Perché i cefalopodi producono inchiostro? E di cosa è fatto l’inchiostro, comunque?

Diagramma che mostra la dissezione del calamaro settentrionale, Illex illecebrosus. Freccia nera mostra posizione sul sacco inchiostro. Modificato da Verrill 1880. Fotografia: Mark Carnall

Sarete sollevati di sapere che “inchiostro di seppia” utilizzato negli alimenti per la colorazione o come additivo, normalmente inchiostro di seppia, viene preparato direttamente dal sacco inchiostro e non include la parte di muco., Chimicamente, il muco non è stato caratterizzato, c’è molto che non sappiamo su di esso. Inchiostro da alcune specie è stato studiato, ma il contenuto è stato dimostrato di variare a seconda della tecnica di estrazione. Generalmente, l’inchiostro di cefalopodi include melanina, enzimi legati alla produzione di melanina, catecolamine, peptidoglicani, amminoacidi liberi e metalli (Derby 2014) . Inchiostro cefalopode e sacche di inchiostro sono stati elaborati per una varietà di applicazioni umane, tra cui anti-microbica, risposta immunitaria migliorando, anti-retrovirali e potenziali farmaci antitumorali, nonché inchiostro per la scrittura e la pittura., Il componente più studiato dell’inchiostro è la melanina. La melanina è un pigmento naturale che si trova in tutta la vita, è il pigmento della pelle umana, dei capelli e degli occhi e dà all’inchiostro il suo caratteristico colore nero o marrone scuro.

Perché inchiostro?

Dopo le osservazioni di Aristotele, gli studi in laboratorio e sul campo hanno ampliato la nostra conoscenza del repertorio inchiostratore dei cefalopodi., Oltre alle nuvole di inchiostro creati per limitare la visione e fornire una via di fuga cefalopodi possono creare effetti diversi modificando la quantità di inchiostro rilasciato, la direzione e la velocità con i loro imbuti flessibili e presumibilmente variando miscele di inchiostro e muco. In combinazione con il cambiamento di colore, alcuni cefalopodi sono stati osservati creando pseudomorfi di inchiostro, espulsioni che sono interpretati per assomigliare ad una forma cefalopode simile a aspiranti predatori per confonderli., Un’altra forma di più sottili flussi di inchiostro sono chiamati corde e sono speculativamente assunto a sopportare somiglianza con tentacoli pungenti di meduse. Le seppie aggiungono inchiostro alle loro uova (Hanlon e Messenger 1996), presumibilmente per aiutarli a nasconderle e l’Heteroteuthis dispar, giustamente chiamato “calamaro sparatore di fuoco”, rilascia globi luminosi con il loro inchiostro per creare di nuovo blob luminosi fluttuanti presumibilmente per creare una distrazione per i predatori (Bush e Robinson 2007).,

Anche se alcuni inchiostri cefalopodi sono stati studiati chimicamente, c’è ancora molto sconosciuto circa la funzione bioattiva di inchiostro quando rilasciato in natura. Sperimentalmente, alcuni inchiostri hanno dimostrato di essere sgradevoli ai pesci (Wood et al. 2010) e osservativamente, l’inchiostro può anche funzionare come attrattivo per i predatori per dare ai cefalopodi un po ‘ più di tempo per fuggire. L’inchiostro ricco di muco è presumibilmente una sostanza pericolosa o fastidiosa che interferisce con le branchie di pesce e alcuni cefalopodi reagiscono negativamente alle proprie inchiostri in piccoli contenitori o in laboratorio., Il polpo dagli anelli blu Hapalochlaena lunulata ha tetrodotossina, la tossina mortale che rilascia anche in un morso, nel loro inchiostro, ma le concentrazioni e l’effetto nell’inchiostrazione non sono noti.

Modello di polpo inchiostrazione Fotografia: Mark Carnall

Chi fa e non inchiostro?

Le specie viventi dei nautiluses sgusciati esternamente non possiedono un sacco di inchiostro. Dei cefalopodi “dal corpo morbido”, sottoclasse Coleoidea, le sacche d’inchiostro si trovano in polpi, calamari e seppie anche se è stato perso secondariamente in alcune specie., In particolare, è assente nel gruppo di polpi d’altura Cirrina e nel parente di polpo confusamente chiamato il calamaro vampiro. In molti gruppi è ridotto o vestigiale tra cui il calamaro corno di montone e in alcune specie di polpo dagli anelli blu. Sorprendentemente, considerando quanto sbattiamo qui a Lost Worlds Revisited sui pregiudizi di conservazione, le sacche di inchiostro si trovano ampiamente nella documentazione fossile, la prima descritta da William Buckland nel 1836., I fossili sono particolarmente ben descritti dal Carbonifero, Triassico, Giurassico e Cretaceo e sono stati trovati negli Stati Uniti, Inghilterra, Russia, Libano e Germania. Siti come Lyme Regis nel Dorset hanno particolarmente dato numero di Jurassic “calamari” sacche di inchiostro e noduli (Doguzhaeva et al. 2004).

Anche se gli ammonoidi cefalopodi estinti con guscio esterno hanno una vasta documentazione fossile, i loro tessuti molli sono molto poco conosciuti e, come i nautiloidi estinti e viventi, si presume in gran parte che non possedessero un sacco di inchiostro., Ci sono alcune prove inconcludenti che alcune ammoniti potrebbero aver posseduto un sacco di inchiostro, più recentemente minuscoli globuli di possibili resti di inchiostro sono stati descritti in Austrachyceras (Doguzhaeva et al. 2007).

