I pesci hanno il cervello? Anatomia e studi

Sì, i pesci hanno il cervello. Ok, grazie per essere passato, ci vediamo nel prossimo articolo. Fortunatamente, sei qui per trovare il più possibile sul cervello di pesce, quindi entriamo nel merito!

Esame anatomico di cervelli di pesce

Il cervello del pesce è un organo più complesso di quanto gli attribuiamo e si compone di 3 sezioni principali:

1. Forebrain (telencefalo) – Questa è la sezione più grande che comprende i lobi olfattivi e i principali emisferi cerebrali. Il cervello anteriore è responsabile delle principali capacità cognitive del pesce, tra cui la memoria, il processo decisionale e l’apprendimento come funzioni primarie. I lobi olfattivi gestiscono semplicemente la capacità del pesce di usare il suo senso dell’olfatto per navigare nel suo ambiente.
2. Mesencefalo (mesencefalo) – Questa sezione controlla l’input visivo e la coordinazione del movimento. Il mesencefalo consente al pesce di reagire in tempo reale agli input visivi, uditivi e sensoriali esterni.
3. Rombencefalo (metencefalo) – Il rombencefalo controlla i processi biologici automatici come la respirazione e la frequenza cardiaca, nonché gli istinti di base come la paura, la cautela, i movimenti istintivi, ecc. Questa sezione del cervello contiene il midollo allungato, che regola vari processi fisiologici e biologici, in particolare per quanto riguarda funzionamento degli organi.

Vale la pena notare che il cervello del pesce è ancora soggetto a indagini e ricerche, dato che ci sono molte lacune che vale la pena esplorare.

Ciò è particolarmente importante, sapendo che la straordinaria struttura, complessità e funzionamento del cervello, pur variando drasticamente tra le diverse specie animali, condivide una varietà di somiglianze su tutta la linea.

Questo perché tutti gli animali sulla Terra hanno un antenato comune, il che significa che sono tutti imparentati.

Ad esempio, i mammiferi hanno il cervello più complesso del pianeta, soprattutto grazie al sistema limbico, che consente emozioni e motivazioni più complesse.

Rettili e uccelli hanno anche cervelli diversi che potrebbero non essere così complessi ma ugualmente affascinanti, soprattutto perché si sono evoluti in modo diverso. Ad esempio, il cervello di un falco è completamente diverso da quello di un essere umano.

I rapaci hanno più materia del loro cervello e attività neuronale dedicata al miglioramento della vista, quindi possono vedere meglio.

Abilità cognitive nei pesci

Lo standard finora è stato che i pesci hanno capacità cognitive molto basilari e semplicistiche come parte di un’attività cerebrale rudimentale.

Ora sappiamo che non è così. In realtà, i pesci sono piuttosto complessi in questo reparto, essendo in grado di esprimere una moltitudine di abilità cognitive avanzate.

Questi includono:

• Tattiche di evasione dai predatori – I pesci non reagiscono solo istintivamente ai predatori. Alcuni lo fanno, ma nel complesso i pesci si sono evoluti e si sono adattati alla presenza dei predatori in modo da poter migliorare le loro possibilità di sopravvivenza. Alcuni pesci hanno sviluppato abilità mimetiche, permettendo loro di mimetizzarsi con il suolo sottomarino e l’ecosistema circostante. Altri, come il pesce pagliaccio, fanno affidamento sulla loro relazione simbiotica con gli anemoni per trovare protezione dai predatori.
• Processo decisionale – I pesci possono decidere tra varie opzioni, a seconda del loro ambiente, dello sviluppo sociale e delle specificità della specie. Non si limitano a funzionare automaticamente, come si pensava in precedenza, ma prendono decisioni attive in base a ciò che accade intorno a loro. In questo senso, i pesci possono decidere di fuggire da un predatore invece di continuare a mangiare, anche se hanno fame. Oppure mangiare nonostante si sia stanchi e si voglia dormire.
• Capacità di risoluzione dei problemi – La maggior parte delle specie di pesci mostra notevoli capacità di risoluzione dei problemi in base alla situazione. Possono mappare il loro ecosistema per trovare le vie di fuga più veloci quando vengono attaccati, utilizzare strumenti per uccidere animali sgusciati come le vongole e persino memorizzare il loro territorio in base ai punti di riferimento disponibili.
• Capacità di apprendimento – I pesci possono anche imparare per tutta la vita e adattare il loro comportamento di conseguenza. Non nascono con un sistema di conoscenze prefissato ma malleabile, soggetto a modifiche e miglioramenti nel tempo.
• Buona memoria – I pesci hanno anche una buona memoria a breve e lungo termine e la capacità di allocare informazioni a una sezione specifica in base alla sua importanza. Ciò consente al pesce di utilizzare le esperienze passate per regolare il proprio comportamento futuro. In questo senso, la maggior parte delle specie ittiche può riconoscere altri pesci, ricordare i migliori luoghi di alimentazione, ricordare le aree più pericolose in cui si nascondono i predatori e navigare nel loro ambiente in modo più efficace.

