I cetacei sono mammiferi marini che costituiscono l'infraordine Cetacea (), un clade acquatico secondario all'interno dell'ordine Artiodactyla che comprende balene, delfini, focene e taxa estinti come Basilosaurus. Mentre la maggior parte dei cetacei vive in ambienti marini, in particolare nella zona pelagica, alcune specie si trovano esclusivamente in habitat d'acqua dolce o salmastra. Esibendo una distribuzione cosmopolita, questi mammiferi sono presenti in vari fiumi e in tutti gli oceani della Terra. Numerose specie intraprendono estese migrazioni stagionali, principalmente guidate dai benefici del foraggiamento.
ICetcei sono mammiferi marini appartenenti all'infraordine Cetacea (), un clade acquatico secondario sotto l'ordine Artiodactyla che comprende balene, delfini, focene e gruppi estinti come i Basilosaurus. La maggior parte dei cetacei vive in ambienti marini, in particolare nella zona pelagica, ma alcuni risiedono esclusivamente in acque salmastre o dolci. Avendo una distribuzione cosmopolita, si possono trovare in alcuni fiumi e in tutti gli oceani terrestri. Molte specie migrano stagionalmente su vasti spazi per vantaggi alimentari.
Le caratteristiche distintive dei cetacei includono un ciclo di vita completamente acquatico, una morfologia del corpo aerodinamica e fusiforme, il requisito fisiologico di emergere periodicamente per la respirazione atmosferica e un regime alimentare esclusivamente carnivoro. Inoltre, tutte le specie di cetacei esistenti possiedono la capacità di ecolocalizzazione.
Funzionando come organismi nectonici, i cetacei ottengono la propulsione attraverso gli ambienti acquatici attraverso potenti ondulazioni dorsoventrali delle loro code, che si sono evolute in una pinna orizzontale simile a una pagaia. I loro arti posteriori hanno subito una riduzione, con solo elementi scheletrici rudimentali del bacino e dei femori rimasti, mentre i loro arti anteriori si sono specializzati in pinne utilizzate per le manovre e lo sterzo. Alcuni gruppi che nuotano rapidamente, in particolare i delfini più piccoli e le focene, possiedono una pinna dorsale che migliora la stabilità direzionale. Inoltre, i cetacei sono caratterizzati da cervelli grandi, che mostrano un'intelligenza avanzata, comportamenti sociali complessi e una comunicazione sofisticata, simile a un canto. Alcune specie di cetacei raggiungono dimensioni corporee immense; ad esempio, la balenottera azzurra può raggiungere una lunghezza massima confermata di 29,9 metri (98 piedi) e un peso di 173 tonnellate (190 tonnellate corte), rendendola l'animale più grande mai esistito.
Circa 90 specie di cetacei esistenti sono classificate in due parvorder: Odontoceti, o balene dentate, che comprendono 75 specie come focene, delfini, balene dal becco e altre balene predatrici come il beluga e il capodoglio, che consumano principalmente pesci, cefalopodi e altri mammiferi marini compresi i pinnipedi; e Mysticeti, o balene, che comprende 15 specie di grandi balene, tra cui la balenottera azzurra, la megattera e la balena della Groenlandia. Questi Mysticeti sono prevalentemente planctivori che si nutrono per filtrazione (anche se alcuni, come la balena grigia, sono crostacivori o molluschivori che si nutrono sul fondo) che utilizzano piastre di setole orali, note come fanoni, per setacciare e ingerire vaste aggregazioni di piccoli invertebrati, tipicamente crostacei come il krill. Nonostante i loro corpi ampiamente adattati e l'esistenza carnivora, sia le prove genetiche che quelle fossili collocano saldamente i cetacei tra gli ungulati terrestri con dita uniformi, indicando una stretta relazione filogenetica con gli ippopotamidi.
A partire dalla rivoluzione industriale, i cetacei sono stati oggetto di una caccia estensiva da parte degli esseri umani attraverso operazioni di caccia alle balene a fini commerciali, principalmente per la loro carne, grasso e olio. Nonostante la moratoria della Commissione baleniera internazionale sulla caccia commerciale, la pratica persiste, sia nell’ambito delle quote IWC a sostegno della sussistenza delle popolazioni indigene dell’Artico, sia apparentemente per “ricerca scientifica”, nonostante la disponibilità di numerose metodologie non letali per lo studio dei mammiferi marini nei loro habitat naturali. Inoltre, i cetacei devono affrontare minacce ambientali significative, tra cui l’inquinamento acustico sottomarino, l’impigliamento negli attrezzi da pesca (corde e reti), le collisioni tra navi (in particolare con le eliche), l’accumulo di metalli pesanti e inquinanti plastici, la scarsità di cibo derivante dalla pesca eccessiva all’interno della catena alimentare e il cambiamento climatico di origine antropica. L'entità di questi impatti, tuttavia, varia notevolmente tra le specie, spaziando da effetti minimi sulla balena tursiope all'estinzione funzionale del baiji (delfino di fiume cinese) attribuita alle attività di navigazione umana.
Etimologia
La denominazione scientifica Cetacea deriva dal termine latino cetus, che significa "balena", che a sua volta deriva dal greco antico κῆτος (kêtos), che significa "pesce enorme" o "mostro marino".
Misticeti e balene dentate
Si stima che la divergenza tra i misticeti (Mysticeti) e gli odontoceti (Odontoceti) sia avvenuta circa trentaquattro milioni di anni fa. Attualmente sono riconosciute novanta specie esistenti di balene, tra cui 75 balene dentate e 15 misticeti.
I misticeti, o misticeti, sono caratterizzati da setole cheratinose anziché da denti. Le balene grigie (Eschrichtiidae) consumano principalmente molluschi bentonici. Le balenottere (Balaenopteridae), una famiglia di misticeti, utilizzano pieghe della gola per espandere la cavità orale, facilitando l'ingestione di piccoli invertebrati come il krill e la successiva espulsione dell'acqua. Le balene franche e le balene della Groenlandia (Balaenidae) possiedono teste eccezionalmente grandi, che possono costituire fino al 40% della loro massa corporea totale. La maggior parte delle specie di misticeti abitano le acque più fredde e ricche di nutrienti vicino ai poli terrestri, migrando verso l'equatore per partorire. Durante questi periodi migratori, possono sostenersi per diversi mesi digiunando e utilizzando le loro consistenti riserve di grasso.
Gli odontoceti, o balene dentate, comprendono specie come capodogli, balene dal becco, delfini e focene. La loro dentatura si è evoluta per catturare pesci, calamari o altri invertebrati marini, che vengono poi ingoiati interi anziché masticati. La morfologia dentale mostra notevoli variazioni tra questi gruppi: i delfini e i capodogli possiedono denti conici, le focene hanno denti a forma di vanga, i beluga hanno denti a forma di piolo e i narvali sono noti per le loro zanne prominenti. I maschi delle balene dal becco mostrano diverse forme di denti ornamentali, mentre i denti delle femmine sono tipicamente nascosti all'interno delle gengive e non sono visibili esternamente; la maggior parte dei maschi di questa famiglia possiede solo due zanne corte. I narvali conservano anche denti rudimentali oltre alla zanna, che è presente nei maschi e in circa il 15% delle femmine. Un sottoinsieme di balene dentate, tra cui alcune orche, predano mammiferi marini come pinnipedi e altri cetacei.
Le balene dentate possiedono sistemi sensoriali altamente sviluppati. Le loro capacità visive e uditive sono adattate sia agli ambienti acquatici che a quelli aerei e utilizzano l'ecolocalizzazione, generando suoni e impiegando il loro melone per la navigazione e il rilevamento delle prede. Alcune specie, in particolare i capodogli e le balene dal becco, mostrano notevoli adattamenti per le immersioni in acque profonde. Inoltre, diverse specie di odontoceti mostrano dimorfismo sessuale, in cui maschi e femmine differiscono morfologicamente, spesso svolgendo funzioni legate all'esibizione sessuale o all'aggressività intraspecifica.
Anatomia
La morfologia dei cetacei generalmente converge con quella dei pesci, una conseguenza del loro stile di vita acquatico e delle pressioni ambientali condivise. Pur mostrando tratti fondamentali dei mammiferi (eutheriani), i loro corpi sono eccezionalmente adattati al loro habitat marino. Gli adattamenti chiave includono un fisico aerodinamico e arti anteriori modificati in pinne. La maggior parte dei cetacei possiede una pinna dorsale, sebbene la sua forma vari notevolmente a seconda della specie; tuttavia, alcuni, come la balena beluga, non hanno questa caratteristica. Sia le pinne che le pinne dorsali contribuiscono alla stabilizzazione e al governo dell'acqua. Uno strato sostanziale di grasso sottocutaneo, chiamato grasso, avvolge il corpo, fornendo isolamento termico e contribuendo al contorno liscio e idrodinamico. Nelle specie più grandi, lo spessore del grasso può estendersi fino a 50 centimetri (1,6 piedi). I cetacei sono privi degli arti posteriori e di altre appendici esterne come il padiglione auricolare.
Gli organi riproduttivi in entrambi i sessi, insieme alle ghiandole mammarie nelle femmine, sono incassati all'interno della cavità corporea. I genitali maschili sono ancorati a una pelvi vestigiale.