Le sacche di inchiostro fossilizzate sono più note dagli estinti cefalopodi Coleoidea “dal corpo molle” nei gruppi Belemitida (compresi i belemniti con scheletri interni simili a proiettili comunemente trovati come fossili) e Phragmoteuthida, nonché dai fossili di calamari, polpi e seppie. In effetti la presenza di un sacco di inchiostro è una caratteristica di questo gruppo., L’inchiostro è attualmente sconosciuto da altri Coleoidea estinti, anche se questo potrebbe essere dovuto a pregiudizi di conservazione o attraverso la perdita secondaria. Le sacche di inchiostro sono state trovate così ben conservate nei reperti fossili che sono state utilizzate nei disegni come con un famoso esempio del 1833 del Museo di Storia Naturale dell’Università di Oxford. La pratica di macinare queste sacche di inchiostro fossilizzate per produrre inchiostro è diventata una tradizione con esempi più recenti di fossili disegnati nel loro inchiostro dal 2009 e dal 2016.,

Fossili sacca d’inchiostro da Lyme Regis Fotografia: Mark Carnall

Le prime sacche di inchiostro vengono visualizzati nella documentazione fossile nel periodo Carbonifero circa 330 milioni di anni fa in cefalopodi, come Donovaniconus, Gordoniconus e Saundersites che mostra un mix di funzioni da anziani e gruppi più moderni e sono collocati nel proprio ordine, Donovaniconida (Doguzhaeva 2012)., Alcune di queste prime prove sono conservate come globuli microscopici, ma intere sacche di inchiostro si verificano e assomigliano alla stessa forma che si trova nei moderni cefalopodi (Doguzhaeva et al. 2004, 2010).,

Purtroppo, le modificazioni chimiche e fisiche di inchiostro sacs come si decompongono e fossilise normalmente significa che la chimica firma di fossili di inchiostro sacs non è conservato, tuttavia, nel 2012 una particolare 160 milioni di anni, cefalopodi sacca d’inchiostro fatto i titoli dei giornali (beh, la scienza titoli, in quanto sembrava essere sfuggito molto di modifica prima di fossilizzazione e, di conseguenza, ha fornito una finestra unica in quello che l’inchiostro era composto da (Vetro et al. 2012)., Sorprendentemente, anche entro i limiti delle tecniche analitiche all’epoca, è stato trovato per contenere la stessa forma di melanina che si trova nei moderni cefalopodi.

Evoluzione dell’inchiostro?

Frustrante, dalla loro prima apparizione nella documentazione fossile fino a vecchi esempi fossilizzati, la presenza e la struttura delle sacche di inchiostro dei cefalopodi non fa davvero luce su come e quando i cefalopodi hanno evoluto questa struttura e presumibilmente i comportamenti di inchiostrazione associati con esso., Inaspettatamente, data la forte associazione di cephalopod ink con il modo in cui caratterizziamo il gruppo, non sono state avanzate molte ipotesi su come si sia evoluta la sacca d’inchiostro. Una teoria è che la melanina, che è estremamente efficiente nel dissipare le radiazioni UV, è stata originariamente coinvolta nella protezione degli occhi o della pelle dei cefalopodi da danni alla luce (Derby 2014). Forse l’escrezione di melanina in eccesso ha portato allo sviluppo di una camera di produzione specifica per generarlo e BINGO! sacca d’inchiostro su misura situata in posizione rettale (non è così che funziona l’evoluzione).,

Sfortunatamente, questo è uno di quei casi in cui le attuali prove fossili e i nostri strumenti e tecniche per analizzarle sono brevi. Indipendentemente da come il sacco di inchiostro si è evoluto i cefalopodi li hanno posseduti per oltre 300 milioni di anni. Come abbiamo visto dalla miriade di modi in cui usano l’inchiostro, senza dubbio più modi per essere scoperti dall’osservazione, la produzione di inchiostro per cefalopodi è stata la chiave del loro successo e sopravvivenza nell’oceano.

Bush, S. L. e Robison, B. H. 2007. Utilizzo dell’inchiostro da calamari mesopelagici. Biologia Marina., 152, 485–494.

Derby, CD 2014. Inchiostro di cefalopodi: produzione, chimica, funzioni e applicazioni. Marine Drugs, 12, 2700-2730.

Doguzhaeva, L. A., Mapes, R. H. e Mutvei, H. 2004. Presenza di inchiostro nei coleoidi paleozoici e mesozoici (Cephalopoda). Mitteilungen aus dem Geologisch-Palaontologischen Institut der Universitat Hamburg 88: 145-155.

Doguzhaeva, Los Angeles 2012. La composizione originale del Proostracum di un Belemnite sinemuriano dal Belgio dedotto dalla modalità di fossilizzazione e ultrastruttura. Paleontologia, Vol. 55, Parte 2, 249-260.,

Glass, K. et al. 2012 Prove chimiche dirette per il pigmento di eumelanina del periodo giurassico. PNAS, Vol. 109, 26, 10218–10223.

Hanlon, RT e Messenger, JB 1996. Comportamento dei cefalopodi. Cambridge University Press.

Verrill, A. E. 1880. I cefalopodi della costa nord-orientale dell’America Parte II. I cefalopodi più piccoli, compresi i calamari e i polpi, con altre forme alleate. Dalle transazioni della Conneticut Academy of Sciences Volume V. 259-446.,

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