La migrazione delle tartarughe marine denota gli estesi movimenti intrapresi dalle tartarughe marine (superfamiglia Chelonioidea), che comprendono sia il viaggio degli adulti verso le spiagge di riproduzione sia la dispersione al largo dei piccoli. I piccoli di tartaruga marina appena emersi navigano dai nidi sotterranei attraverso la spiaggia fino all'oceano, procedendo successivamente in mare aperto. Le considerevoli distanze che spesso separano i luoghi di foraggiamento e di nidificazione delle tartarughe marine adulte rendono necessarie migrazioni che si estendono per centinaia o addirittura migliaia di chilometri per alcuni individui.
La migrazione delle tartarughe marine è il movimento a lunga distanza delle tartarughe marine (superfamiglia Chelonioidea), che comprende il nuoto degli adulti verso le spiagge di riproduzione e anche la migrazione al largo delle uova appena nate. I nati delle tartarughe marine emergono dai nidi sotterranei e strisciano attraverso la spiaggia verso il mare. Quindi si dirigono al largo verso il mare aperto. I siti di alimentazione e nidificazione delle tartarughe marine adulte possono essere distanti, richiedendo ad alcune di migrare per centinaia o addirittura migliaia di chilometri.
Sono stati documentati diversi modelli di migrazione delle tartarughe marine adulte. Ad esempio, alcune tartarughe marine verdi fanno la spola tra i luoghi di nidificazione e le zone di alimentazione costiere, mentre le tartarughe marine caretta utilizzano più luoghi di foraggiamento. Specie come le tartarughe marine liuto e oliva ridley non si limitano a un'unica area di foraggiamento costiera, ma sfruttano invece vari siti nell'oceano aperto. Nonostante i liuto sembrino procurarsi il cibo in modo opportunistico, andando alla deriva passivamente con le correnti oceaniche, ritornano costantemente nei luoghi di riproduzione designati. La notevole capacità delle tartarughe marine adulte di navigare verso destinazioni precise ha stimolato l’indagine scientifica sui meccanismi di navigazione sottostanti. Le ipotesi includono il potenziale utilizzo del campo magnetico terrestre per l'orientamento posizionale, una capacità comprovata nelle giovani tartarughe marine verdi.
Dimensioni fisiologiche e comportamentali della migrazione
Le tartarughe marine intraprendono migrazioni annuali che si estendono per 10.000 miglia o più, attraversando luoghi di riproduzione, foraggiamento e svernamento. Dopo l'emersione dai nidi, i piccoli migrano verso le acque oceaniche aperte. Sia le tartarughe marine giovani che quelle adulte mostrano modelli migratori stagionali, influenzati principalmente dalle variazioni termiche e dalla ricerca di abbondanti risorse alimentari. Durante la primavera e l'estate, questi rettili si spostano generalmente verso nord per accedere ad ambienti acquatici più ricchi di sostanze nutritive, mentre in autunno e inverno intraprendono una migrazione verso sud.
In quanto rettili ectotermi non aviari, le tartarughe marine sono significativamente influenzate dalla temperatura ambiente, che ha un profondo impatto sui loro processi metabolici e fisiologici. Gli studi indicano che durante i periodi migratori, le tartarughe marine mostrano livelli di attività elevati e un aumento del consumo di ossigeno (VO2) rispetto agli stati di riposo. Inoltre, la dimensione della tartaruga è correlata al metabolismo aerobico; ricerche precedenti hanno dimostrato una relazione diretta tra l’aumento delle dimensioni corporee e l’aumento della capacità aerobica. Questa maggiore capacità aerobica è vantaggiosa per i viaggi prolungati a lunga distanza. I ricercatori hanno ipotizzato che le migrazioni delle tartarughe marine contribuiscono alla termoregolazione, aumentando così la loro attività aerobica complessiva.
Le strategie di navigazione impiegate durante la migrazione delle tartarughe marine contribuiscono a migliorare la forma fisica generale della specie. Questi segnali consentono alle tartarughe di accedere ad acque più profonde, che offrono sia una maggiore disponibilità di cibo che un ridotto rischio di predazione. Per le popolazioni di tartarughe marine in via di estinzione, individuare aree con una ridotta pressione predatoria è fondamentale per massimizzare la forma fisica complessiva e la persistenza delle specie. È stato ipotizzato che il ritorno delle femmine delle tartarughe marine alle spiagge natali per la deposizione delle uova possa rafforzare la loro resistenza alle malattie parassitarie, un meccanismo che migliorerebbe la forma fisica sia della tartaruga adulta che della sua progenie.
