Il guscio delle uova degli uccelli è la “crema solare” della natura

[30 luglio 2014]

Lo studio “First light for avian embryos: eggshell thickness and pigmentation mediate variation in development and UV exposure in wild bird eggs”, pubblicato su Functional Ecology da un team di ricercatori britannici, australiani, cechi e statunitensi, parte da un fatto noto per arrivare ad una conclusione sorprendente.

Si sa che  lo sviluppo dell’embrione negli uccelli è influenzato sia la quantità che dalla lunghezza d’onda della luce che passa attraverso il guscio dell’uovo. Infatti, gli allevatori di pollame utilizzano lunghezze d’onda specifiche della luce per accelerare la crescita embrionale,  me gli effetti della trasmissione della luce e sullo sviluppo embrionale nei  gusci d’uovo degli uccelli selvatici, che presentano colorazioni molto variabili, restava in gran parte  ignoti.

Lo studio fornisce la prima analisi filogenetica comparativa della trasmissione della luce attraverso i usci di uova di 74 specie di uccelli nidificanti in Gran Breagna, in relazione allo spessore del guscio d’uovo, alla permeabilità, alla concentrazione di pigmento ed allo  spettro di riflettenza (colore). Per esaminare come i diversi gusci d’uovo controllano la quantità di luce che lasciano trapelare, il team ha analizzato con uno spettrofotometro le uova conservate nel museo di storia naturale britannico di Tring, nell’Hertfordshire, poi per misurarne la resistenza e lo spessore del guscio ed estrarne il pigmento  le uova sono state tagliate a metà. Il colore bluastro che compare su molte uova è causato da un pigmento chiamato biliverdin, mentre le macchie scure sono prodotte da un altro pigmento: la protoporfirina.

I ricercatori spiegano che «La percentuale di luce trasmessa attraverso il guscio è stata misurata nell’intervallo spettrale 250-700 nm. Le nostre analisi quantitative confermano i rapporti aneddotici che gusci d’uovo filtrano la luce esterna dal guscio colorato. In particolare, abbiamo rilevato un rapporto positivo tra la riflettanza (‘luminosità’) della superficie del guscio d’uovo e la percentuale di luce trasmessa attraverso il guscio, e questa relazione era più forte alle lunghezze d’onda nella regione blu-verde dello spettro visibile dall’uomo ( c . 435 nm )».  Lo studio dimostrerebbe che attraverso gusci d’uovo spessi con maggiori concentrazioni totali di pigmento passa meno luce. Invece, la permeabilità, misurata come conduttanza del vapore acqueo, non ha una significativa covarianza con la trasmissione della luce. Le uova delle specie che nidificano in nidi chiusi lasciano passare più luce attraverso i gusci, rispetto a quelli che depongono le uova in nidi aperti.

Il team di ricercatori pensa che «Una maggiore trasmissione della luce sia necessaria per aiutare lo sviluppo embrionale in condizioni di scarsa esposizione alla luce. È importante sottolineare che questo risultato fornisce una spiegazione ecologica per l’evoluzione ripetuta di gusci d’uovo immacolati,  bianchi o di colore chiaro nelle specie nidificanti negli spazi chiusi».

Ma la scoperta più sorprendente è la conferma di un’altra ipotesi: quella ella radiazione solare. Cioè del fatto che  «Le degli uccelli con un maggior periodo di incubazione, lasciano passare attraverso il guscio significativamente meno luce ultravioletta (UV) potenzialmente dannosa. In sintesi, abbiamo dimostrato una suite di proprietà dei gusci dell’avifauna, inclusa la struttura e la pigmentazione del guscio d’uovo, che sono coerenti con una pressione evolutiva, sia per valorizzare che per tutelare lo sviluppo embrionale».

Uno dei principali autori della ricerca, Steven Portugal, che lavora allo Structure and Motion Lab del Royal Veterinary College dell’università di Londra, ha spiegato a Bbc Nature che «Gli embrioni per svilupparsi hanno bisogno dell’esposizione ai raggi UV: troppo poco e non si sviluppano abbastanza… troppa provoca danni. Gli uccelli i cui nidi sono esposti al sole e gli uccelli che hanno periodi di incubazione troppo lunghi, hanno uova con più pigmento e che permettono a meno luce di passare attraverso il guscio, per evitare danni da UV agli embrioni». Lo studio suggerisce però che lo spessore e la concentrazione di pigmento nei gusci d’uovo cambino a seconda dell’ambiente nel quale fa il nido una stessa specie.

I risultati dello studio possono far luce sulle variazioni di colore presenti nelle uova degli uccelli selvatici. Portugal evidenzia che «Nel Regno Unito si possono trovare  specie come occhioni, beccacce, stercorari artici e succiacapre che nidificano all’aperto sul terreno, in sostanza, esposti agli elementi, tra cui il sole ed ai raggi». Secondo la nuova ricerca, le uova di queste specie hanno più pigmento che le aiuta a controllare la quantità di luce che penetra attraverso il guscio e raggiunge l’embrione. Mente specie che nidificano uin buchi, cunicoli e cavità , come upupe, civette e picchi, presentano uva “bianche” che, dice Portugal, «Consentono una maggiore trasmissione della luce attraverso il guscio, per sostenere lo sviluppo embrionale in condizioni di bassa esposizione alla luce».

Studi precedenti avevano già dimostrato una serie di adattamenti nelle uova dei volatili, compresa la presenza di macchie scure (o maculatura) in molte uova per mimetizzarsi e di pigmenti in grado di combattere le infezioni per proteggere gli embrioni. Portugal conclude: «I gusci delle uova sono strutture complesse e molto più sofisticate di quanto la gente pensi o creda»