Il dimorfismo sessuale è una caratteristica notevole in numerose specie di odontoceti, tra cui capodogli, narvali, varie balene dal becco e diversi membri delle famiglie delle focene e dei delfini. All'interno di queste specie, i maschi spesso sviluppano caratteristiche esterne distinte non presenti nelle femmine, che conferiscono vantaggi nel combattimento o nell'esibizione intraspecifica. Ad esempio, molti maschi di balena dal becco esibiscono zanne, utilizzate nelle interazioni competitive, che sono assenti nelle femmine.
Testa
I cetacei possiedono un cranio allungato, particolarmente pronunciato nei misticeti a causa delle loro mascelle larghe e sporgenti. La cavità orale ospita denti o fanoni, a seconda del gruppo di specie. I fanoni sono costituiti da lunghi filamenti fibrosi cheratinosi, situati nella mascella superiore dove altrimenti si troverebbero i denti. Questa struttura forma una grande frangia, che funziona come un setaccio per filtrare le prede dall'acqua. Che si tratti di denti o fanoni, queste strutture nella mascella superiore sono ancorate esclusivamente alla mascella.
Lo sfiatatoio, formato dalle narici, presenta un'unica apertura negli odontoceti (balene dentate) e due nei misticeti (balene). Questa posizione dorsale delle narici, situate sopra gli occhi, facilita la respirazione mentre la maggior parte del corpo rimane sommersa. Lo spostamento cefalico delle narici dà luogo a passaggi nasali che attraversano il cranio perpendicolarmente. Allo stesso tempo, la regione posteriore del cranio subisce un sostanziale accorciamento e deformazione, portando ad una concentrazione in avanti e ad un'elevazione della scatola cranica, con i singoli elementi cranici che mostrano una sovrapposizione. Mentre la maggior parte dei cetacei possiede vertebre cervicali fuse, che precludono la rotazione della testa, i delfini di fiume mantengono questa capacità rotazionale in modo univoco.
Numerosi odontoceti mostrano una depressione cranica anteriormente, che ospita una sostanziale struttura adiposa chiamata melone, insieme a diverse sacche d'aria asimmetriche. Questi tessuti molli specializzati contribuiscono rispettivamente alle capacità del biosonar e alla regolazione della galleggiabilità. Il capodoglio (Physeter macrocephalus) possiede un melone notevolmente prominente, e la sua morfologia cefalica è ulteriormente modificata dall'organo spermaceti, che contiene la caratteristica sostanza spermaceti, dando così alla specie il suo appellativo comune.
Struttura scheletrica
Lo scheletro dei cetacei è composto prevalentemente da osso corticale denso, caratteristica che conferisce stabilità idrostatica all'animale nel suo ambiente acquatico. Di conseguenza, le ossa compatte tipiche dei mammiferi terrestri, caratterizzate da osso spongioso finemente intrecciato, vengono soppiantate da tessuti più leggeri ed elastici. Inoltre, numerose componenti scheletriche vengono sostituite da cartilagine e tessuto adiposo, esaltandone le proprietà idrostatiche. Caratteristici dei cetacei, la bolla uditiva e le porzioni del rostro presentano una struttura ossea ad alta densità, che mostra una consistenza simile alla porcellana. Questo osso specializzato facilita una conduzione del suono superiore rispetto ad altri tessuti ossei, supportando così la funzionalità del biosonar.
La colonna vertebrale mostra variazioni interspecifiche nel numero di vertebre, che vanno da 40 a 93. La regione cervicale comprende sette vertebre, che sono di dimensioni ridotte o fuse, offrendo una maggiore stabilità durante la locomozione in acqua a scapito della flessibilità cervicale. Le pinne pettorali sono sostenute dalle vertebre toraciche, che sono in numero compreso tra nove e diciassette. Lo sterno è composto da cartilagine. Le due o tre paia di costole posteriori non sono articolate e rimangono libere all'interno della cavità corporea. Le restanti vertebre costituiscono le robuste regioni lombare e caudale. Le vertebre caudali si distinguono per la presenza di ossa chevron, sospese ventralmente.
Gli arti anteriori sono modificati in strutture simili a pagaie, caratterizzate da omeri accorciati e falangi allungate, che facilitano la locomozione acquatica. Queste strutture sono interconnesse da tessuto cartilagineo. Il secondo e il terzo dito mostrano un numero maggiore di falangi, una condizione nota come iperfalangia. Ad eccezione del delfino del Rio delle Amazzoni, l'articolazione gleno-omerale (spalla) rappresenta l'unica articolazione funzionale in tutti i cetacei. La clavicola è interamente vestigiale o assente.
Fluke caudale
I cetacei possiedono una pinna caudale cartilaginea, posizionata nella parte terminale della coda, che funge da organo primario per la propulsione. Questo colpo di fortuna è orientato orizzontalmente rispetto all'asse del corpo e genera spinta attraverso oscillazioni verticali, un meccanismo distinto dalle ondulazioni orizzontali delle pinne caudali orientate verticalmente osservate nella maggior parte dei pesci.
Fisiologia
Neuroanatomia
Le pressioni evolutive acquatiche hanno indotto modifiche cefaliche nei cetacei, risultando in una morfologia cerebrale in cui il cervello si piega attorno all'insula e mostra una maggiore espansione laterale rispetto ai mammiferi terrestri. Di conseguenza, la corteccia prefrontale dei cetacei è posizionata lateralmente, in contrasto con la sua posizione più frontale negli esseri umani. La neocorteccia di numerose specie di cetacei contiene neuroni fusiformi allungati che, prima del 2019, erano identificati esclusivamente negli ominidi. Nell'Homo sapiens, si ipotizza che queste cellule svolgano un ruolo nel comportamento sociale, nell'elaborazione emotiva, nel giudizio e nella teoria della mente. La presenza di neuroni fusiformi dei cetacei in regioni cerebrali omologhe a quelle umane suggerisce un ruolo funzionale potenzialmente analogo.
Per alcuni odontoceti, tra cui beluga e narvali, il rapporto di massa cervello-corpo è superato solo da quello osservato negli esseri umani. Al contrario, in altre specie di balene, questo rapporto è inferiore alla metà della media umana, in particolare lo 0,9% rispetto al 2,1%. I capodogli maschi maturi possiedono la massa cerebrale più grande di qualsiasi animale sulla Terra, con una media di 8.000 cm3 (490 in3) di volume e 7,8 kg (17 libbre) di peso. Storicamente, la dimensione del cervello era considerata un determinante primario dell’intelligenza. Dato che una porzione significativa del cervello è dedicata alle funzioni fisiologiche essenziali, un rapporto di massa cervello-corpo più elevato può essere correlato con una maggiore percentuale di tessuto cerebrale destinato ai processi cognitivi. Le analisi allometriche che esaminano la correlazione tra il cervello dei mammiferi e la massa corporea in varie specie indicano che le specie più grandi mostrano tipicamente cervelli più grandi. Tuttavia, questo aumento non è direttamente proporzionale. Generalmente, la massa cerebrale si proporziona a quella corporea con una potenza che va da due terzi (equivalente al quadrato della radice cubica) a tre quarti (equivalente al cubo della quarta radice). Questa relazione è espressa matematicamente come mcervello ∝ (mcorpo)k, dove k rientra nell'intervallo da due terzi a tre quarti. Di conseguenza, se una specie è grande il doppio di un’altra, si prevede generalmente che la dimensione del suo cervello sia maggiore di circa il 60-70%. La valutazione delle dimensioni effettive del cervello di un animale rispetto alla dimensione prevista derivata da questa analisi allometrica produce un quoziente di encefalizzazione, che funge da parametro per valutare l'intelligenza degli animali.
Sistemi sensoriali
Visione
Gli occhi dei cetacei sono posizionati lateralmente sulla testa, anziché anteriormente. Di conseguenza, un'efficace visione binoculare in avanti e verso il basso è limitata alle specie dotate di "becchi" appuntiti, come i delfini. Le loro ghiandole lacrimali producono una secrezione oleosa, che protegge gli occhi dall'acqua salina. La lente è quasi sferica, una configurazione ottimamente adattata per focalizzare la scarsa luce disponibile in ambienti di acque profonde.
Chemorecezione
Gli odontoceti mostrano una capacità di gusto o olfatto minima o nulla, mentre si ritiene che i misticeti possiedano una certa capacità olfattiva a causa del loro sistema olfattivo ridotto ma funzionale.
Elettroricezione
Almeno una specie, il tucuxi (noto anche come delfino della Guiana), dimostra la capacità dell'elettroricezione di rilevare la preda.
Ecolocalizzazione
Gli odontoceti sono generalmente abili nell'ecolocalizzazione. Questa capacità consente loro di accertare le dimensioni, la forma, le proprietà della superficie, la distanza e il movimento di un oggetto. Di conseguenza, possono localizzare, inseguire e catturare prede in rapido movimento anche nella completa oscurità. Inoltre, i clic dell'ecolocalizzazione incorporano caratteristiche distintive uniche dei singoli animali, consentendo potenzialmente agli odontoceti di differenziare le proprie vocalizzazioni da quelle dei conspecifici.
Sebbene le variazioni nella struttura dell'orecchio siano collegate alle capacità di ecolocalizzazione all'interno dei Cetacei, anche l'asimmetria cranica è stata identificata come un fattore che contribuisce alla generazione dei suoni di ecolocalizzazione. I misticeti, privi di ecolocalizzazione, mostrano una simmetria generale nelle regioni del cranio e del viso, mentre gli odontoceti dimostrano un'asimmetria nasofacciale correlata alle loro capacità di ecolocalizzazione. Inoltre, le variazioni nel grado di asimmetria sembrano corrispondere alle distinzioni nei tipi di suoni generati.