Come puoi vedere, i pesci non sono affatto rudimentali in termini di capacità cerebrale.

Significato evolutivo dei cervelli di pesce

Abbiamo diverse aree da sezionare qui, quindi preparati:

Come i cervelli dei pesci si sono adattati all’ambiente nel tempo

Il cervello è un organo malleabile che si evolve e si modifica in base all’input che riceve dall’ambiente. Ad esempio, alcuni pesci hanno sviluppato occhi più grandi con retine più larghe per vedere meglio al buio.

Questo perché vivono in habitat con condizioni di scarsa illuminazione. Le specie sociali hanno sviluppato comportamenti sociali come riconoscere quelli appartenenti alla stessa specie.

I pesci possono anche distinguere tra sessi diversi in base all’aspetto e al profumo. Altre specie hanno i cosiddetti sistemi di linee laterali, che consentono loro di rilevare i cambiamenti nella pressione e nelle vibrazioni dell’acqua.

Gli squali, ad esempio, possono rilevare i battiti cardiaci delle loro prede percependo i deboli segnali elettrici che trasmettono. Possono anche percepire una goccia di sangue tra 1 milione di gocce d’acqua, permettendo loro di inseguire animali feriti con sorprendente precisione.

Differenze tra i livelli di complessità in diverse specie

Non tutti i pesci sono uguali in termini di complessità e potenzialità cerebrali. Le principali differenze tra le diverse specie ittiche sono dovute a fattori ambientali quali:

• La difficoltà di trovare e accedere al cibo
• Il numero di predatori nell’ecosistema e il loro comportamento
• Le varie sfide che richiedono capacità di problem solving e malleabilità comportamentale

Sulla base di questi fattori, i pesci variano drasticamente in termini di attività cerebrale e complessità. Come regola generale, i pesci sociali hanno generalmente cervelli più complessi, così come quelli che vivono in ecosistemi più esigenti.

Questa variazione nella complessità del cervello ha permesso ad alcune specie di formare gerarchie ben definite, utilizzare strumenti per accedere al cibo e fare affidamento su comportamenti complessi per cacciare ed eludere i predatori.

Vantaggi per la sopravvivenza in ambienti diversi

L’affascinante adattabilità e complessità del cervello ne fanno un organo unico con abilità uniche.

Ciò diventa più evidente quando si valuta l’adattabilità del pesce ad ambienti molto diversi, come:

• Alcuni pesci possiedono un organo labirinto che consente loro di respirare aria atmosferica in acque a basso contenuto di ossigeno
• Alcuni pesci possono alterare i loro tassi metabolici per entrare in uno stato dormiente quando il cibo non è disponibile (depressione metabolica)
• Gli adattamenti morfologici si riferiscono ai pesci che sviluppano dimensioni corporee, forme e colori specifici per soddisfare le loro esigenze ambientali
• Gli adattamenti comportamentali si riferiscono a rituali di accoppiamento, abitudini alimentari e modelli migratori
• Vesciche natatorie modificate sono presenti anche in alcune specie che vivono in acque poco ossigenate; l’organo modificato consente al pesce di estrarre l’ossigeno in modo più efficace

Numerosi sono gli esempi in questo senso, che testimoniano la straordinaria capacità di adattamento del cervello.

