Organismi sotto pressione

Pressione verso il basso

La pressione al livello del mare, come abbiamo già detto, vale 760mmHg. Utilizzando un’altra unità di misura possiamo dire che essa vale 1atm cioè una atmosfera che è, per definizione, la pressione media misurabile al livello del mare.
Siccome la pressione è anche una forza diviso una superficie, se fissiamo la superficie pari ad un centimetro quadrato, abbiamo che, alla pressione di una atmosfera, la colonna d’aria che grava sulla nostra superficie vi applica una forza di 1.033kg_f. Su una faccia di un foglio formato A4, al livello del mare, l’atmosfera vi applica una forza di circa 644kg_f!
La pressione aumenta notevolmente al di sotto della superficie del mare. Essa cresce di 1 atm ogni 10 metri di profondità dell’acqua. Così alla superficie la pressione idrostatica è di una atmosfera, invece a una profondità dell’acqua di 1.000 metri è 101 atmosfere.
Muoversi in orizzontale in un ambiente come quello marino significa vincere costantemente la spinta di Archimede che ci porta verso l’alto o la forza peso che ci tira verso il basso a seconda che la nostra densità sia rispettivamente minore o maggiore di quella dell’acqua che ci circonda.
A meno che, la selezione naturale non ci abbia fornito di un organo dedicato a occuparsi di questo problema: la vescica natatoria.

Si tratta di un organo estremamente interessante di cui è dotata la gran parte dei pesci. Nell’embrione è presente una sorta di diverticolo dell’intestino primitivo che nell’uomo si sviluppa in seguito nella faringe e nell’esofago mentre nei pesci dà origine alla vescica natatoria la quale può rimanere collegata all’apparato digerente tramite un orifizio, in alcune specie, o rimanerne isolata in altre.
La vescica natatoria quindi è un organo comparso all’epoca di un progenitore comune a tutti i vertebrati e si è in seguito atrofizzata nei vertebrati che hanno affidato la propria respirazione ai polmoni mentre si è evoluta in quella che oggi conosciamo come vescica natatoria in alcuni pesci.
Da un punto di vista funzionale essa non è che un sacchetto pieno di gas.
Cosa se ne fa un pesce di un sacchetto pieno di gas? Lo usa come galleggiante ovviamente!
La densità media di un pesce è generalmente un po’ più alta di quella dell’acqua. Il peso tenderebbe a portare il pesce ad affondare ma la vescica natatoria gli permette di variare la sua densità media fino a contrastare l’effetto del peso e utilizzare la spinta di Archimede per bilanciarlo.
In questo modo il pesce può decidere la sua quota di galleggiamento e utilizzare le sue energie solo per il nuoto in avanti.

Il funzionamento della vescica natatoria è ovviamente legato al metabolismo del pesce. Il rilascio di gas nella vescica avviene grazie all’irrorazione da parte del sangue delle sue pareti e dalla presenza di cellule specializzate. La composizione dei gas ivi contenuti varia da specie a specie, dall’idrogeno quasi puro ad una miscela di ossigeno e anidride carbonica.
Alcune specie dispongono di cellule ghiandolari gassose specializzate nel produrre acido lattico e anidride carbonica che diffonde nel sangue e da qui nella vescica.
Anche se la funzione principale, comune a tutti i pesci che ne sono muniti, è quella di organo idrostatico, vi sono alcune interessanti funzioni accessorie a seconda della specie di pesce in esame.
In alcuni specie, in cui la vescica natatoria è collegata all’esofago, essa ha anche una funzione respiratoria, infatti può essere usata per accumulare aria presa dall’atmosfera per essere utilizzata come riserva nei casi di scarsa ossigenazione dell’acqua.
In altre specie essa ha anche la funzione di organo di senso. Al variare della profondità varia la pressione idrostatica sulle pareti della vescica la quale è in grado di percepire questa pressione e fornisce al pesce un’indicazione della profondità cui si trova.
In altre specie ancora, come il pesce rosso domestico, essa arriva ad appoggiarsi alla zona del cranio dove ha sede l’orecchio interno e svolge la funzione di cassa di risonanza coadiuvando il senso dell’udito.
Infine in alcune specie ha una funzione di emissione sonora, per corteggiamento o avvertimento, facendo da cassa di risonanza per lo sfregamento di alcune ossa o emettendo direttamente del gas da un apposito orifizio.
Queste ed altre interessanti e dettagliate informazioni sono reperibili a questo link.
Va detto che non tutti i pesci sono dotati di vescica natatoria.
Essa è innanzitutto una prerogativa dei pesci detti osteitti, cioè i pesci che hanno uno scheletro osseo.

I pesci che hanno uno scheletro cartilagineo (condroitti), come gli squali, non hanno la vescica natatoria, quindi sono costretti a nuotare in continuazione per non affondare. Va però sottolineato che il loro scheletro è molto più leggero ed essi hanno un fegato molto sviluppato contenente un idrocarburo dalla densità molto bassa, per cui esso può svolgere un ruolo analogo a quello della vescica.

Anche fra i pesci osteitti ve ne sono alcuni che non hanno la vescica natatoria, come lo scorfano o la razza. Si tratta dei pesci adattati a vivere sul fondo. Questi pesci non hanno generalmente la necessità di nuotare a mezz’acqua e quando si spostano, più che nuotare compiono dei balzi lungo il fondale.