Sistema uditivo
I cetacei sono riconosciuti per la loro eccezionale acutezza uditiva.
L'orecchio esterno ha subito la perdita del padiglione auricolare (l'orecchio esterno visibile) ma conserva un condotto uditivo ristretto. I tre ossicini responsabili della trasmissione del suono all'interno di ciascun orecchio sono densi, compatti e morfologicamente distinti da quelli presenti nei mammiferi terrestri. I canali semicircolari sono considerevolmente più piccoli in proporzione alle dimensioni corporee rispetto ad altre specie di mammiferi.
La bolla uditiva, una formazione ossea dell'orecchio medio e interno, comprende due ossa compatte e dense: il periotico e il timpanico. Questa struttura è situata all'interno della cavità dell'orecchio medio; in tutti gli odontoceti, eccetto i capodogli, questa cavità è riempita da una densa schiuma, che avvolge completamente la bulla, che è ancorata al cranio unicamente tramite legamenti. Questa disposizione isola potenzialmente l’orecchio dai suoni condotti attraverso le ossa del cranio, un fenomeno osservato anche nei pipistrelli. I misticeti possiedono membrane basilari insolitamente sottili e larghe nelle loro coclee, prive di agenti irrigidinti, che adattano le loro orecchie per l'elaborazione delle frequenze basse e infrasoniche.
I cetacei utilizzano un repertorio diversificato di suoni per la comunicazione, inclusi gemiti, lamenti, fischi, clic e le distintive vocalizzazioni "cantanti" delle megattere.
Sistema circolatorio
I cetacei possiedono un cuore robusto, che facilita un'efficiente distribuzione dell'ossigeno in tutto il loro sistema circolatorio. Come organismi endotermici, mantengono una temperatura corporea interna costantemente stabile.
Respirazione
I cetacei, dotati di polmoni, respirano aria obbligata. La durata in cui un individuo può sopportare l'apnea varia in modo significativo a seconda della specie, da alcuni minuti a oltre due ore. Le balene mostrano una respirazione volontaria, che richiede uno sforzo cosciente sia per l'inspirazione che per l'espirazione. Durante l'espirazione, l'aria calda e viziata proveniente dai polmoni si condensa quando incontra l'aria ambientale più fredda, formando un pennacchio visibile simile al "vapore", noto come "beccuccio". Questo caratteristico "becco" differisce da una specie all'altra per morfologia, angolo e altezza e funge da elemento distintivo per l'identificazione a distanza.
L'architettura specializzata dei sistemi respiratorio e circolatorio dei cetacei è fondamentale per la loro esistenza marina, poiché consente una gestione dell'ossigeno altamente efficiente. Ogni respiro può ricostituire fino al 90% del volume polmonare totale, in netto contrasto con il 15% circa tipico dei mammiferi terrestri. Di conseguenza, durante l'inalazione, il tessuto polmonare dei cetacei assorbe circa il doppio dell'ossigeno rispetto a quello di un mammifero terrestre. Mentre l'ossigeno è immagazzinato nel sangue e nei polmoni, come in tutti i mammiferi, anche i cetacei lo immagazzinano ampiamente in vari tessuti, soprattutto nei muscoli. Questo deposito muscolare è facilitato dal pigmento mioglobina, che lega efficacemente l'ossigeno. Tali riserve supplementari di ossigeno sono indispensabili per le immersioni profonde, poiché il tessuto polmonare viene quasi completamente compresso dalla pressione idrostatica a profondità superiori a circa 100 metri (330 piedi).
Organi addominali
Lo stomaco dei cetacei comprende tre camere distinte: una regione iniziale formata da una ghiandola mobile e un prestomaco muscolare (assente nelle balene dal becco), seguita dallo stomaco principale e dal piloro. Sia lo stomaco principale che il piloro sono ghiandolari e aiutano la digestione. Adiacente allo stomaco si trova l'intestino, i cui segmenti sono istologicamente distinguibili. Il fegato è notevolmente grande e manca di cistifellea. I reni sono allungati e appiattiti, adatti a espellere il sale in eccesso, una necessità dato che il sangue dei cetacei ha una concentrazione di sale inferiore rispetto all'acqua di mare, consentendo loro di ingerire acqua di mare. Proporzionalmente, la vescica urinaria è più piccola nei cetacei che nei mammiferi terrestri. I testicoli sono situati internamente, privi di scroto esterno e l'utero è bicorne.
Cromosomi
Il cariotipo ancestrale dei cetacei è caratterizzato da un numero cromosomico diploide di 2n = 44. Questo insieme comprende tipicamente quattro paia di cromosomi telocentrici (con centromeri posizionati su un telomero), da due a quattro paia di cromosomi subtelocentrici e una o due grandi coppie di cromosomi submetacentrici. I restanti cromosomi sono metacentrici, possiedono un centromero situato centralmente e sono generalmente piccoli. Mentre la maggior parte delle specie di cetacei presenta un cariotipo 2n = 44, i capodogli e i capodogli pigmei rappresentano un'eccezione, avendo 2n = 42.
Ecologia
Gamma e Habitat
I cetacei occupano una vasta gamma di habitat acquatici. Mentre numerose specie marine, tra cui la balenottera azzurra, la megattera e l’orca, mostrano distribuzioni oceaniche quasi globali, altre specie sono limitate a popolazioni localizzate o frammentate. Gli esempi includono la vaquita, endemica di una piccola regione del Golfo della California, e il delfino di Ettore, che si trova esclusivamente in specifiche acque costiere della Nuova Zelanda. Al contrario, la maggior parte delle specie di delfini di fiume sono confinate esclusivamente negli ambienti di acqua dolce.
Molte specie di cetacei dimostrano specificità latitudinale, abitando spesso in acque tropicali o subtropicali, come esemplificato dalla balena di Bryde o dal delfino di Risso. Altre specie sono confinate in particolari bacini oceanici. Ad esempio, il delfino balena franca australe e il delfino clessidra si trovano esclusivamente nell'Oceano Australe, mentre il narvalo e il beluga sono limitati all'Oceano Artico. La balena dal becco di Sowerby e il delfino Climene si trovano esclusivamente nell'Atlantico, mentre il delfino dal dorso bianco del Pacifico e il delfino settentrionale abitano solo il Pacifico settentrionale.
Le specie di cetacei cosmopoliti sono distribuite negli oceani Pacifico, Atlantico e Indiano. Tuttavia, nel tempo, le popolazioni settentrionali e meridionali subiscono l'isolamento genetico. In alcune specie, questo isolamento alla fine si traduce nella speciazione, come esemplificato dalla divergenza nella balena franca australe, nella balena franca del Pacifico settentrionale e nella balena franca del Nord Atlantico. Per le specie migratorie, le attività riproduttive si svolgono tipicamente nelle zone tropicali, mentre le zone di alimentazione sono situate nelle regioni polari.
Trentadue specie di cetacei abitano le acque europee, tra cui venticinque specie di denti e sette specie di fanoni.
Migrazione delle balene
Numerose specie di balene intraprendono migrazioni latitudinali per passare da habitat stagionali distinti. Un esempio notevole è la balena grigia, che completa una migrazione di andata e ritorno di 10.000 miglia (16.000 km). Questo lungo viaggio inizia nelle calde lagune della Bassa California, che fungono da luogo di parto invernale, e si estende attraverso 8.000-11.300 km di costa per raggiungere le aree di alimentazione estiva nei mari di Bering, Chukchi e Beaufort, situati al largo della costa dell'Alaska.
Comportamento
Dormire
I cetacei, in quanto respiratori coscienti, dormono ma non possono sostenere uno stato di incoscienza prolungato a causa del rischio di annegamento. Sebbene la comprensione dei modelli di sonno nei cetacei selvatici rimanga limitata, sono stati osservati odontoceti in cattività che dimostrano il sonno uniemisferico a onde lente (USWS). Questo adattamento fisiologico consente a un emisfero cerebrale di riposare mentre l'altro rimane attivo, consentendo all'animale di continuare a nuotare, respirare volontariamente ed eludere sia i predatori che le interazioni sociali indesiderate durante i periodi di riposo.
Una ricerca condotta nel 2008 ha indicato che i capodogli dormono mantenendo posture verticali appena sotto la superficie, eseguendo "immersioni alla corrente" passive e superficiali, tipicamente durante le ore diurne. Durante questi periodi, le balene non mostrano alcuna risposta alle navi vicine a meno che non avvenga un contatto diretto, suggerendo che queste immersioni costituiscano una forma di sonno.
Immersione
Durante l'immersione, questi animali mitigano il consumo di ossigeno rallentando l'attività cardiaca e la circolazione sanguigna periferica; di conseguenza, alcuni singoli organi sperimentano un'anossia temporanea. Specie specifiche di balenottere sono in grado di effettuare immersioni che durano fino a 40 minuti, mentre i capodogli possono rimanere sommersi per 60-90 minuti e i tursiopi fino a due ore. La profondità di immersione tipica è di circa 100 metri (330 piedi). È interessante notare che specie come i capodogli possono scendere fino a una profondità di 3.000 metri (9.800 piedi), anche se si osservano più frequentemente discese di 1.200 metri (3.900 piedi).
Relazioni sociali
La maggior parte delle specie di cetacei mostra comportamenti sociali, anche se alcune specie vengono osservate in coppia o come individui solitari. Un gruppo tipico, chiamato "baccello", comprende generalmente da dieci a cinquanta animali; tuttavia, in circostanze specifiche, come abbondanti risorse alimentari o durante i periodi riproduttivi, queste aggregazioni possono superare i mille individui. Inoltre, è stata documentata la socializzazione tra le specie.