Questo perché, sì, tutti questi cambiamenti fisiologici, morfologici e comportamentali sono istruiti dal cervello.

Ruolo nel comportamento e nella comunicazione nei pesci

Il cervello gioca un ruolo determinante nella capacità del pesce di comunicare le sue intenzioni. Influenza anche il comportamento dell’animale in base all’ambiente e alle connessioni sociali.

I pesci usano una varietà di segnali per comunicare con altri della loro stessa specie. Questi includono feromoni, colorazione, movimento, postura del corpo e persino vocalizzazioni.

Usano anche segnali simili per intimidire i predatori. I pesci palla gonfiano i loro corpi per apparire più grandi.

Lo stesso comportamento impedisce al potenziale predatore di inghiottire la preda, ora più grande, che contiene anche spine velenose oltre a tutto il resto.

Tutti questi adattamenti sono la prova della capacità del cervello di influenzare il comportamento e il processo di pensiero del pesce.

Cambiamenti nel cervello dei pesci grazie all’addomesticamento e all’adattamento delle specie alla cattività

Molti pesci si sono adattati alla vita in cattività meglio di altri. Altri non si sono adattati affatto. Questo non è niente di speciale perché tutti gli animali rientrano in questa classificazione. La particolarità, però, è l’osservazione che si riferisce alle modificazioni cerebrali dei pesci dovute al loro stile di vita in cattività.

La tilapia selvatica contro quella allevata in cattività ne è l’esempio perfetto. La ricerca ha dimostrato che le tilapie allevate in cattività hanno cervelli più grandi rispetto agli esemplari selvatici, portando a migliori adattamenti cognitivi e comportamentali.

Questo porta le tilapie allevate in cattività ad essere meno timide e più aggressive di quelle selvatiche.

I pesci allevati in cattività possono anche mostrare differenze nella durata della vita, nel tasso di crescita, nelle dimensioni massime, nella colorazione e nel comportamento rispetto alle loro controparti selvatiche.

Tutte queste differenze sono il risultato di un allevamento selettivo che costringe il cervello a promuovere tratti specifici. Questo processo consente inoltre ad alcuni pesci di riconoscere i loro gestori e di associarli al cibo, mentre i pesci selvatici associano gli esseri umani al pericolo.

Esperimenti e ricerche sui cervelli di pesce

Sono stati condotti numerosi studi sui cervelli dei pesci con l’obiettivo di comprendere il funzionamento, l’adattabilità e la struttura del sistema nervoso centrale. Questi includono:

Studi sulla base neurale del comportamento – Utilizzo dell’elettrofisiologia e dell’imaging per valutare la capacità del cervello di informare comportamenti come interazioni sociali, nuoto, caccia, evasione dei predatori, ecc.

Studi sulle capacità cognitive – Valutare le capacità cognitive del pesce che attingono a comportamenti sociali, capacità di risoluzione dei problemi e compiti di memoria. Secondo alcuni studi, diverse specie di pesci mostrano abilità cognitive avanzate che includono l’uso di strumenti e l’autocontrollo.

Studi sull’impatto ambientale del cervello dei pesci – Valutare come l’ambiente può influenzare lo sviluppo, la struttura e l’adattamento del cervello dei pesci. Questi studi mirano a fornire una visione più approfondita dell’adattabilità dei pesci ai loro ambienti in continua evoluzione che gli esseri umani possono utilizzare per proteggere le specie in via di estinzione.

Studi sulla base genetica – Ricerca dell’impatto di specifici geni sullo sviluppo e sul funzionamento del cervello.

Studi sull’effetto dell’addomesticamento sui cervelli dei pesci – In che modo la vita in cattività può alterare il funzionamento del cervello, influenzando lo stile di vita, il comportamento e, in definitiva, il potenziale di sopravvivenza e adattamento dei pesci. [1][2]

Conclusione

I pesci sono indubbiamente animali affascinanti con cervelli e comportamenti più complessi di quanto si pensasse in precedenza.

Pensaci la prossima volta che catturi il tuo pesce che ti guarda dall’altra parte del muro dell’acquario.