Nei cavallucci marini e nei pesci ago, è il maschio che rimane incinta e partorisce. I padri di cavalluccio marino incubano i loro embrioni in via di sviluppo in una sacca situata sulla coda.

La sacca è l'equivalente dell'utero delle femmine di mammifero. Contiene una placenta, che supporta la crescita e lo sviluppo dei piccoli cavallucci marini.

I papà di cavalluccio marino forniscono nutrienti e ossigeno ai loro bambini durante la gravidanza, utilizzando alcune delle stesse istruzioni genetiche della gravidanza dei mammiferi.

Tuttavia, quando si tratta di partorire, la nostra ricerca, pubblicata su Placenta , mostra che i cavallucci marini maschi sembrano fare affidamento su comportamenti elaborati e sulla loro struttura corporea unica per facilitare il travaglio.

Come partoriscono gli animali

Il travaglio è un processo biologico complesso che nelle femmine di animale gravido è controllato da ormoni tra cui l'ossitocina. Nei mammiferi e nei rettili, l'ossitocina induce contrazioni nella muscolatura liscia dell'utero.

Esistono tre tipi principali di muscoli:muscolo liscio, muscolo scheletrico e muscolo cardiaco.

La muscolatura liscia si trova nelle pareti della maggior parte degli organi interni e dei vasi sanguigni. Questo tipo di muscolo non è sotto controllo cosciente. Ad esempio, il tuo intestino è rivestito di muscolatura liscia, che si contrae ritmicamente per spostare il cibo attraverso l'intestino senza che tu debba controllarlo consapevolmente.

Il muscolo scheletrico si trova in tutto il corpo e si attacca alle ossa tramite i tendini, consentendo il movimento del corpo. Questo tipo di muscolo è sotto controllo cosciente. Ad esempio, i muscoli bicipiti quando sono contratti ti permettono di piegare consapevolmente il braccio.

Il muscolo cardiaco è specifico del cuore ed è anche sotto controllo involontario.

Nelle femmine di mammifero la parete uterina contiene abbondante muscolatura liscia. L'ossitocina stimola la contrazione di questa muscolatura liscia, favorendo il travaglio.

Queste contrazioni uterine sono spontanee e involontarie. Possiamo misurare queste contrazioni uterine in risposta all'ossitocina e i risultati sono coerenti sia nei mammiferi che nei rettili.

Come partoriscono i cavallucci marini maschi?

Il nostro team di ricercatori dell'Università di Sydney e dell'Università di Newcastle ha deciso di determinare come funziona il lavoro nei cavallucci marini maschi.

I nostri dati genetici hanno suggerito che il travaglio del cavalluccio marino potrebbe comportare un processo simile al travaglio nelle femmine di mammifero. Uno studio del 1970 ha anche mostrato che quando i cavallucci marini maschi non gravidi sono stati esposti alla versione di pesce dell'ossitocina (chiamata isotocina), hanno espresso comportamenti simili al travaglio.

Pertanto, abbiamo previsto che i maschi di cavalluccio marino avrebbero usato gli ormoni della famiglia dell'ossitocina per controllare il processo di parto attraverso la contrazione della muscolatura liscia all'interno della sacca della covata.

Cosa abbiamo trovato

In primo luogo, abbiamo esposto all'isotocina pezzi di sacca di cavalluccio marino. Mentre l'isotocina ha causato la contrazione dei nostri tessuti di controllo (intestino), sorprendentemente questo ormone non ha prodotto contrazioni nella sacca della covata.

Il risultato ci ha portato a interrogarci sull'anatomia della sacca. Quando abbiamo esaminato la sacca al microscopio, abbiamo scoperto che contiene solo piccoli fasci sparsi di muscolatura liscia, molto meno dell'utero delle femmine di mammifero. Questo spiega perché la custodia non si contrae nei nostri esperimenti.

Utilizzando tecniche di imaging 3D combinate con la microscopia, abbiamo quindi confrontato la struttura corporea di cavallucci marini panciuti maschi e femmine.

Nei maschi abbiamo trovato tre ossa posizionate vicino all'apertura della sacca, associate a grandi muscoli scheletrici. Questi tipi di ossa e muscoli controllano la pinna anale in altre specie di pesci. Nei cavallucci marini, la pinna anale è minuscola e ha poca o nessuna funzione nel nuoto.

Quindi, i grandi muscoli associati alla minuscola pinna di cavalluccio marino sono sorprendenti. I muscoli e le ossa della pinna anale sono molto più grandi nei cavallucci marini maschi rispetto alle femmine e il loro orientamento suggerisce che potrebbero controllare l'apertura della sacca.

Il comportamento di corteggiamento del cavalluccio marino fornisce un indizio

Il corteggiamento del cavalluccio marino è un processo elaborato. I maschi aprono e riempiono la sacca d'acqua piegandosi in avanti e contraendo i loro corpi per forzare l'acqua nella sacca, prima di "ballare" con la femmina.

Allo stesso modo, durante il travaglio, i cavallucci marini maschi piegano il corpo verso la coda, premendo e poi rilassandosi. Questo comportamento di "pressione" è accompagnato da un breve spalancamento dell'apertura della sacca, con una serie di scatti di tutto il corpo. Questo movimento combinato con l'apertura della sacca consente all'acqua di mare di fluire attraverso la sacca.

La masturbazione e la pressione continuano, l'apertura della sacca diventa gradualmente più grande e gruppi di cuccioli di cavalluccio marino vengono espulsi ad ogni movimento. Molte centinaia di bambini vengono espulsi in breve tempo.

I nostri risultati suggeriscono che l'apertura della sacca per il corteggiamento e la nascita è facilitata dalle contrazioni dei grandi muscoli scheletrici situati vicino all'apertura della sacca. Proponiamo che questi muscoli controllino l'apertura della sacca dell'ippocampo, consentendo ai padri dell'ippocampo di controllare consapevolmente l'espulsione dei loro piccoli alla fine della gravidanza.

Sono necessari futuri studi biomeccanici ed elettrofisiologici per esaminare la forza richiesta per contrarre questi muscoli e verificare se controllano l'apertura della sacca.

Diversi modi per risolvere un problema

I nostri risultati inaspettati suggeriscono che i cavallucci marini maschi utilizzino meccanismi diversi per partorire rispetto alle femmine gravide.

Ipotizziamo che gli ormoni della famiglia dell'ossitocina, invece di produrre principalmente contrazioni della muscolatura liscia, innescano la cascata di comportamenti dei cavallucci marini che portano alla nascita.

Nonostante le somiglianze che i cavallucci marini maschi condividono con le femmine di mammiferi e rettili durante la gravidanza, sembra che i padri di cavalluccio marino abbiano un modo unico di partorire i loro piccoli. + Esplora ulteriormente

I cavallucci marini maschi sviluppano la placenta per sostenere i loro piccoli in crescita

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.