Un cane sa davvero che è arrivato il momento della passeggiata? E gli uccelli come fanno a sapere quando è ora di cantare, nutrirsi o migrare? La risposta è nel loro orologio biologico
È quasi ora della passeggiata. Il cane si alza, si avvicina alla porta e sembra sapere perfettamente cosa sta per succedere.
Coincidenza? Abitudine? Oppure gli animali hanno una sorta di “orologio interno” capace di indicare loro il momento della giornata?
La risposta della scienza è più interessante di un semplice sì o no. Gli animali non leggono l’ora come facciamo noi, ma possiedono sistemi biologici in grado di organizzare il sonno, l’attività, l’alimentazione e numerosi altri comportamenti secondo cicli temporali. Questi sistemi vengono chiamati ritmi circadiani.
E in alcune specie esistono anche capacità di misurare intervalli di tempo più brevi.
Che cos’è l’orologio biologico degli animali?
Il termine “circadiano” deriva dal latino circa diem, cioè “intorno al giorno”.
I ritmi circadiani sono cicli biologici che si ripetono approssimativamente ogni 24 ore e regolano numerosi processi dell’organismo. Sonno e veglia, attività fisica, alimentazione, produzione di ormoni e temperatura corporea possono essere influenzati da questi ritmi.
L’alternanza tra luce e buio rappresenta uno dei principali segnali utilizzati dall’organismo per sincronizzare il proprio orologio interno con l’ambiente.
La ricerca sui sistemi circadiani mostra infatti che gli animali non si limitano a reagire alla luce quando arriva: il loro organismo può anticipare cambiamenti ambientali prevedibili e prepararsi a essi.
È proprio questo meccanismo che permette di comprendere perché molti animali tendano ad avere orari relativamente regolari per dormire, muoversi o alimentarsi.
Ma il cane sa che sono le 18?
La domanda è curiosa, ma va formulata nel modo giusto.
Non ci sono prove che un cane possa sapere che sono, per esempio, le 18:00 nel senso umano del termine. Gli studi dimostrano però che i cani possiedono ritmi biologici giornalieri e sono in grado di utilizzare segnali temporali.
Una ricerca pubblicata sul Journal of Comparative Psychology ha studiato direttamente la capacità dei cani di misurare intervalli di tempo.
Gli animali coinvolti negli esperimenti erano addestrati a rispondere dopo determinati intervalli. I risultati hanno mostrato che i cani erano in grado di distinguere durate diverse e di produrre risposte coerenti con un intervallo temporale appreso.
Questo non significa che il cane sappia leggere un orologio. Significa qualcosa di diverso e altrettanto interessante: il cervello del cane può elaborare la durata di un intervallo.
Quindi come fa a sapere quando arriva la passeggiata?
Qui entra in gioco una combinazione di fattori.
Un cane che viene portato fuori ogni giorno più o meno alla stessa ora può imparare ad associare quel momento a una serie di segnali.
La luce esterna cambia. Le persone iniziano determinate attività. Arrivano rumori familiari. Cambiano gli odori e l’ambiente domestico. E soprattutto si ripetono determinate sequenze di comportamento.
Il cane può quindi imparare che dopo una certa serie di eventi ne arriva un’altra.
Inoltre, gli studi sui cani hanno documentato veri e propri ritmi giornalieri dell’attività e della fisiologia. Una ricerca ha rilevato ritmi circadiani in diversi parametri fisiologici dei cani anche quando il ritmo dei pasti veniva modificato.
Una ricerca più recente ha inoltre osservato nei cani una robusta ritmicità giornaliera nell’espressione di diversi geni legati all’orologio biologico durante condizioni di normale alternanza tra luce e buio.
Insomma, il cane non ha bisogno di sapere “sono le 18”. Il suo organismo può essere sincronizzato con una determinata fase della giornata.
La luce è uno degli orologi più importanti della natura
Per moltissimi animali, il principale segnale temporale è la luce.
L’alternanza tra giorno e notte è estremamente prevedibile e rappresenta uno dei più importanti zeitgeber, termine tedesco utilizzato in cronobiologia per indicare un segnale ambientale capace di sincronizzare l’orologio biologico.
Altri segnali possono contribuire: temperatura, disponibilità di cibo, interazioni sociali e altri cambiamenti ambientali.
La luce, tuttavia, ha un ruolo particolarmente importante perché permette all’organismo di collegare il proprio orologio interno al ciclo naturale del giorno e della notte.
Gli uccelli hanno un “orologio” particolarmente sofisticato
Il mondo degli uccelli offre alcuni degli esempi più affascinanti.
Gli uccelli possiedono sistemi circadiani complessi che coinvolgono diverse strutture, tra cui il cervello, la retina e la ghiandola pineale. La luce contribuisce alla sincronizzazione di questi sistemi e influenza comportamenti e processi fisiologici.