All'interno dei baccelli esiste una gerarchia definita, con lo status spesso stabilito attraverso comportamenti come mordere, spingere o speronare. Le interazioni aggressive all'interno del gruppo sono tipicamente limitate a condizioni di stress, come la scarsità di cibo, mentre il comportamento generale rimane pacifico. I comportamenti sociali comuni includono il nuoto a contatto, le carezze reciproche e le gomitate. Si osservano frequentemente comportamenti ludici, tra cui salti aerei, capriole, surf e colpi di pinne, in particolare tra i cetacei più piccoli come i delfini e le focene.
Canzone della balena
Gli individui maschi di alcune specie di misticeti comunicano attraverso il "canto delle balene", che consiste in sequenze di vocalizzazioni acute. Queste vocalizzazioni complesse possono propagarsi su distanze che si estendono per centinaia di chilometri. Tipicamente, ogni popolazione possiede uno schema canoro unico che subisce un'evoluzione temporale. Occasionalmente, le singole balene sono identificabili dalle loro firme vocali uniche, esemplificate dalla balena da 52 hertz, che vocalizza a una frequenza significativamente più alta rispetto ai suoi conspecifici. Alcuni individui dimostrano la capacità di produrre più di 600 suoni distinti. Tra le specie di fanoni, tra cui la megattera, la balenottera azzurra e la balenottera comune, si ipotizza che i canti specifici dei maschi servano come meccanismo per attirare le femmine e segnalare l'idoneità riproduttiva.
Caccia
I baccelli dei cetacei partecipano anche alle attività di caccia, spesso collaborando con altre specie. È noto che numerose specie di delfini accompagnano i grandi tonni durante le spedizioni di caccia, seguendo vasti banchi di pesci. Le orche, o orche assassine, cacciano in modo cooperativo nei baccelli, predando i beluga e anche le specie di balene più grandi. Le megattere, tra le altre specie, creano in collaborazione "reti a bolle" o "tappeti a bolle" per concentrare il krill o il plancton in dense palline di esca, facilitando la successiva alimentazione con affondo.
Intelligenza
I cetacei esibiscono una serie di comportamenti cognitivi ed emotivi complessi, tra cui l'insegnamento, l'apprendimento, la cooperazione, la pianificazione strategica e il lutto.
Le specie di cetacei più piccole, in particolare i delfini e le focene, dimostrano comportamenti di gioco complessi, inclusa la creazione di stabili anelli di vortice toroidali subacquei con nucleo d'aria, comunemente denominati "anelli di bolle". I metodi principali per generare questi anelli di bolle prevedono l'espulsione rapida dell'aria nell'acqua, consentendole di salire e formare un anello, oppure il nuoto in schemi circolari ripetitivi prima di iniettare aria nelle correnti vorticose elicoidali risultanti. Le osservazioni suggeriscono che questi animali traggono piacere dall'interagire con gli anelli del vortice mordendoli, facendoli frammentare in numerose bolle più piccole che salgono rapidamente in superficie. In un'applicazione distinta, le balene utilizzano le reti a bolle come strategia per radunare le prede.
Si ritiene che anche i cetacei più grandi mostrino comportamenti giocosi. Ad esempio, la balena franca australe si impegna in un'attività chiamata "vela", in cui solleva la coda sopra l'acqua e mantiene questa postura per un lungo periodo. Questo comportamento, interpretato come una forma di gioco, viene spesso osservato al largo delle coste dell'Argentina e del Sud Africa, e manifestazioni simili sono state documentate nelle megattere.
La presenza di autocoscienza è spesso considerata un indicatore di capacità cognitive astratte. Sebbene la sua definizione precisa rimanga sfuggente, si ipotizza che l’autoconsapevolezza preceda funzioni cognitive sofisticate, come il ragionamento metacognitivo – la capacità di “pensare al pensiero” – che è osservato in modo prominente negli esseri umani. I delfini mostrano comportamenti suggestivi di autocoscienza. Il metodo predominante per valutare l'autoconsapevolezza negli animali è il test dello specchio, che prevede l'applicazione di un segno temporaneo sul corpo di un animale e successivamente l'esposizione a uno specchio per accertare se l'animale dimostra di riconoscersi.
I critici sostengono che i risultati di queste valutazioni sono vulnerabili all'effetto Clever Hans. Il test dello specchio, in particolare, produce risultati meno conclusivi se applicato ai delfini rispetto ai primati. I primati possono interagire fisicamente con il marchio o con lo specchio, una capacità che manca ai delfini, rendendo così meno certi i loro presunti comportamenti di autoriconoscimento. Gli scettici affermano inoltre che i comportamenti attribuiti all’autoconsapevolezza potrebbero essere semplicemente manifestazioni di interazioni sociali esistenti, suggerendo una potenziale interpretazione errata delle risposte sociali come autoconsapevolezza da parte dei ricercatori. Al contrario, i sostenitori sostengono che questi comportamenti osservati divergono dalle reazioni tipiche verso altri individui. Tuttavia, i delfini mostrano prove meno definitive di autoconsapevolezza, in parte a causa della loro incapacità di indicare.
Nel 1995, Marten e Psarakos hanno condotto uno studio utilizzando la tecnologia video per indagare sull'autoconsapevolezza nei delfini. La loro metodologia prevedeva di presentare ai delfini video in tempo reale di se stessi, filmati preregistrati e video di un altro delfino. I ricercatori hanno concluso che i loro risultati indicavano consapevolezza di sé piuttosto che semplice comportamento sociale. Sebbene questo studio specifico non sia stato replicato, i delfini hanno successivamente dimostrato di avere successo nel test dello specchio.
Processo decisionale
Il processo decisionale collettivo costituisce un aspetto significativo della vita dei cetacei per numerose specie che formano gruppi, che vanno dalle dinamiche temporanee di fissione-fusione osservate in molte specie di delfini più piccole alle associazioni stabili a lungo termine caratteristiche delle matriline dell'orca assassina e del capodoglio. I meccanismi precisi alla base di queste decisioni rimangono in gran parte sottoesplorati, sebbene la ricerca abbia identificato casi di decisioni consensuali emergenti all'interno dei gruppi di capodogli e abbia dimostrato ruoli di leadership in altre specie, come i delfini tursiopi e le orche assassine.
Storia della vita
Riproduzione e cure parentali
La maggior parte delle specie di cetacei raggiunge la maturità sessuale tra i sette ei dieci anni di età. Una notevole eccezione è il delfino di La Plata, che raggiunge la maturità sessuale a due anni ma ha una durata di vita relativamente più breve di circa 20 anni. Al contrario, il capodoglio raggiunge la maturità sessuale intorno ai 20 anni di età e mostra una durata di vita che va dai 50 ai 100 anni.
La riproduzione nella maggior parte delle specie di cetacei è stagionale, con l'ovulazione che tipicamente coincide con la fertilità maschile. Questo ciclo riproduttivo è spesso legato ai modelli migratori stagionali osservati in numerose specie. La maggior parte degli odontoceti non forma legami di coppia fissi e, in molte specie, le femmine interagiscono con più partner durante una singola stagione riproduttiva. Mentre i misticeti erano storicamente considerati monogami, la ricerca contemporanea indica un sistema di accoppiamento promiscuo, senza prove di legami di coppia duraturi.
I periodi di gestazione per i cetacei variano da 9 a 16 mesi, con una durata non strettamente correlata alle dimensioni corporee. Ad esempio, sia le focene che le balene blu hanno tipicamente un periodo di gestazione di circa 11 mesi. Come tutti i mammiferi euteri, l'embrione dei cetacei riceve nutrimento attraverso la placenta, un organo che facilita il trasferimento dei nutrienti dal flusso sanguigno materno. I mammiferi privi di placenta producono uova minuscole (monotremi) o danno alla luce prole sottosviluppata (marsupiali).
I cetacei tipicamente danno alla luce un singolo vitello. Nei casi di parti gemelli, di solito uno muore a causa dell'incapacità della madre di produrre latte adeguato per entrambi i figli. Nelle specie di cetacei esistenti, il feto è generalmente orientato per un parto con la coda. Questo orientamento, contrariamente al malinteso comune, non è inteso principalmente a mitigare i rischi di annegamento durante il parto, ma piuttosto è più probabilmente associato alla biomeccanica della nascita e alla morfologia fetale. Dopo la nascita, la madre aiuta il neonato a risalire in superficie per la sua respirazione iniziale. Alla nascita, i vitelli misurano circa un terzo della loro lunghezza da adulti e mostrano un grado di attività indipendente paragonabile a quello dei mammiferi terrestri.
Allattamento
Similmente ad altri mammiferi placentari, i cetacei producono una prole altamente sviluppata e forniscono nutrimento attraverso l'allattamento dalle loro ghiandole mammarie. Durante l'allattamento, la madre espelle deliberatamente il latte nella bocca del vitello, utilizzando i muscoli della ghiandola mammaria, a causa della mancanza di labbra del vitello. Questo latte presenta tipicamente un contenuto di grassi sostanziale, che varia dal 16% al 46%, che facilita la rapida crescita delle dimensioni e della massa del vitello.
Per numerose specie di cetacei più piccole, il periodo di allattamento si estende a circa quattro mesi. Al contrario, nelle specie più grandi, questo periodo può superare un anno, favorendo un robusto legame madre-figlio.
