La maggior parte degli uccelli possiede diverse tipologie di fotorecettori: quattro tipi di fotorecettori a cono (che permettono la visione a colori), un quinto tipo di cono per compiti non legati al colore e dei bastoncelli, chiamati “aste”, che permetto la visione notturna (in generale questa struttura di coni e bastoncelli, in numero variabile, è comune a tutti i vertebrati; Pikaia ne ha parlato qui, qui, e qui). Ogni fotorecettore a cono contiene una struttura sferica detta gocciolina d’olio, che filtra la luce prima di essere convertita in segnali elettrici dai pigmenti visivi, migliorando la discriminazione cromatica. Ogni tipo di cono ha una gocciolina d’olio di colore diverso che può essere visualizzata al microscopio ottico.

Oltre a questi cinque coni tradizionali e alle corrispondenti goccioline d’olio, un gruppo di ricercatori della Purdue University dell’Indiana e della State University of New York di Plattsburgh ha scoperto che la retina di due specie di pigliamosche del genere Empidonax (E. virescens e E. minimus) contiene quello che probabilmente è un fotorecettore aggiuntivo, finora sconosciuto, con una nuova struttura conica di colore arancione (un colore totalmente differente rispetto gli altri coni) all’estremità apicale del segmento interno. Nello studio, pubblicato sulla rivista Scientific Reports, i biologi riportano che questo complesso cellulare, chiamato complesso MMOD (megamitochondria-small oil droplet complex), al posto della gocciolina d’olio, contiene una struttura cellulare ad alta produzione di energia (megamitochondria) circondata da centinaia di piccole goccioline di colore arancione.

I ricercatori hanno studiato il complesso MMOD utilizzando la microscopia ottica, la microscopia elettronica a trasmissione e la microspettrofotometria e hanno notato che ai fotorecettori con questo organulo manca la tipica gocciolina d’olio presente negli altri tipi di cono. Hanno inoltre scoperto che questa struttura funziona come un filtro a passaggio lungo: lascia passare la luce con lunghezze d’onda più lunghe dei 565 nm (giallo, arancione e rosso) e assorbe le lunghezze d’onda più corte (verde, blu e viola). Questo ulteriore fotorecettore può permettere ai pigliamosche (uccelli predatori che attendono il movimento di una potenziale preda prima di attaccare) di individuare, seguire e catturare prede in rapido movimento, come gli insetti (Pikaia ne ha parlato qui e qui).

I ricercatori riportano che potenziali approcci futuri per stabilire la funzione di questa struttura dovrebbero includere spettri di assorbanza del pigmento visivo per quantificare la capacità di tracciamento del movimento oltre a esperimenti comportamentali per valutare la capacità dei pigliamosche di catturare le prede in condizioni di luce specifiche di diverse lunghezze d’onda. Non è infine escluso che questa struttura sia presente in altre specie di uccelli con abitudini alimentari simili.


Fonti:
L.P. Tyrrell et al. 2019. A novel cellular structure in the retina of insectivorous birds. Sci Rep 9, 15230; doi: 10.1038/s41598-019-51774-w

Immagine: User:Mdf [CC BY-SA 3.0], Wikimedia Commons