Questo aiuta a spiegare fenomeni che osserviamo normalmente in natura.
Il canto mattutino di molte specie, per esempio, non è semplicemente una reazione casuale all’arrivo del sole. L’attività degli uccelli è organizzata secondo ritmi biologici che interagiscono con la luce e con altri segnali ambientali.
Anche alimentazione e attività fisica seguono spesso schemi giornalieri.
Per gli uccelli la luce può dire anche quando è il momento di dormire
La relazione tra luce e sonno è particolarmente importante.
Negli uccelli diurni, la luce influenza il sistema circadiano e può modificare la produzione di melatonina, un ormone coinvolto nella regolazione dei ritmi biologici e del ciclo sonno-veglia.
Questo significa che una notte completamente buia non è necessariamente equivalente a una notte illuminata artificialmente.
Ed è proprio per questo che l’inquinamento luminoso rappresenta un problema studiato dagli scienziati: la luce artificiale durante la notte può interferire con i normali segnali temporali utilizzati dagli animali.
Le ricerche sugli uccelli indicano che l’esposizione alla luce artificiale notturna può alterare ritmi comportamentali e fisiologici regolati dall’orologio circadiano.
Gli animali non hanno tutti lo stesso “orologio”
Un errore comune è immaginare che tutti gli animali funzionino secondo lo stesso schema.
Non è così.
Un animale diurno concentra gran parte della propria attività nelle ore di luce. Un animale notturno, al contrario, può essere maggiormente attivo dopo il tramonto.
Ci sono poi specie crepuscolari, particolarmente attive all’alba e al tramonto, e animali i cui ritmi cambiano in funzione della stagione, dell’età, dell’ambiente e della disponibilità di cibo.
In altre parole, non esiste un unico orologio animale.
Esistono sistemi biologici diversi che permettono alle varie specie di sincronizzare il proprio comportamento con l’ambiente in cui vivono.
E il cibo può diventare un altro segnale?
Sì.
La disponibilità di cibo e gli orari dei pasti possono contribuire a regolare alcuni comportamenti e processi biologici.
La ricerca sui ritmi circadiani mostra che il ciclo quotidiano alimentazione-digiuno è strettamente collegato all’attività e al riposo. Negli animali diurni, l’assunzione di cibo tende a concentrarsi durante il periodo di attività; negli animali notturni accade generalmente il contrario.
Questo aiuta a comprendere anche un comportamento molto comune negli animali domestici: l’attesa del pasto.
Un animale abituato a ricevere il cibo sempre nello stesso periodo può sviluppare una forte associazione tra determinati segnali e l’arrivo del pasto.
Il cane può percepire che “manca poco”?
È una delle domande più affascinanti.
La ricerca sui cani dimostra che possono apprendere intervalli temporali e che possiedono ritmi circadiani. Ma questo non significa che sappiamo esattamente come il cane rappresenti soggettivamente il tempo.
Dire che un cane “sa che tra dieci minuti arriverà il padrone” sarebbe quindi una semplificazione eccessiva.
Più correttamente, possiamo dire che il cane può utilizzare intervalli temporali, routine, segnali ambientali e associazioni apprese per anticipare eventi ricorrenti.
È possibile, dunque, che quando il nostro cane comincia ad agitarsi poco prima della passeggiata non stia “guardando l’orologio”, ma stia integrando moltissimi segnali che per noi sono quasi impercettibili.
Anche l’età può cambiare il ritmo degli animali
L’orologio biologico non rimane necessariamente identico per tutta la vita.
Uno studio sui cani ha rilevato differenze nei ritmi dell’attività locomotoria legate all’età e allo stato cognitivo. Nei cani anziani osservati in ambiente interno, per esempio, sono stati riscontrati cambiamenti nella distribuzione dell’attività e del riposo rispetto agli animali più giovani.
Questo è un altro elemento che mostra quanto il rapporto tra animali e tempo sia complesso.
Non esiste soltanto un “orologio” che scandisce le 24 ore: età, ambiente, salute e abitudini possono modificare il modo in cui i ritmi biologici vengono espressi.
La risposta alla domanda iniziale
Quindi, gli animali “vedono” il tempo?
Non come lo vediamo noi.
Non abbiamo motivo di pensare che un cane sappia leggere l’ora o che un uccello conosca il concetto umano di “mezzogiorno”.
La scienza dimostra però che gli animali possiedono sofisticati sistemi di cronometraggio biologico.
Il loro organismo registra la successione di luce e buio, utilizza segnali ambientali, organizza il sonno e l’attività, coordina l’alimentazione e in alcune specie è capace di misurare anche intervalli temporali.
Per questo il cane che sembra sapere quando è ora della passeggiata potrebbe avere ragione, anche se non nel modo in cui immaginiamo.