Comportamenti allogenitoriali sono stati documentati in più specie di balene e delfini.
Questo approccio riproduttivo produce un numero limitato di prole, ciascuno caratterizzato da un'alta probabilità di sopravvivenza.
Durata della vita
I cetacei mostrano una longevità eccezionale se confrontati con altri ordini di mammiferi superiori. Alcune specie, come la balena della Groenlandia (Balaena mysticetus), sono in grado di vivere per più di due secoli. L'analisi degli anelli di crescita annuali all'interno della capsula ossea ha rivelato che il più antico esemplare documentato, un maschio, aveva 211 anni al momento della sua morte.
Morte
Dopo la morte, le carcasse delle balene scendono sul fondale abissale dell'oceano, creando un habitat significativo per diversi organismi marini. Le prove contemporanee e paleontologiche delle cadute di balene dimostrano che questi eventi in acque profonde sostengono una comunità prolifica di organismi, che comprende una diversità globale di 407 specie. Questa biodiversità è paragonabile a quella trovata in altri punti caldi neritici, tra cui infiltrazioni fredde e sorgenti idrotermali.
La decomposizione delle carcasse di balene procede attraverso tre fasi distinte. Inizialmente, gli spazzini come gli squali e le missine consumano rapidamente i tessuti molli, un processo che può durare da diversi mesi a due anni. Successivamente, le ossa e i sedimenti adiacenti ricchi di sostanza organica vengono colonizzati da opportunisti di arricchimento, tra cui crostacei e policheti, in un periodo che si estende per diversi anni. La fase finale prevede che i batteri solfofili riducano le ossa, rilasciando così idrogeno solforato. Questo processo facilita la proliferazione di organismi chemioautotrofi, che successivamente sostengono altre specie come cozze, vongole, patelle e lumache di mare. Questa fase conclusiva può durare decenni, sostenendo una comunità diversificata di specie, con una media di 185 tipi distinti per località.
Malattia
La brucellosi colpisce quasi tutte le specie di mammiferi e presenta una distribuzione globale. Le attività di pesca e l’inquinamento ambientale hanno contribuito a popolazioni localizzate ad alta densità di focene, aumentando così il rischio di infezioni e trasmissione di malattie. Brucella ceti, osservata prevalentemente nei delfini, è implicata in patologie croniche, che portano ad un aumento dell'incidenza di problemi riproduttivi, aborti spontanei, infertilità maschile, neurobrucellosi, cardiopatie, lesioni scheletriche e dermiche, eventi di spiaggiamento e mortalità. Prima del 2008 non erano stati documentati casi di focene; tuttavia, le popolazioni isolate ora corrono un rischio elevato, con conseguente alto tasso di mortalità.
Evoluzione
Storia dei fossili
Origini
I progenitori diretti dei cetacei esistenti sono probabilmente situati all'interno della famiglia Dorudontidae, il cui rappresentante più famoso, Dorudon, coesisteva con Basilosaurus. Entrambi i lignaggi avevano già sviluppato diversi tratti anatomici caratteristici osservati nelle balene moderne, tra cui la bulla fissa, che funziona come sostituto del timpano dei mammiferi, e strutture specializzate di conduzione del suono che facilitano l'udito direzionale sommerso. Le loro ossa carpali erano rigide, una caratteristica che probabilmente contribuì alla caratteristica morfologia delle pinne. Sebbene fossero presenti gli arti posteriori, erano notevolmente ridotti di dimensioni e possedevano solo un vestigiale attacco pelvico.
Transizione dalla terra al mare
La documentazione paleontologica delinea il progressivo adattamento dall'esistenza terrestre a quella acquatica. La riduzione degli arti posteriori ha conferito una maggiore flessibilità alla colonna vertebrale, consentendo ai cetacei di spingersi attraverso l'acqua tramite movimenti verticali della coda caudale. Allo stesso tempo, gli arti anteriori subirono la trasformazione in pinne, con conseguente perdita della locomozione terrestre.
Tra i primi membri conosciuti degli antichi cetacei (Archaeoceti) c'è il Pakicetus, scoperto negli strati dell'Eocene medio del Pakistan. Questo animale delle dimensioni di un lupo, il cui scheletro è solo parzialmente documentato, possedeva arti funzionali e abitava ambienti costieri. Questa morfologia indica una continua capacità di locomozione terrestre. Il suo muso allungato era dotato di dentatura carnivora.
Si stima che la transizione dalla terra al mare sia iniziata circa 49 milioni di anni fa, esemplificata dall'Ambulocetus ("balena che corre"), con esemplari rinvenuti anche in Pakistan. Questa specie raggiungeva lunghezze fino a 3 metri (9,8 piedi). Nonostante possedesse arti simili a gambe, questo archeocete era già completamente acquatico, suggerendo una transizione eccezionalmente rapida verso uno stile di vita indipendente dalla terra. Il suo muso allungato presentava narici e occhi posizionati dorsalmente. Una coda robusta facilitava la sua locomozione acquatica. Ambulocetus probabilmente abitava in ambienti salmastri di mangrovie, predando pesci e altri vertebrati all'interno della zona ripariale.
Circa 45 milioni di anni fa, specie come Indocetus, Kutchicetus, Rodhocetus e Andrewsiphius dimostrarono adattamenti per un'esistenza acquatica. Queste specie mostravano arti posteriori regrediti e morfologie corporee simili ai cetacei esistenti. All'interno della famiglia dei Protocetidae, si ipotizza che Rodhocetus sia il primo membro completamente acquatico. Il suo corpo era snello e gracile, caratterizzato da ossa allungate delle mani e dei piedi. La presenza di una colonna vertebrale pelvico-lombare fusa facilitava le ondulazioni propulsive della coda. Sebbene fosse probabilmente un abile nuotatore, la sua locomozione terrestre era probabilmente scomoda, analoga a quella di una foca contemporanea.
Animali marini
Nel tardo Eocene, circa 40 milioni di anni fa, i cetacei avevano colonizzato gli oceani subtropicali e avevano cessato di emergere negli ambienti terrestri. Un esempio degno di nota è il Basilosaurus lungo 18 metri, chiamato anche Zeuglodon. Questa transizione terrestre-acquatica fu compiuta in circa 10 milioni di anni. Il Wadi Al-Hitan (Valle delle Balene) in Egitto conserva abbondanti scheletri di Basilosaurus, insieme ad altri vertebrati marini.
Filogenesi esterna
Le prove provenienti dalla biologia molecolare, dall'immunologia e dai reperti fossili indicano una stretta relazione filogenetica tra i cetacei e gli ungulati pari (Artiodactyla). La discendenza diretta delle balene ebbe origine all'inizio dell'Eocene, circa 55,8 milioni di anni fa, dai primi artiodattili. La preponderanza dei dati di biologia molecolare indica gli ippopotami come i loro parenti esistenti più stretti. Le caratteristiche anatomiche condivise comprendono somiglianze morfologiche nei molari posteriori, nella bolla ossea timpanica e nell'involucro, una caratteristica cranica precedentemente considerata esclusiva dei cetacei. Dato che i reperti fossili indicano che il lignaggio morfologicamente distinto degli ippopotami è emerso circa 15 milioni di anni fa, i cetacei e gli ippopotami evidentemente divergevano da un antenato comune che mostrava tratti morfologici distinti da entrambi. Una caratteristica condivisa particolarmente saliente è l'astragalo, un osso della caviglia. I primi cetacei, in particolare gli archeoceti, mostrano doppie troclee sull'astragalo, una caratteristica che si trova esclusivamente negli ungulati con dita pari. Scoperte paleontologiche corroboranti provengono dai depositi del mare di Teti nell'India settentrionale e nel Pakistan. Il Mare della Tetide costituiva un bacino marino poco profondo situato tra il continente asiatico e la placca indiana in migrazione verso nord.
Sia i dati molecolari che quelli morfologici indicano che gli Artiodactyla, come convenzionalmente delineato, costituiscono un gruppo parafiletico riguardante i cetacei. I cetacei sono profondamente radicati negli Artiodactyla; questi due gruppi formano collettivamente un clade, un gruppo naturale che condivide un antenato comune, spesso designato come Cetartiodactyla. La classificazione tassonomica contemporanea suddivide Artiodactyla (o Cetartiodactyla) in quattro taxa subordinati: Tylopoda (camelidi), Suina (maiali e pecari), Ruminantia (ruminanti) e Whippomorpha (ippopotami e balene). L'ipotizzata posizione filogenetica dei Cetacea all'interno degli Artiodactyla è illustrata dal successivo cladogramma:
Filogenesi interna
All'interno dell'ordine dei Cetacea, si riconoscono due parvorder: Mysticeti (baleen), chiamati per i loro caratteristici fanoni, e Odontoceti (balene dentate), caratterizzati da denti che possono essere conici, spatolati, a forma di piolo o a forma di zanna, e dalla loro capacità di percezione ambientale basata sul biosonar.
Le designazioni balena e delfino sono considerate classificazioni tassonomiche informali:
- Misticeti:
- Balene, che comprendono quattro famiglie: Balaenidae (balene franche e balene della prua), Cetotheriidae (balene franche pigmee), Balaenopteridae (balenottere) ed Eschrichtiidae (balene grigie).
- Odontoceti:
- Balene, che comprendono quattro famiglie: Monodontidae (beluga e narvali), Physeteridae (cadogli), Kogiidae (cadogli nani e pigmei) e Ziphiidae (balene dal becco).
