una balena, insieme a qualche frammento del cranio e degli arti. Le ossa però non assomigliano a quelle di nessuna specie fossile conosciuta: la colonna vertebrale conta 15 vertebre toraciche, 4 lombari e 7 cervicali; e gli arti sono relativamente piccoli, rispetto alle dimensioni del corpo, con quelli anteriori più sviluppati di quelli posteriori. È così che viene battezzata Aegicetus gehennae, come raccontano su Plos One.

Vissuta circa 35 milioni di anni fa, Aegicetus gehennae appartiene alla famiglia dei protocetidi, un gruppo di primitivi cetacei – oggi tutti estinti – che hanno abitato i mari e gli oceani di Africa, Asia e Americhe tra i 55 a i 34 milioni di anni fa, nell’Eocene. E per quanto ne sappiamo, questa nuova balena fossile è lo scheletro del protocetide più recente e meglio conservato conosciuto fino a oggi. Probabilmente l’esemplare ritrovato era un maschio, pesante circa 890 chili, ma sono proprio le sue vertebre che hanno destato le maggiori attenzioni: la colonna vertebrale infatti non ha una solida connessione con gli arti posteriori. Inoltre le zampe sono piccole e il corpo e la coda hanno una forma allungata: tutti elementi che fanno pensare a Aegicetus gehennae come a un animale completamente acquatico, o quasi, che nuotava con la coda.

Come per tutti gli animali, anche l’evoluzione dei cetacei può essere raffigurata come un grosso cespuglio ramificato con specie a diversi livelli di acquaticità. I primi protocetidi vissuti tra i 47 e i 41 milioni di anni fa avevano gli arti posteriori ancora ancorati alla colonna vertebrale come qualsiasi mammifero terrestre. Probabilmente erano anfibi e semplicemente nuotavano con le zampe, come fanno oggi i quadrupedi. Altri gruppi, invece, come i basilosauri, erano completamente acquatici: avevano arti anteriori trasformati in pinne, quelli posteriori ridottissimi e sganciati dalla colonna vertebrale, e un enorme e possente coda. I basilosauri nuotavano in modo molto simile ai moderni coccodrilli, ondulando il corpo. Aegicetus gehennae si colloca proprio tra i due, sarebbe una via di mezzo: uno dei numerosi tasselli che ha portato i cetacei a diventare creature sempre più acquatiche e a dominare gli abissi. La colonna vertebrale sganciata dai piccoli arti posteriori, infatti, indica che questi animali trascorrevano la maggior parte, se non tutto, il loro tempo in acqua e che, pure avendo ancora delle zampe, nuotavano principalmente usando la coda.

Anche su Science in questi giorni si parla di evoluzione dei cetacei, ma di quelli moderni. A occuparsene è stato un team composto da ricercatori di varie università americane, dello Smithsonian National Museum of Natural History e della NOAA, che si sono concentrati in particolare sulle taglie molto differenti di odontoceti (come i delfini e le orche) e misticeti, ovvero tutte le balene, comprese megattere e balenottere azzurre.

Con i loro 30 metri di lunghezza e un peso di oltre 100 tonnellate le balenottere azzurre sono le creature più grandi che abbiano mai messo piede, o meglio pinna, sulla Terra. Ma perché non esistono odontoceti, come orche, delfini e capodogli, capaci di eguagliare tali dimensioni? Per rispondere a questa domanda, il gruppo guidato da Jeremy Goldbogen e Nicholas Pyenson ha monitorato le attività di oltre 100 individui appartenenti a 13 specie diverse, dalle piccole focene (50-60 kg) alle enormi balenottere azzurre (100-150 tonnellate). E lo ha fatto con degli speciali tag a ventosa posizionati sul dorso dei cetacei, dotati di sensori di pressione, di accelerometri, idrofoni e telecamere. Sono riusciti a ottenere così un diario giornaliero delle attività dei cetacei marcati e a monitorare più di 10.000 eventi di alimentazione, dalla Groenlandia all’Antartide: dalle battute delle megattere o delle balenottere, alla caccia ai calamari dei capodogli.

Il gruppo ha poi calcolato la densità delle prede disponibili al momento della caccia, rilevandola tramite un ecoscandaglio, ed è riuscito così a calcolare quanta energia consumano le diverse specie per alimentarsi e quanta ne guadagnano. Ed è proprio in questo momento che ha trovato la risposta alla fatidica domanda: c’è una stretta relazione tra le dimensioni corporee e la strategia di alimentazione.

Gli odontoceti come i delfini e le orche hanno uno stile di caccia attivo, inseguono di solito singole prede, ecolocalizzandole con il loro sonar. Più grandi sono, più riescono a scendere in profondità e a restare in apnea per diversi minuti. Ma oltre una certa taglia, il peso e le dimensioni diventano di ostacolo: si spreca troppa energia nella caccia rispetto a quella guadagnata con il pasto. E dunque, il punto limite per gli odontoceti si aggira intorno ai 15-20 metri: proprio le dimensioni del capodoglio, il più grande di tutti gli odontoceti.

Balene, megattere e balenottere, invece, sono misticeti e hanno una tecnica di alimentazione del tutto diversa: ingurgitano migliaia di litri d’acqua, piccoli pesciolini e krill per poi spingere fuori l’acqua e trattenere il cibo con i fanoni. In un solo “boccone” sono capaci di ingerire più di 10 milioni di calorie, secondo gli autori. In questo caso essere molto grossi è solo un vantaggio: si è ricompensati dall’abbondanza di cibo che si può afferrare in un sol colpo. Inoltre, le balene fanno il pieno energetico nelle zone polari, abbondanti di krill, durante il periodo estivo e «la loro strategia alimentare è talmente efficiente che riescono ad accumulare grasso a sufficienza per utilizzarlo il resto dell’anno durante le loro migrazioni verso le zone tropicali, dove si riproducono, e che però sono povere di cibo» spiega l’autore principale, Jeremy Goldbogen.

Ecco perché negli ultimi 5 milioni di anni le balenottere azzurre sono diventate i più grandi animali evolutisi nella storia della vita sulla Terra. Ma essere così grandi e alimentarsi praticamente solo di krill pone altri rischi. I cambiamenti climatici, la pesca eccessiva, l’acidificazione e il surriscaldamento degli oceani, il cambiamento delle correnti oceaniche sono tutti fattori che possono mettere a rischio la sopravvivenza delle balene. «Se sei una balenottera azzurra la tua unica preda è il krill, e se qualcosa fa declinare le popolazioni di krill allora ti troverai in un vicolo cieco evolutivo: non sarai più in grado di mangiare a sufficienza per sopravvivere» rimarca Nicholas Pyenson. «Per noi è quindi indispensabile cercare di capire meglio queste relazioni predatore-preda».

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