Parlare a colori,
anche dove non c’è luce
Un pesce può cambiare colore in meno di un secondo, emettere un rosso fluorescente invisibile ai suoi predatori, o accendersi letteralmente nel buio. Sono tre linguaggi visivi diversi — e per lo più li vediamo solo in parte, o non li vediamo affatto.
Cambiare colore in una frazione di secondo
La pelle di molti pesci non è una superficie statica: è un pannello attivo, controllato dal sistema nervoso e da ormoni circolanti, che può modificare colore e disegno in tempi che vanno da pochi secondi a poche ore. A renderlo possibile sono i cromatofori, cellule specializzate contenenti pigmenti o strutture riflettenti, che si distribuiscono o si concentrano nel citoplasma su comando nervoso od ormonale, cambiando l’aspetto visibile della pelle.
Alcuni esempi sono sorprendentemente rapidi. Il pesce capra dalle linee blu (Upeneichthys lineatus) usa cambi di colore dinamici come segnale sociale durante l’alimentazione. Il tilefish lampeggiante (Hoplolatilus chlupatyi) può passare dal blu al rosso quasi istantaneamente sotto stimolazione adrenergica. Ancora più estremo è il caso del pesce cardinale codastriata (Pentapodus paradiseus), le cui strisce riflettenti sul muso attraversano quattro colori diversi in meno di tre secondi — un segnale così veloce da sfuggire quasi all’osservazione umana a occhio nudo se non ripreso in video ad alta velocità.
Nella maggior parte dei casi documentati, questi cambiamenti rapidi non servono al mimetismo — che di solito richiede tempi più lunghi — ma alla comunicazione sociale: segnalare uno stato d’animo, un’intenzione aggressiva, la disponibilità all’accoppiamento, o semplicemente “sono qui” a un compagno di banco.
Il rosso che esiste solo per chi lo cerca
Sott’acqua, già a pochi metri di profondità, la luce rossa viene assorbita quasi completamente: è il primo colore dello spettro visibile a scomparire. Questo rende il rosso, paradossalmente, un canale di comunicazione quasi perfetto per chi riesce a produrlo e percepirlo — perché la maggior parte degli altri abitanti della barriera semplicemente non lo vede in quelle condizioni di luce.
Un gruppo di ricerca dell’Università di Tubinga ha documentato una fluorescenza rossa diffusa in numerose specie di pesci di barriera di piccola taglia, spesso bentonici e territoriali, concentrata tipicamente attorno agli occhi, sulla testa e sulle pinne usate nella segnalazione tra conspecifici. Nel ghiozzo Eviota pellucida è stato scoperto un vero e proprio cromatoforo fluorescente — una cellula dendritica contenente particelle fluorescenti mobili, in grado di aggregarsi o disperdersi sotto controllo nervoso e ormonale, modulando attivamente l’intensità del segnale rosso emesso. La misurazione della sensibilità visiva della stessa specie ha mostrato che il suo occhio è sintonizzato esattamente sulla lunghezza d’onda della propria fluorescenza: il pesce, in altre parole, è attrezzato per vedere il segnale che produce.
Perché il rosso funziona come canale privato
- A pochi metri di profondità
- la luce rossa ambientale è quasi del tutto assorbita dall’acqua
- Effetto
- un segnale rosso fluorescente risalta enormemente sullo sfondo blu-verde dominante
- Chi lo sfrutta
- pesci piccoli, bentonici, spesso territoriali o che vivono in coppia
- Chi (probabilmente) non lo vede
- molti predatori di taglia maggiore, meno sensibili a quella porzione dello spettro in quelle condizioni
Produrre luce propria nel buio totale
Oltre i 200 metri di profondità la luce solare non arriva più, o arriva in quantità trascurabili. In questo ambiente un numero sorprendente di pesci ha risolto il problema della comunicazione nel modo più diretto possibile: produrre luce propria, attraverso organi specializzati chiamati fotofori, dove un pigmento chiamato luciferina viene ossidato da un enzima, la luciferasi, generando luce senza calore.
Il caso più studiato è quello dei pesci lanterna (famiglia Myctophidae, oltre 250 specie), che possiedono file di fotofori disposti in pattern specifici per specie lungo i fianchi e il ventre. Questi organi servono almeno a tre funzioni distinte: la contro-illuminazione — emettere dal ventre una luce che eguaglia quella residua proveniente dalla superficie, cancellando la propria sagoma vista dal basso — l’attrazione di prede in specie predatrici con fotofori usati come esca, e il riconoscimento tra conspecifici, poiché il pattern specifico di fotofori funziona come una sorta di codice a barre di specie, leggibile al buio da un individuo della stessa specie e da nessun altro.
