Il Cory a tre strisce sopravvive ai morsi dei piranha

Il piranha spinse il cory in un angolo, si spalancò e abbatté una, due, infine 10 volte, solo perché il pesce gatto si divincolasse e si allontanasse impassibile, anche se un po 'seccato.

"Non è nemmeno una risposta sorprendente, dove sta nuotando velocemente", dice Misty Paig-Tran , professore associato di scienze biologiche presso la California State University, Fullerton, con una risatina di ammirazione. “È una specie di tipo, 'Cosa stai facendo? Smettila di rovinarmi la giornata. '"

Come può questo piccolo pesce subire un simile abuso? Secondo una recente ricerca pubblicata sulla rivista scientifica Acta Biomaterialia , il segreto è la sua armatura: bilance specializzate in collagene e minerali che colpiscono al di sopra del loro peso. I ricercatori sperano che gli esseri umani possano essere in grado di imitare queste scale per creare materiali più forti e leggeri, come l'armatura per il corpo.

Il cory a tre strisce appartiene a un gruppo tassonomico chiamato pesce gatto corazzato e

trascorre le sue giornate annusando lungo le rive sabbiose e i fondali fangosi dell'Amazzonia e dei suoi affluenti. Usa i suoi baffi carnosi e ricoperti di papille gustative per cercare cibo.

A uno o due pollici di lunghezza, questi pesci possono essere mangiati interi da alcuni grandi predatori, tra cui lontre giganti e delfini di fiume rosa . Ma quando si tratta di piranha, specialmente quelli più piccoli che tendono ad essere interessati al pesce gatto per cominciare, le scaglie del cory danno alla creatura una possibilità di combattere.

Nel corso dello studio, sono stati introdotti corys a tre strisce ai piranha dal ventre rosso allevati in cattività. Andrew Lowe , ora assistente di ricerca presso la Chapman University, pensava che la prognosi del cory fosse triste: i video di acquariofili che nutrono i loro piranha domestici rivelano che un morso all'addome può essere sufficiente per strappare le budella a pesci di dimensioni simili e non corazzati.

Ma i corys hanno tenuto testa. Hanno svasato spine acuminate sulle pinne pettorali e indietro per costringere i piranha ad allontanarsi dalla fessura principale della loro armatura, l'area intorno alle branchie, dove un morso ben posizionato può provocare la decapitazione.

I piranha di solito colpivano la coda, ma facevano fatica a sfondare l'armatura del cory. Quando lo hanno fatto, hanno dovuto masticare una media di otto volte per ammaccare la sua armatura della coda. I piranha hanno avuto ancora più difficoltà a sfondare le squame addominali del cory: ci sono riusciti solo il 20% delle volte, con una media di 10 morsi fino alla puntura.

Tre dei piranha alla fine si arresero dopo che i loro attacchi fallirono, mentre gli altri sette piranha furono in grado di liberare la loro preda. Ma questo con tutte le rivincite che i piranha volevano e nessun posto dove i cory potevano scappare. In natura, l'acqua e le piante torbide offrono molti posti dove nascondersi per un pesce intelligente, dice Lowe.


"Devi solo mantenere intatta la tua armatura fino a quando il piranha non ti libera", dice Paig-Tran. Se riescono a fuggire senza danneggiare i loro organi interni, "vivono per combattere un altro piranha un altro giorno".

A differenza del pesce arcobaleno o della betta nella tua classe della scuola elementare, le squame del cory non sono arrotondate. Sembrano più un mazzo di carte a ventaglio, lungo e sottile e disposto in due file verticali che corrono per tutta la lunghezza del suo corpo. E mentre le squame sulla maggior parte dei pesci viventi sono formate da odontoblasti, le cellule che creano i nostri denti, le squame del cory sono cresciute dagli osteoblasti, le cellule responsabili della costruzione delle ossa.

Queste scale, note anche come scutes, sono piuttosto resistenti. Ma Lowe dice che in realtà è una parte morbida dell'armatura del pesce che gli conferisce un vantaggio. Ogni scute è composto da due strati: una superficie dura e mineralizzata e una rete di tessuto a base di collagene, la stessa proteina che rende elastica la nostra pelle e forma l'impalcatura delle ossa.

Le superfici dure, in particolare quelle sottili, come specchi o piatti per la cena, sono soggette a fragilità e screpolature sotto stress. Mentre il duro strato minerale dello scute rende più difficile per i denti del piranha perforare il cory pieno di buchi, quello strato morbido sottostante aiuta ad assorbire la forza dei morsi per evitare che la bilancia stessa si sgretoli .

Marc Meyers, un ingegnere dei materiali presso l'Università della California, San Diego, che non è stato coinvolto nello studio, descrive i risultati del Cage Match di Lowe come intriganti. "L'armatura dermica si è evoluta molte volte in natura", ognuna appositamente adattata alla "corsa agli armamenti" predatore-preda dell'ecologia locale, dice Meyers. Ha aggiunto che sarebbe stato ansioso di esaminare la nanostruttura della parte morbida dello scudo del cory.

Se il cory è un peso piuma, il peso massimo dell'Amazzonia è l'arpaima, che pesa 200 libbre e misura fino a sei piedi di lunghezza. Meyers e il suo team hanno studiato questo pesce per un decennio. L'armatura di arapaima utilizza il collagene disposto in complicati fogli di cavatappi per diffondere la pressione. Il collagene del cory potrebbe essere come quello dell'arapaima in miniatura, o potrebbe essere una struttura completamente nuova, dice Meyers.

Gli esseri umani hanno cercato di capire come funziona l'armatura di pesce per migliaia di anni e l'hanno persino usata per progettare armature. Paig-Tran indica intricati pettorali a squame di pesce della dinastia Han e degli Sciti come esempi di tentativi di imitare la natura, un esercizio noto come biomimesi.

Oggi i ricercatori vedono l'interfaccia hard-soft in specie ittiche come il cory come un modello per creare armature più leggere e flessibili. Squadre di tutto il mondo hanno testato armature a scala di pesce realizzate con polimeri stampati in 3D , vetro e ceramiche perforate , e un gruppo dell'Imperial College di Londra ha recentemente prototipato scaglie di polimero micro-sottile rinforzate con fibra di carbonio che, intatte, hanno resistito a un carico superiore del 46%. di uno strato continuo del polimero in fibra di carbonio.

Paig-Tran dice di non essere sorpresa che pesci come il "minuscolo acquario dell'Amazzonia" abbiano una pinna sugli inventori umani. Dopotutto, ci lavorano da milioni di anni.