Dispersione dei cuccioli
La rapida fuga dei piccoli dalle spiagge e dalle zone costiere poco profonde è fondamentale per ridurre al minimo la loro esposizione ai predatori, che spesso li prendono di mira in questi ambienti vulnerabili. Di conseguenza, i piccoli delle tartarughe marine mostrano un’innata spinta comportamentale a spostarsi al largo. La fase iniziale di questa migrazione, denominata "periodo di frenesia", è caratterizzata da un nuoto quasi continuo per le prime 24-36 ore dopo l'emergenza.
Meccanismi di orientamento e navigazione
La ricerca sui cuccioli di caretta caretta e di liuto indica che la luce lunare riflessa dalla superficie dell'oceano funge da segnale visivo cruciale, guidando il loro movimento dalla spiaggia al mare. Tuttavia, questo meccanismo di navigazione può essere compromesso dall'illuminazione artificiale nei siti di nidificazione, che può far sì che i piccoli si orientino verso queste luci invece che verso le acque al largo illuminate dalla luna. Di conseguenza, la dipendenza dalla luce lunare come segnale di navigazione da parte dei piccoli di tartaruga può essere classificata come una "trappola evolutiva". Le tartarughe caretta e verdi possiedono la capacità di rilevare il movimento orbitale delle onde, utilizzando queste informazioni per nuotare perpendicolarmente alle creste delle onde. Questo comportamento facilita il movimento offshore, poiché le creste delle onde vicino alla riva si allineano tipicamente parallelamente alla costa. Negli ambienti offshore più distanti, il campo magnetico terrestre viene utilizzato per sostenere una traiettoria offshore, guidandoli verso l'oceano aperto.
Un meccanismo di bussola si riferisce alla capacità di navigare in una direzione specifica senza fare affidamento su punti di riferimento esterni; quando i segnali magnetici lo facilitano, viene chiamata "bussola magnetica". Le tartarughe marine caretta caretta si sviluppano all'interno del vortice del Nord Atlantico e la loro presenza continua in questo sistema attuale è cruciale a causa delle temperature favorevoli dell'acqua. La ricerca indica che le tartarughe utilizzano il campo magnetico terrestre per rimanere all'interno del vortice. Ad esempio, quando esposte ai campi magnetici tipici della periferia del vortice, queste tartarughe si orientavano in modo tale da mantenere la loro posizione all'interno del vortice. Queste risposte alla navigazione sono considerate innate, non apprese, dato che i piccoli testati sono stati catturati prima di entrare nell’oceano. Al contrario, le tartarughe adulte potrebbero acquisire la conoscenza delle caratteristiche del campo magnetico, utilizzando queste informazioni per una navigazione appresa piuttosto che istintiva.
Modelli migratori post-schiusa
Le tartarughe marine giovani, comprese le tartarughe marine verdi e le caretta caretta, abitano spesso le zone di alimentazione costiere. I movimenti delle tartarughe marine adulte possono essere classificati in tre modelli distinti. Le tartarughe liuto e olive ridley mostrano comportamenti di vagabondaggio estesi e imprevedibili prima di convergere in particolari luoghi di riproduzione. I dati di telemetria satellitare per i liuto hanno rivelato una propensione a rimanere nelle regioni oceaniche ricche di risorse alimentari durante i loro viaggi migratori. Le tartarughe marine Ridley, Caretta caretta e Dorso piatto di Kemp intraprendono migrazioni tra i loro terreni di riproduzione e una sequenza di habitat costieri di foraggiamento. Le tartarughe marine verdi ed embricate, al contrario, si spostano tra siti di foraggiamento e nidificazione stabiliti. Entrambe le specie di tartarughe marine Ridley partecipano a eventi di nidificazione di massa, noti come arribadas. Si ipotizza che questo comportamento sia un adattamento anti-predatore, che travolge i predatori con un'abbondanza di uova. Una caratteristica costante delle migrazioni delle tartarughe marine è la loro notevole capacità di ritornare ogni anno a precisi siti di nidificazione attraverso immense distanze oceaniche. Questo fenomeno, chiamato filopatria natale, prevede il ritorno alla spiaggia natale per la nidificazione, un comportamento confermato nelle tartarughe verdi attraverso l'analisi del DNA mitocondriale.