- Delfini, che comprendono cinque famiglie: Delphinidae (delfini oceanici), Platanistidae (delfini di fiume dell'Asia meridionale), Lipotidae (delfini di fiume del Vecchio Mondo), Iniidae (delfini di fiume del Nuovo Mondo) e Pontoporiidae (delfini di La Plata).
- Le focene costituiscono un'unica famiglia, i Phocoenidae.
La denominazione "grandi balene" comprende specie attualmente soggette a regolamentazione da parte della Commissione baleniera internazionale. Questa categoria comprende le famiglie Odontoceti Physeteridae (cadogli), Ziphiidae (balene dal becco) e Kogiidae (cadogli pigmei e nani). Inoltre, comprende le famiglie Mysticeti Balaenidae (balene franche e balene della Groenlandia), Cetotheriidae (balene franche pigmee), Eschrichtiidae (balene grigie) e generi specifici all'interno della famiglia Balaenopteridae (balene minori, di Bryde, sei, blu e balenottere comuni, escluse le balene di Eden e di Omura).
Minacce per i cetacei
I cetacei si trovano ad affrontare le principali minacce derivanti dalle attività umane, che comprendono impatti diretti come la caccia alle balene e la caccia in massa, oltre alle pressioni indirette derivanti dalle operazioni di pesca e dall'inquinamento ambientale.
Pratiche di caccia alle balene
La caccia alle balene si riferisce alla pratica storica e continua di cacciare le balene, prendendo di mira soprattutto le specie di fanoni e capodogli. Questa attività è stata documentata fin dall'età della pietra.
Durante il Medioevo, la caccia alle balene veniva praticata per varie risorse, tra cui carne, olio come combustibile e mascelle utilizzate nella costruzione di case. Verso la fine del periodo medievale, le nascenti flotte baleniere presero di mira principalmente i misticeti, come le balene. Nel XVI e XVII secolo, la sola flotta olandese comprendeva circa 300 navi baleniere, impiegando circa 18.000 membri dell'equipaggio.
Durante il XVIII e il XIX secolo, i misticeti erano particolarmente ricercati per i loro fanoni, che servivano come sostituto del legno e venivano incorporati in prodotti che richiedevano resistenza e flessibilità, come corsetti e gonne di crinolina. Inoltre, lo spermaceti, derivato dai capodogli, veniva impiegato come lubrificante per le macchine, mentre l'ambra grigia trovava applicazioni nell'industria farmaceutica e dei profumi. L'invenzione dell'arpione esplosivo nella seconda metà del XIX secolo provocò un sostanziale aumento dei volumi di cattura.
Grandi navi funzionavano come navi "madre", supportando le operazioni di lavorazione delle balene. Durante la prima metà del 20° secolo, le balene ricoprirono un'importanza economica significativa come fonte di materie prime. Di conseguenza, si verificò una caccia intensiva, con circa 30.000 balene uccise negli anni '30. Questo raccolto annuale arrivò a oltre 40.000 animali negli anni '60, momento in cui le popolazioni di grandi misticeti subirono un catastrofico declino.
La maggior parte delle specie di balene storicamente cacciate sono attualmente classificate come minacciate, con diverse grandi popolazioni di balene sfruttate fino all'orlo dell'estinzione. Nello specifico, le popolazioni di balene grigie dell'Atlantico e della Corea furono completamente estirpate e la popolazione di balene franche del Nord Atlantico diminuì a circa 300-600 individui. La popolazione globale di balenottere azzurre è attualmente stimata a circa 14.000 esemplari.
I primi sforzi per proteggere le popolazioni di balene iniziarono nel 1931. Alcune specie in grave pericolo di estinzione, come la megattera (la cui popolazione allora contava circa 100 individui), ricevettero protezione internazionale e furono designate le prime aree marine protette. Nel 1946 fu fondata la Commissione baleniera internazionale (IWC) con il mandato di monitorare e salvaguardare gli stock di balene. Questa organizzazione ha implementato un divieto globale sulla caccia commerciale alle balene per 14 grandi specie tra il 1985 e il 2005, sebbene alcune nazioni non abbiano aderito a questa moratoria.
Sebbene le popolazioni di specie come le megattere e le balenottere azzurre abbiano mostrato segni di ripresa, rimangono classificate come minacciate. Nel 1972, il Congresso degli Stati Uniti ha promulgato il Marine Mammal Protection Act per garantire la sostenibilità delle popolazioni di mammiferi marini. Questa legislazione generalmente proibisce la raccolta di mammiferi marini, con un'eccezione per diverse centinaia di animali catturati ogni anno in Alaska. Le navi baleniere giapponesi sono autorizzate a cacciare varie specie di balene con la giustificazione dichiarata della ricerca scientifica.
La caccia alle balene tra gli aborigeni continua a essere consentita. Nel 2017, nelle Isole Faroe sono stati catturati circa 1.200 globicefali. Ogni anno vengono catturati circa 900 narvali e 800 beluga in Alaska, Canada, Groenlandia e Siberia. Inoltre, la caccia alle balene aborigene conta circa 150 balenottere minori all'anno in Groenlandia, 120 balene grigie in Siberia e 50 balene della Groenlandia in Alaska. Queste cifre si aggiungono ai raccolti commerciali, che includono 600 balenottere minori in Norvegia, 300 balenottere minori e 100 balenottere boreali in Giappone e fino a 100 balenottere comuni in Islanda. Sia l’Islanda che la Norvegia non riconoscono la moratoria internazionale e continuano le operazioni commerciali di caccia alle balene. Norvegia e Giappone hanno espresso l'intenzione di porre fine al divieto.
La caccia in battuta costituisce una pratica che prevede l'inseguimento di delfini e altri cetacei più piccoli. Questo metodo in genere comporta l'allevamento di un branco di questi mammiferi marini con barche, spesso in una baia o su una spiaggia. Le vie di fuga verso l'oceano vengono successivamente ostruite utilizzando imbarcazioni o reti aggiuntive. Questa forma di caccia si verifica a livello globale, in particolare nelle Isole Salomone, nelle Isole Faroe, in Perù e in Giappone, che è riconosciuto come il praticante più importante. Sebbene siano presi di mira principalmente per la loro carne, alcuni delfini catturati in queste cacce sono destinati ai delfinari. Ogni anno, migliaia di delfini sono sottoposti a caccia in auto, nonostante le significative controversie.
Interazioni con la pesca
I baccelli dei delfini abitano spesso aree vicine a consistenti banchi di tonno, un fenomeno sfruttato dai pescatori che individuano i delfini per prendere di mira i tonni. I delfini sono notevolmente più distinguibili da lontano rispetto ai tonni grazie alla loro superficie regolare per la respirazione. I pescatori schierano reti, spesso larghe centinaia di metri, secondo uno schema circolare attorno ai gruppi di delfini, anticipando la cattura dei banchi di tonno associati. Quando queste reti vengono recuperate, i delfini possono rimanere sommersi, impigliarsi e successivamente annegare. Inoltre, la pesca con la lenza praticata nei fiumi principali rappresenta una minaccia significativa per le popolazioni di delfini di fiume.
La caccia mirata rappresenta una minaccia più sostanziale per i piccoli cetacei rispetto alle catture accessorie accidentali. Nel sud-est asiatico, questi animali vengono commercializzati localmente come sostituti del pesce, poiché le specie ittiche di valore commerciale della regione producono maggiori ricavi dalle esportazioni. Al contrario, nel Mediterraneo, i piccoli cetacei vengono deliberatamente cacciati per alleviare la pressione della pesca sugli stock ittici commestibili.
Spiaggiamenti di cetacei
Un evento di spiaggiamento si verifica quando un cetaceo esce dal suo ambiente acquatico per riposarsi su una spiaggia. Sono documentati casi di spiaggiamenti di massa, che coinvolgono più balene contemporaneamente, di cui globicefali e capodogli sono esempi particolarmente noti. I cetacei spiaggiati in genere soccombono a causa dell'enorme pressione esercitata dal loro peso corporeo, che può raggiungere fino a 90 tonnellate (99 tonnellate corte), provocando compressione polmonare o fratture costali. Anche le specie di balene più piccole possono morire a causa di un colpo di calore, aggravato dal loro intrinseco isolamento termico.
L'eziologia precisa degli spiaggiamenti dei cetacei rimane ancora non completamente compresa. Tuttavia, diversi potenziali fattori che contribuiscono agli spiaggiamenti di massa includono:
- Esposizione a contaminanti tossici
- Presenza di parassiti debilitanti, in particolare quelli che colpiscono il tratto respiratorio, il cervello o l'orecchio medio
- Infezioni batteriche o virali
- Evasione dai predatori, comprese le minacce antropiche
- Forte coesione sociale all'interno di un pod, che porta i membri a seguire un individuo bloccato
- Interruzione della magnetoricezione dovuta ad anomalie naturali nel campo geomagnetico terrestre
- Lesioni fisiche
- Inquinamento acustico di origine antropica, derivante da fonti quali traffico marittimo, indagini sismiche ed esperimenti con sonar militari
Dal 2000, è stato osservato un aumento della frequenza di spiaggiamenti di balene in seguito ai test del sonar militare. Nel dicembre 2001, la Marina degli Stati Uniti ha riconosciuto la colpevolezza parziale per lo spiaggiamento e la morte di diversi mammiferi marini avvenuti nel marzo 2000. Un coautore del rapporto provvisorio ha indicato che gli animali che hanno ceduto al sonar attivo di alcune navi della Marina hanno mostrato lesioni. In generale, l'aumento del rumore sottomarino è progressivamente legato agli spiaggiamenti, poiché compromette la comunicazione e le capacità di navigazione dei cetacei.
