Acqua salata?
Di recente, mia figlia di 5 anni mi ha chiesto perché la maggior parte degli squali vive in acqua salata. Puoi aiutarmi a darle una risposta?
Miguel
Oakville, Ont.
Un’altra fantastica domanda!
Per poter effettuare le complesse reazioni chimiche che sostengono la vita, tutti gli esseri viventi – compresi gli squali e le persone – hanno una riserva di acqua e sale nei loro corpi. Anche se la pelle e gli altri tessuti viventi sembrano solidi, in realtà hanno minuscoli pori. Piccole molecole come acqua e sali possono passare facilmente avanti e indietro attraverso la pelle. Ma se c’è più di un tipo di molecola su un lato della pelle che sull’altro, alcune delle molecole si sposteranno da un’area di maggiore concentrazione a un’area di minore concentrazione, attraverso un processo naturale chiamato “diffusione”. La diffusione avverrà fino a quando la concentrazione di quella molecola sarà uguale su entrambi i lati della pelle. La diffusione è lo stesso processo che permette a una zolletta di zucchero di dissolversi completamente in una tazza di tè o di caffè: le molecole di zucchero si diffondono da un’area di alta concentrazione (la zolletta) a un’area di bassa concentrazione (il tè o il caffè); alla fine, tutte le parti del tè o del caffè sono ugualmente zuccherate.
Il mare è composto principalmente da acqua, ma nell’acqua sono disciolti anche vari sali. La concentrazione di sali nell’acqua di mare è di solito circa il 3-4%. Il tessuto vivente degli esseri umani e la maggior parte dei pesci sono considerevolmente meno salati di questo. Di conseguenza, c’è più acqua dolce dentro l’uomo o il pesce che fuori nel mare. In risposta, l’acqua si diffonde naturalmente dal corpo acrossthe pelle, come se tentasse di diluire il mare esterno. (La diffusione dell’acqua attraverso una membrana semipermeabile è un caso speciale di diffusione, solitamente chiamato ‘osmosi’; nell’interesse della semplicità, continuerò a usare la diffusione). La pelle umana è relativamente a tenuta d’acqua, ma la pelle dei pesci ha delle perdite. Come risultato, i corpi della maggior parte dei pesci marini perdono costantemente acqua fresca nel mare circostante. Ma tutti gli esseri viventi hanno bisogno di una riserva d’acqua all’interno dei loro corpi per funzionare correttamente. Ciò che la maggior parte dei pesci deve fare per ripristinare l’acqua di cui i loro corpi hanno bisogno è bere tanta, tanta acqua di mare Avete sentito l’espressione: “Beve come un pesce”? Beh, è vero: i pesci marini bevono acqua quasi costantemente. Per liberarsi del sale in eccesso contenuto nell’acqua di mare, molti pesci hanno strutture specializzate che secernono sale nelle loro branchie chiamate “cellule di cloruro”.
Ma gli squali hanno trovato una strategia diversa. Invece di essere meno salati del mare, gli squali immagazzinano certi rifiuti metabolici (in particolare, urea e ossido di trimetilammina, o TMAO in breve) in modo che la loro “salinità” complessiva sia effettivamente leggermente maggiore di quella del mare. Di conseguenza, gli squali non perdono continuamente la loro fornitura corporea di acqua dolce al mare. Invece, qualsiasi acqua fresca di cui hanno bisogno si diffonde delicatamente nei loro corpi attraverso la bocca, le branchie e altre membrane esposte. L’acqua in eccesso nel corpo dello squalo viene filtrata dai reni ed espulsa da un’apertura chiamata “cloaca”, situata tra le pinne pelviche (le pinne appaiate più arretrate, dietro la pancia dello squalo): una soluzione molto elegante per una sfida ambientale significativa. Ma ha i suoi limiti.
Se uno squalo tipico dovesse nuotare il suo corpo molto “salato” in acqua dolce, tanta acqua dolce si diffonderebbe nei suoi tessuti che i reni dovrebbero fare gli straordinari per liberarsene. Questo è un processo che richiede molta energia e spiega perché la maggior parte degli squali non entra in acqua dolce: è semplicemente uno sforzo troppo grande per continuare ad espellere tutta quell’acqua dolce. Ma alcuni squali, come lo squalo toro (Carcharhinus leucas), sono in grado di entrare in acqua dolce per periodi prolungati. Ottengono questo bel trucco riducendo notevolmente le loro concentrazioni corporee di urea e TMAO. Anche così, uno squalo toro in acqua dolce è leggermente più salato del suo ambiente circostante, così che deve continuamente espellere l’acqua in eccesso sotto forma di urina diluita. In totale, circa 43 specie di squali e razze (che sono essenzialmente squali appiattiti) passano almeno una parte della loro vita in acqua dolce. Ma una famiglia di trigoni sudamericani – i cosiddetti River Stingrays (Potamotrygonidae) – si è evoluta da un antenato marino per adattarsi completamente a vivere in acqua dolce. Così tanto, infatti, che i loro corpi hanno perso la capacità di produrre urea e – se messi in acqua di mare piena, muoiono rapidamente. Queste trigoni d’acqua dolce sono state travolte dalla loro biochimica.
A volte, non si può tornare a casa.