La migrazione altamente precisa delle tartarughe marine adulte attraverso ambienti oceanici vasti, indifferenziati e dinamici richiede più di un semplice meccanismo di bussola, un punto evidenziato da Darwin nel 1873: "Anche se concediamo agli animali il senso dei punti cardinali... come possiamo spiegare il fatto che [le tartarughe marine verdi] trovino la loro strada verso quel granello di terra nel mezzo del grande Oceano Atlantico" (riferendosi alla migrazione delle tartarughe marine verdi dalla costa brasiliana all'isola di Ascensione, un'isola 2200 km di viaggio verso un'isola di soli 20 km di diametro). Un errore di navigazione di pochi gradi nella direzione potrebbe far sì che una tartaruga manchi l’isola di quasi 100 km, e si ritiene che i meccanismi della bussola animale non possiedano una precisione così estrema. Inoltre, un meccanismo di bussola da solo non può compensare lo spostamento causato dalle correnti oceaniche, poiché non ha la capacità di fissare la posizione.
I ricercatori hanno proposto che le tartarughe marine utilizzino caratteristiche specifiche del campo magnetico terrestre per accertare la loro posizione geografica, consentendo loro così di correggere lo spostamento indotto dalle correnti oceaniche o dalla manipolazione sperimentale.
Navigazione con tartarughe marine verdi
La migrazione post-nidificazione delle femmine adulte di tartarughe marine verdi dall'isola di Ascensione al Brasile è stata documentata tramite trasmettitori satellitari, nell'ambito di uno studio di navigazione. Oltre ai trasmettitori, alcune tartarughe erano dotate di magneti, che si ipotizza interferissero con la loro capacità di utilizzare il campo magnetico terrestre per la navigazione. Non è stata osservata alcuna differenza evidente nelle prestazioni migratorie tra le tartarughe dotate di magneti e quelle senza magneti, sebbene il disegno sperimentale abbia dovuto affrontare critiche. Prove sostanziali indicano che le tartarughe verdi rispondono ai segnali magnetici. Ad esempio, le tartarughe verdi giovani sottoposte a campi magnetici caratteristici delle posizioni a nord e a sud di un sito di cattura (quindi spostate geomagneticamente ma non geograficamente) si sono orientate in una direzione che le avrebbe riportate al sito di cattura originale, il che implica la loro capacità di ricavare informazioni sulla posizione dal campo magnetico terrestre. Allo stesso modo le tartarughe adulte utilizzano segnali magnetici. Mentre i segnali geomagnetici probabilmente facilitano la navigazione a lunga distanza, si ipotizza che le tartarughe utilizzino segnali olfattivi portati dal vento provenienti dalla loro destinazione per localizzare con precisione il loro bersaglio quando sono più vicini. Le tartarughe verdi giovani sono in grado di orientarsi utilizzando una "bussola solare". Ciò significa che possono utilizzare le informazioni direzionali derivate dal sole per stabilire le loro rotte migratorie.
Strategie di navigazione
I precisi meccanismi di navigazione utilizzati dalle tartarughe durante le migrazioni rimangono in gran parte sconosciuti. Le ipotesi attuali propongono l'uso di segnali astronomici e del campo magnetico terrestre. Le prove suggeriscono che le tartarughe marine utilizzano una bussola di navigazione, che potenzialmente coinvolge la mappatura delle bicoordinate o l’imprinting geomagnetico, per i lunghi viaggi migratori. Queste strategie di navigazione contribuiscono a migliorare i benefici per la forma fisica delle tartarughe marine, consentendo loro di accedere ad acque più profonde che offrono una maggiore disponibilità di cibo e un ridotto rischio di predazione. Per le popolazioni di tartarughe marine in via di estinzione, individuare aree con una diminuzione della predazione è fondamentale per massimizzare la forma fisica generale e garantire la sopravvivenza delle specie.
L'ipotesi che postula spunti astronomici per la navigazione manca di un sostanziale supporto scientifico. Tali segnali comprenderebbero la luce emessa dal Sole, dalla Luna e dalle stelle. Se le tartarughe marine si affidassero a segnali astronomici, le loro capacità di navigazione sarebbero compromesse in ambienti in cui l’attenuazione della luce è scarsa, come nelle giornate nuvolose o quando la visibilità lunare è ostacolata. La Luna è considerata un segnale astronomico inaffidabile a causa del suo ciclo sinodico di 28 giorni, che include periodi di invisibilità. Di conseguenza, l'ipotesi astronomica viene ampiamente scartata, portando a considerare i campi magnetici terrestri come lo strumento di navigazione principale per le migrazioni delle tartarughe marine a lunga distanza.