Il cambiamento climatico esercita un'influenza sui sistemi eolici prevalenti e sulle correnti oceaniche, che possono anche contribuire agli spiaggiamenti dei cetacei. Uno studio che ha esaminato gli incidenti di spiaggiamento lungo la costa della Tasmania tra il 1920 e il 2002 ha rivelato che tassi di spiaggiamento elevati si sono verificati durante intervalli temporali specifici. Periodi caratterizzati da un aumento degli spiaggiamenti sono correlati a forti tempeste, che hanno provocato l'afflusso di correnti di acqua fredda vicino alla costa. I cetacei, prevedendo abbondanti prede in acque fredde e ricche di nutrienti, possono seguire queste correnti in regioni meno profonde, aumentando così la loro suscettibilità allo spiaggiamento. Inoltre, le balene e i delfini che vivono nei baccelli potrebbero accompagnare i membri malati o debilitati del gruppo in acque poco profonde, con conseguente spiaggiamento durante la bassa marea.
Contaminanti ambientali e impatti antropogenici
Le sostanze non biodegradabili, inclusi i metalli pesanti, i residui di varie tossine vegetali e di insetti e i rottami di rifiuti di plastica, rappresentano minacce significative. I cetacei occasionalmente ingeriscono questi materiali pericolosi, identificandoli erroneamente come fonti di cibo. Di conseguenza, gli animali colpiti mostrano una maggiore suscettibilità alle malattie e sperimentano un ridotto successo riproduttivo.
La riduzione dell'ozono stratosferico porta ad un aumento delle radiazioni, che di conseguenza diminuisce la riproduzione del plancton. Questa riduzione della biomassa del plancton limita l’approvvigionamento alimentare per numerose specie marine, tra cui i misticeti che si nutrono con filtri, essendo particolarmente vulnerabili. Inoltre, anche gli organismi nectonici vengono influenzati negativamente da queste radiazioni, aggravando gli impatti dello sfruttamento intensivo.
Anche l'acidificazione degli oceani, derivante dal maggiore assorbimento dell'anidride carbonica atmosferica, contribuisce alla riduzione a lungo termine delle scorte di cibo. La CO2 reagisce con l'acqua per formare acido carbonico, che impedisce la formazione di scheletri di carbonato di calcio essenziali per lo zooplancton, una fonte di cibo primaria per i misticeti.
Le industrie militari e di estrazione delle risorse utilizzano potenti sonar e operazioni di brillamento. Le indagini sismiche marine utilizzano suoni forti e a bassa frequenza per rivelare strutture geologiche del sottosuolo. Inoltre, il traffico navale contribuisce all’inquinamento acustico oceanico. Tale rumore di origine antropica può interferire con i comportamenti dei cetacei, inclusa la loro dipendenza dai biosonar per la navigazione e la comunicazione. Eventi di rumore estremi possono indurre il panico, inducendo i cetacei a risalire rapidamente in superficie. Questa rapida ascesa può provocare la formazione di bolle di gas nel sangue, causando la malattia da decompressione. Le esercitazioni con i sonar navali sono spesso associate agli spiaggiamenti di cetacei che presentano una malattia da decompressione fatale. I disturbi acustici possono estendersi su distanze superiori a 100 chilometri (62 miglia), con l'entità del danno che dipende sia dalla frequenza del suono che dalla specifica specie di cetacei.
Relazione con gli esseri umani
Cronologia delle ricerche
Durante il IV secolo a.C., epoca di Aristotele, le balene furono inizialmente classificate come pesci a causa delle loro somiglianze superficiali. Tuttavia, Aristotele documentò meticolosamente numerosi paralleli fisiologici e anatomici tra balene e vertebrati terrestri, inclusi i sistemi circolatori, i polmoni, gli uteri e le strutture delle pinne. Queste osservazioni esaustive furono successivamente adottate dai romani, sebbene spesso integrate con una comprensione più raffinata dei delfini, come notato da Plinio il Vecchio nella sua Storia Naturale. Le rappresentazioni artistiche di questo periodo e di epoche successive raffiguravano spesso delfini con una testa pronunciatamente arcuata, caratteristica delle focene, e un muso allungato. La focena si dimostrò particolarmente accessibile ai primi cetologi, data la sua propensione ad abitare le acque costiere europee poco profonde, rendendola facilmente osservabile dalla terra. Di conseguenza, molte scoperte fondamentali relative ai cetacei nel loro insieme furono inizialmente fatte attraverso lo studio delle focene. John Ray fornì una delle prime descrizioni anatomiche delle vie aeree di una focena nel 1671, ma il suo lavoro classificava ancora la focena come un pesce.
Il tubo della testa, attraverso il quale questo tipo di pesci respira ed espelle l'acqua, è situato anteriormente al cervello e termina esternamente con una singolare apertura; internamente, però, è suddiviso da un setto osseo discendente, simile a due narici; tuttavia, sotto di esso, si riapre nella cavità orale, creando un vuoto.
Nella decima edizione del Systema Naturae (1758), il biologo e tassonomista svedese Carlo Linneo dichiarò categoricamente che i cetacei sono mammiferi anziché pesci. Questo fondamentale sistema di nomenclatura binomiale ha successivamente gettato le basi per la classificazione contemporanea delle balene.
Cultura
Le prove della raffigurazione di cetacei risalgono all'età della pietra e si trovano in petroglifi come quelli di Roddoy e Reppa in Norvegia e nei petroglifi di Bangudae in Corea del Sud. Le ossa di balena svolgevano diverse funzioni utilitaristiche. Ad esempio, nell'insediamento neolitico di Skara Brae nelle Orcadi, le vertebre di balena venivano modellate in pentole. Gli scritti di Omero rappresentano la prima menzione conosciuta delle balene nell'antica Grecia, dove veniva usato il termine "Ketos", che successivamente diede origine all'equivalente romano, "Cetus". In particolare, nei testi biblici, il leviatano è ritratto come un formidabile mostro marino, con la narrazione del profeta Giona che racconta di essere stato inghiottito da una balena durante la sua fuga da Ninive. Nei resoconti storici i delfini vengono menzionati molto più frequentemente delle balene. Aristotele esplorò gli animali sacri dei Greci nella sua opera Historia Animalium. I greci veneravano il delfino come il “re degli animali acquatici”, anche se erroneamente lo classificavano come pesci. I delfini hanno un posto di rilievo nella mitologia greca. La loro intelligenza percepita ha portato a storie di loro che salvavano numerosi individui dall'annegamento. Si credeva che i delfini possedessero un'affinità per la musica, forse attribuita alle loro vocalizzazioni, e le leggende raccontano il salvataggio di famosi musicisti, tra cui Arione di Lesbo da Methymna. Associati al dominio di Poseidone, ai delfini viene attribuito il merito di guidarlo verso la sua consorte, Anfitrite. Inoltre, i delfini sono collegati ad altre divinità, tra cui Apollo, Dioniso e Afrodite. I greci onoravano sia le balene che i delfini dedicando loro delle costellazioni. La costellazione del Balena (latino per Balena, derivato da Ketos) è situata a sud del Delfino (latino per Delfino, derivato da Delfi), che si trova a nord dello zodiaco. Le rappresentazioni dei delfini erano comuni nell'arte antica, in particolare tra i minoici cretesi. Un motivo particolarmente diffuso raffigura figure come Arione o Taras che cavalcano delfini. Nell'arte paleocristiana, il delfino emerse come motivo popolare, simboleggiando occasionalmente Cristo.
Dal Medioevo al XIX secolo
San Brandano documentò l'incontro con una balena nel suo racconto di viaggio, Navigatio Sancti Brendani, tra il 565 e il 573 d.C. Prima dell'inizio dell'era della caccia alle balene nel XVII secolo, la maggior parte dei resoconti medievali di grandi balene riguardavano principalmente esemplari spiaggiati. Raymond Gilmore registrò diciassette capodogli nell'estuario dell'Elba tra il 1723 e il 1959, insieme a trentuno animali osservati sulla costa britannica nel 1784. Una balenottera azzurra si arenò al largo della costa di Ostenda nel 1827. Le balene servivano come mostre nei musei e nelle mostre itineranti. I balenieri attivi dal XVII al XIX secolo raffiguravano spesso balene nelle loro opere d'arte e raccontavano resoconti della loro professione. Nonostante riconoscessero le balene come giganti benigni, questi individui spesso descrivevano scontri con esemplari arpionati. Tali narrazioni comprendevano descrizioni di vari mostri marini, tra cui balene colossali, squali, serpenti marini, calamari giganti e polpi. Il capitano William Scoresby della Gran Bretagna fu tra i pionieri dei balenieri a documentare le sue esperienze durante le spedizioni di caccia alle balene, pubblicando Northern Whale Fishery, che descriveva dettagliatamente l'inseguimento dei misticeti settentrionali. Contributi successivi includevano Alcune osservazioni sulla storia naturale del capodoglio di Thomas Beale nel 1835, scritto da un chirurgo britannico, e Il racconto di una caccia alle balene di Frederick Debell Bennett nel 1840. Le balene hanno avuto un posto di rilievo anche nella letteratura narrativa e nelle rappresentazioni artistiche, in particolare nel romanzo di Herman Melville Moby Dick e in Twenty di Jules Verne. Mille leghe sotto i mari.