Lo squalo che si accende nei fondali del Mediterraneo
Non serve andare ai tropici per trovare la bioluminescenza: il Mediterraneo ospita Etmopterus spinax, il gattuccio lanterna o squalo lanterna, un piccolo squalo di profondità (14-52 cm) diffuso lungo tutta la piattaforma continentale, dai fiordi norvegesi fino ai nostri fondali. La sua pelle ventrale è ricoperta da migliaia di minuscoli fotofori che emettono un bagliore blu-verde (picco attorno ai 486 nanometri), organizzato in nove zone luminose morfologicamente distinte.
La maggior parte di questi fotofori — quelli distribuiti sul ventre — serve alla contro-illuminazione: E. spinax è stato osservato calibrare con precisione l’intensità del proprio bagliore ventrale per eguagliare la luce residua che filtra dall’alto, rendendosi effettivamente invisibile a un osservatore posto sotto di lui. Ma esistono anche marcature luminose isolate sui fianchi, non necessarie alla contro-illuminazione, che gli studi più recenti attribuiscono a un ruolo diverso: riconoscimento tra individui della stessa specie, e — secondo alcune osservazioni — un possibile coordinamento nella caccia cooperativa e persino nella segnalazione sessuale. Il controllo della luminescenza in questa specie è ormonale, non nervoso: melatonina e prolattina la stimolano, mentre l’ormone melanocito-stimolante e l’ACTH la inibiscono — un sistema di regolazione lento ma preciso, adatto a un ambiente dove la luce va prodotta con parsimonia.
FAQ — Comunicazione a colori e bioluminescenza
Come fanno i pesci a cambiare colore così rapidamente?
Attraverso i cromatofori, cellule specializzate della pelle contenenti pigmenti o strutture riflettenti che possono concentrarsi o disperdersi nel citoplasma su comando nervoso o ormonale. Alcune specie, come il pesce cardinale codastriata, riescono a modificare un pattern di colore in meno di tre secondi.
Perché alcuni pesci comunicano in rosso fluorescente?
Perché a pochi metri di profondità la luce rossa ambientale è quasi completamente assorbita dall’acqua. Un segnale rosso fluorescente prodotto attivamente dal pesce risalta enormemente sullo sfondo blu-verde dominante, funzionando come un canale di comunicazione quasi privato tra individui della stessa specie sensibili a quella lunghezza d’onda.
Cos’è la contro-illuminazione?
È una strategia di mimetismo in cui un animale emette dal ventre una luce che eguaglia l’intensità e le caratteristiche della luce residua proveniente dalla superficie, cancellando così la propria sagoma agli occhi di un predatore posizionato più in basso. È la funzione principale della bioluminescenza in gran parte dei pesci lanterna e nello squalo lanterna del Mediterraneo, Etmopterus spinax.
C’è davvero uno squalo bioluminescente nel Mediterraneo?
Sì — Etmopterus spinax, il gattuccio lanterna, è un piccolo squalo di profondità comune lungo tutta la piattaforma continentale del Mediterraneo e dell’Atlantico orientale. Migliaia di fotofori sulla sua pelle ventrale producono un bagliore blu-verde usato principalmente per contro-illuminazione, ma anche, secondo gli studi più recenti, per riconoscimento tra conspecifici.
La bioluminescenza dei pesci è prodotta da batteri o dall’animale stesso?
Dipende dalla specie. Alcuni pesci ospitano batteri bioluminescenti simbionti nei loro organi luminosi (bioluminescenza estrinseca). Nel caso di Etmopterus spinax, però, studi recenti con ibridazione fluorescente in situ e microscopia elettronica hanno escluso un’origine batterica, confermando che la luce è prodotta da un sistema biochimico intrinseco dello squalo stesso.
- Wucherer, M.F., Michiels, N.K. (2012) — “A Fluorescent Chromatophore Changes the Level of Fluorescence in a Reef Fish.” PLOS ONE, 7(6), e37913.
- Michiels, N.K. et al. (2008) — “Red fluorescence in reef fish: a novel signalling mechanism?” BMC Ecology, 8, 16.
- Carr, E.M., Sparks, J.S. (2024) — “Variation in lanternfish (Myctophidae) photophore structure: A comprehensive comparative analysis.” PLOS ONE, 19(11), e0310976.
- Claes, J.M., Mallefet, J. (2010) — “Functional physiology of lantern shark (Etmopterus spinax) luminescent pattern: differential hormonal regulation of luminous zones.” Journal of Experimental Biology, 213(11), 1852–1858.
- Renwart, M. et al. (2019) — “Etmopterus spinax, the velvet belly lanternshark, does not use bacterial luminescence.” Acta Histochemica.
- Duchatelet, L. et al. — studi multipli su fisiologia e controllo della bioluminescenza in Etmopterus spinax, Université catholique de Louvain.