Il campo magnetico terrestre funge da aiuto migratorio per una vasta gamma di specie, tra cui batteri, molluschi, artropodi, mammiferi, uccelli, rettili e anfibi. Per comprendere i campi magnetici della Terra, il pianeta può essere concettualizzato come un colossale magnete. Analogamente a un magnete convenzionale, la Terra possiede poli magnetici nord e sud distinti. Il polo nord geomagnetico è situato vicino al polo nord geografico della Terra e, analogamente, il polo sud geomagnetico si trova vicino al polo sud geografico della Terra. Le linee del campo magnetico partono da questi poli e si estendono attorno al pianeta finché non convergono al polo opposto.
L'ipotesi del campo magnetico comprende tre concetti principali: induzione elettromagnetica, reazioni chimiche dipendenti dal campo magnetico e ruolo della magnetite. Per quanto riguarda l'induzione elettromagnetica, si ipotizza che le tartarughe marine possiedano elettrorecettori. Sebbene gli elettrorecettori siano stati identificati in altre specie come razze e squali, la loro presenza nelle tartarughe marine rimane non confermata, invalidando così questa ipotesi specifica per le tartarughe. Un secondo concetto, derivato dalla sperimentazione di Irwin, riguarda le reazioni chimiche osservate nei tritoni e negli uccelli, dove l'intensità del campo magnetico influenza questi processi chimici interni. Il terzo concetto riguarda i cristalli magnetici che si formano in risposta agli impulsi del campo magnetico terrestre. Questi cristalli magnetici a base di magnetite forniscono alle tartarughe informazioni direzionali, guidando le loro migrazioni. La magnetite influenza le cellule del sistema nervoso della tartaruga marina generando un segnale correlato alle forze, alla direzione e all'entità del campo magnetico. Se la magnetite fosse determinante nella migrazione, un'inversione dei poli magnetici della Terra al momento del dipolo altererebbe il segnale ricevuto dal sistema nervoso della tartaruga marina, cambiando di conseguenza la sua direzione migratoria. Indipendentemente da queste ipotesi, le tartarughe appena nate dimostrano un'innata capacità di accertare la direzione del loro nuoto e l'angolo di inclinazione utilizzando i campi magnetici.
Mappatura bicoordinate
La mappatura bicoordinate è stata proposta come metodo di navigazione per le tartarughe marine, integrando i segnali direzionali longitudinali. Questo metodo è definito come una mappa geomagnetica che dipende sia dall'intensità che dall'inclinazione del campo magnetico. Le variazioni nell’intensità o nell’inclinazione del campo magnetico terrestre possono interrompere il percorso migratorio di una tartaruga marina, sottolineando l’importanza delle coordinate geografiche nella navigazione in oceano aperto. La ricerca indica che le tartarughe marine, quando vengono trasferite in aree che condividono la stessa latitudine ma differiscono in longitudine, mantengono la loro direzione migratoria magnetica iniziale. Ciò suggerisce che le tartarughe marine possono ereditare una mappa bicoordinata che, sebbene non legata a specifici punti latitudinali o longitudinali, facilita il mantenimento di una direzione di viaggio coerente.
Imprinting geomagnetico
L'imprinting geomagnetico prevede l'uso dell'angolo di inclinazione e dell'intensità del campo per stabilire un'impronta magnetica corrispondente agli habitat natali delle tartarughe marine. Questo imprinting rappresenta un processo di apprendimento innato e specifico della specie, cruciale per riconoscere punti di riferimento e risorse ambientali significativi. L'imprinting geomagnetico facilita la navigazione delle tartarughe marine verso questi luoghi nelle fasi di vita successive. Questo meccanismo di navigazione non è esclusivo delle tartarughe marine; si osserva anche in altre specie, compresi pesci come il Salmo Salar (salmone dell'Atlantico) e vari uccelli migratori. Questo metodo di navigazione riveste un significato particolare per le tartarughe marine femmine, poiché le prove indicano il loro ritorno alle spiagge natali per la deposizione delle uova. L'intensità e l'inclinazione del campo geomagnetico dipendono dalla latitudine, fornendo indicazioni cruciali per la navigazione nord-sud delle tartarughe. Questa dipendenza consente alle tartarughe di seguire più facilmente le coste associate alle loro spiagge natali, guidandone infine il ritorno. Ricerche precedenti hanno indicato che il ritorno alle spiagge natali per la riproduzione conferisce vantaggi in termini di resistenza ai parassiti e prevenzione delle malattie, migliorando così la forma fisica generale delle tartarughe.
Riferimenti
- The Lohmann Lab - ricerca sulla navigazione in mare e sulle tartarughe