I fanoni servivano come materiale per la lavorazione di componenti di navi, esemplificato dal fondo di un secchio conservato nel Museo Nazionale Scozzese. I norvegesi modellavano piatti decorati con i fanoni. Nelle culture Punuk e Thule dell'Artico canadese (costa orientale) dal 1000 al 1600 d.C., i fanoni venivano utilizzati nella costruzione di case, in particolare come supporti per i tetti delle abitazioni invernali, in sostituzione del legno.
Prospettive culturali contemporanee
Durante il XX secolo, la percezione pubblica dei cetacei ha subito una trasformazione significativa. Questi animali si sono evoluti nell'immaginario collettivo da figure mostruose a oggetti di fascino, in particolare quando l'indagine scientifica ha svelato la loro intelligenza e la loro natura pacifica. La pratica della caccia è stata successivamente soppiantata dal turismo delle balene e dei delfini. Questo cambiamento nella percezione è evidente in varie opere cinematografiche e letterarie. Ad esempio, il personaggio centrale della serie Flipper era un delfino tursiope. Ulteriori esempi includono la serie televisiva SeaQuest DSV (1993–1996), i film Free Willy e Star Trek IV: Viaggio verso la Terra e la serie di libri di Douglas Adams Guida galattica per gli autostoppisti.
La ricerca sulle vocalizzazioni delle balene ha portato anche alla produzione dell'album acclamato, Songs of the Humpback Balena.
Gestione dei prigionieri
Dal 19° secolo, i cetacei, tra cui balene e delfini, vengono tenuti in cattività per scopi educativi, di ricerca e di intrattenimento.
Balene Beluga
Le balene beluga rappresentano le prime specie di cetacei tenute in cattività. Altre specie sono state ritenute inadatte a causa della loro rarità, timidezza o dimensioni notevoli. Il primo beluga in cattività fu esposto al Barnum's Museum di New York City nel 1861. Per gran parte del XX secolo, il Canada fu la fonte primaria di questi animali. I campioni furono inizialmente estratti dall'estuario del fiume San Lorenzo fino alla fine degli anni '60, successivamente provenienti principalmente dall'estuario del fiume Churchill fino a quando le catture furono proibite nel 1992. La Russia successivamente emerse come il principale fornitore. I beluga vengono catturati nel delta dell'Amur Darya e lungo la costa orientale della Russia, quindi trasportati a livello nazionale negli acquari o delfinari di Mosca, San Pietroburgo e Sochi, o esportati a livello internazionale in nazioni come il Canada. Questi animali non sono stati addomesticati.
Nel 2006, la popolazione beluga in cattività comprendeva 30 individui in Canada e 28 negli Stati Uniti. Era stato documentato un totale di 42 morti in cattività. Secondo quanto riferito, un singolo esemplare di beluga può costare fino a 100.000 dollari (64.160 sterline). Il fascino del beluga deriva dalla sua colorazione distintiva e dalla sua capacità di esprimere espressioni facciali evidenti. Questa capacità espressiva è attribuita alle vertebre cervicali non fuse del beluga, che consentono uno spettro più ampio di espressione apparente rispetto ai "sorrisi" tipicamente fissi osservati nella maggior parte degli altri cetacei.
Balene Orca
L'intelligenza, la capacità di addestramento, le sorprendenti caratteristiche visive, il comportamento giocoso in cattività e le notevoli dimensioni delle orche le hanno rese collettivamente considerate reperti di spicco negli acquari e nei parchi a tema acquatici. Tra il 1976 e il 1997, un totale di cinquantacinque orche furono catturate in natura in Islanda, diciannove in Giappone e tre in Argentina. Queste statistiche non comprendono gli individui che sono morti durante il processo di cattura. Le catture dal vivo hanno subito un sostanziale calo nel corso degli anni '90, con il risultato che circa il 40% delle quarantotto orche esibite a livello globale entro il 1999 erano nate in cattività.
Gruppi di difesa, tra cui World Animal Protection e Whale and Dolphin Conservation, conducono attivamente una campagna contro la pratica di mantenere questi animali in cattività.
Gli individui in cattività presentano frequentemente varie patologie, in particolare il collasso della pinna dorsale, che colpisce il 60-90% dei maschi in cattività. La loro aspettativa di vita è significativamente ridotta, con una vita media che si estende solo fino ai 20 anni, sebbene alcuni individui, come Corky II e Lolita, abbiano raggiunto la metà dei 45 anni, e molti altri abbiano superato i 30 anni. Al contrario, le femmine selvatiche che sopravvivono all'infanzia vivono tipicamente in media 46 anni, raggiungendo potenzialmente i 70-80 anni, mentre i maschi selvatici sopravvivono all'infanzia in media 31 anni e possono raggiungere i 50-60 anni.
L'ambiente in cattività tipicamente differisce in modo significativo dagli habitat naturali, e le strutture sociali delle balene in cattività differiscono notevolmente da quelle osservate in natura. I critici sostengono che queste condizioni, insieme alla necessità di eseguire comportamenti innaturali per divertimento, inducono uno stress considerevole nelle orche in cattività. Le orche selvatiche possono percorrere fino a 160 chilometri (100 miglia) al giorno, portando i critici a sostenere che le loro dimensioni sostanziali e la complessità cognitiva le rendono inadatte al confinamento. I casi di aggressione tra le orche in cattività, diretti verso se stessi, i loro compagni di vasca o gli addestratori umani, sono attribuiti dai critici allo stress. Sebbene le orche siano rinomate per i loro spettacoli, la loro popolazione in cattività è relativamente piccola rispetto ai delfini tursiopi, con solo quarantaquattro individui segnalati negli acquari nel 2012.
I requisiti delle vasche variano in base al paese; ad esempio, negli Stati Uniti, le dimensioni minime dei recinti sono stabilite dal Code of Federal Regolamento, 9 CFR E § 3.104, all'interno delle Specifiche per la manipolazione, la cura, il trattamento e il trasporto umanitario dei mammiferi marini.
Tra le orche in cattività si osserva frequentemente un comportamento aggressivo, che si manifesta con attacchi sia ai conspecifici che agli addestratori. Nel 2013, il film documentario Blackfish ha esaminato criticamente le pratiche di SeaWorld riguardo alle orche in cattività, concentrandosi sulla storia di Tilikum, un'orca del SeaWorld Orlando implicata in tre vittime umane. Questo film ha stimolato proposte legislative per vietare la cattività dei cetacei e ha influenzato l'annuncio di SeaWorld del 2016 di interrompere il programma di allevamento delle orche.
Altre specie
Oltre alle orche, diverse specie di delfini e focene vengono mantenute in ambienti in cattività. I delfini tursiopi rappresentano la specie in cattività più diffusa a causa della loro relativa facilità di addestramento, della lunga durata di vita in cattività e del comportamento percepito come amabile. Sebbene i delfini tursiopi siano distribuiti in tutto il mondo in cattività, i dati precisi sulla popolazione rimangono sfuggenti. Altre specie tenute in cattività, anche se in numero significativamente più piccolo, includono delfini maculati, false orche assassine, delfini comuni, delfini di Commerson e delfini dai denti ruvidi. Inoltre, meno di dieci individui di globicefali, delfini del Rio delle Amazzoni, delfini di Risso, stenelle o tucuxi sono attualmente in cattività. In particolare, il Sea Life Park alle Hawaii ospita due delfini ibridi unici e rari, chiamati lupi, risultanti da un incrocio tra un delfino tursiope e una falsa orca assassina. Inoltre, due individui ibridi comuni/tursiopi sono ospitati a Discovery Cove e SeaWorld San Diego.
Durante gli anni '60 e '70, ripetuti tentativi di tenere i narvali in cattività portarono alla loro scomparsa in pochi mesi. Una coppia riproduttiva di balene franche pigmee è stata temporaneamente tenuta in un recinto di rete prima del loro rilascio definitivo in Sud Africa. Nel 1971, SeaWorld catturò un cucciolo di balena grigia della California, successivamente chiamato Gigi, dalla Laguna di Scammon in Messico, separandola dalla madre tramite un lazo attaccato ai suoi trematodi. Gigi è stata esposta al SeaWorld San Diego per un anno prima di essere rilasciata con un radiofaro apposto sulla schiena; tuttavia, il monitoraggio dei contatti è cessato dopo tre settimane. Gigi detiene il primato di essere la prima balenottera tenuta in cattività. Un altro cucciolo di balena grigia, JJ, un individuo orfano che si è spiaggiato nell'aprile 1997, è stato trasportato al SeaWorld San Diego. Questo vitello da 680 chilogrammi (1.500 libbre) è diventato una mostra popolare e ha dimostrato un comportamento normale nonostante la separazione materna. Un anno dopo, la balena, che allora pesava 8.164,7 chilogrammi (18.000 libbre), fu ritenuta troppo grande per continuare la prigionia, nonostante fosse più piccola della media, e fu rilasciata il 1° aprile 1998. Il delfino del Rio delle Amazzoni ospitato nell'Acuario de Valencia rappresenta l'unico delfino di fiume addestrato in cattività.
Riferimenti
- Cetacei su Wikibooks
- "Cetacea" . Enciclopedia Britannica. vol. 5 (undicesima edizione). 1911."Cetcei". Enciclopedia della Terra."Notizie su delfini e balene." Science Daily.Futuyma, Douglas J. (1998). "Cetacea Evolution." Archiviato dall'originale il 29-05-2008. Estratto il 23-03-2007.Fonte: Archivio TORIma Accademia