Le raganelle che “sentono” con la bocca

Ascoltare senza orecchie: risolto il mistero dei piccolissimi anfibi delle Seychelles

[3 settembre 2013]

Le raganelle di Gardiner (Sooglossus gardineri), che vivono solo nelle isole Seychelles, sono uno dei più piccoli anfibi del mondo e non possiedono un orecchio medio con un timpano, ma possono comunque gracidare e sentire la risposta delle altre raganelle. Un team internazionale di scienziati ha cercato di risolvere il mistero di come questa piccola rana “sorda” possa sentire e, utilizzando i raggi X,  sono riusciti a capire che queste piccole rane sentono con la bocca e che utilizzano i loro tessuti per trasmettere il suono fino all’orecchio interno.

Nella ricerca How minute sooglossid frogs hear without a middle ear, pubblicata su Pnas, gli scienziati francesi e delle Seychelles spiegano che «Il modo in cui si sente il suono è comune a molti lignaggi di animali ed è apparso durante il Triassico (200-250.000.000 di anni fa). Anche se da allora i sistemi uditivi degli animali a quattro zampe hanno subito molti cambiamenti, dal momento che hanno in comune l’orecchio medio con timpano e ossicini è emerso in modo indipendente nei principali lignaggi. D’altra parte, alcuni particolari animali, soprattutto le rane, non possiedono un orecchio esterno come gli esseri umani, ma un orecchio medio con un timpano situato direttamente sulla superficie della testa».  I ricercatori si sono chiesti: «E’ possibile rilevare il suono nel cervello senza un orecchio medio? La risposta è no perché 99,9% di un’onda sonora raggiungendo un animale viene riflessa sulla superficie della sua pelle».

Ma Renaud Boistel, dell’Università di Poitiers e del Cnrs francese, sottolinea una stranezza: «Tuttavia, sappiamo di specie di rane che gracidano come le altre rane, ma non hanno un orecchio  medio timpanico per ascoltare le altre. Questa sembra essere una contraddizione. Questi piccoli animali, conosciute come le raganelle di Gardiner, hanno vissuto isolati nella foresta pluviale delle Seychelles per 47 – 65 milioni di anni, da quando queste isole si staccarono dal continente principale. Se possono sentire, il loro sistema uditivo deve essere un relitto  di forme di vita sull’antico supercontinente Gondwana».

Per stabilire se queste minuscole rane utilizzano davvero il suono per comunicare tra loro, gli scienziati hanno messo altoparlanti nel loro habitat naturale ed hanno trasmesso richiami preregistrati ai quali hanno risposto i maschi presenti nella foresta pluviale, dimostrando che erano in grado di sentire il suono dagli altoparlanti.

Il passo successivo è stato quello di identificare il meccanismo attraverso il quale queste rane apparentemente sorde sono in grado di sentire il suono. Sono stati proposti vari meccanismi: un percorso extra-timpanico attraverso i polmoni, i muscoli che nelle raganelle collegano il cingolo pettorale alla regione dell’orecchio interno, o la conduzione ossea. Ma Peter Cloetens, dell’European Synchrotron Radiation Facility (Esrf) di Grenoble spiega che «Con tecniche di imaging a raggi X qui presso l’Esrf, abbiamo potuto stabilire che né il sistema polmonare, né i muscoli di queste rane contribuiscono in modo significativo alla trasmissione del suono all’orecchio interno. Poiché questi animali sono piccoli, solo un centimetro, avevamo bisogno di immagini a raggi X del tessuto molle e delle parti ossee con risoluzione micrometrica per determinare quali parti del corpo contribuiscono alla propagazione del suono».

Simulazioni numeriche hanno contribuito a studiare la terza ipotesi: che il suono venga ricevuto attraverso la testa della rana e «Queste simulazioni hanno confermato che la bocca agisce come un risuonatore, o amplificatore, per le frequenze emesse da questa specie. Il Synchrotron X-ray imaging co su specie differenti ha dimostrato che la trasmissione del suono dal cavo orale all’orecchio interno è stata ottimizzata da due adattamenti evolutivi: un ridotto spessore del tessuto tra la bocca e l’orecchio interno e un numero minore di strati di tessuto tra la bocca e l’orecchio interno».

Boistel conclude: «La combinazione della cavità della bocca e la conduzione ossea permette alle raganelle di Gardiner di percepire i suoni in modo efficace senza l’utilizzo dell’orecchio medio timpanico».