Come fanno le tartarughe marine a ritrovare la spiaggia dove sono nate dopo 20-30 anni: il “GPS” magnetico

È la metà di giugno e su alcune delle spiagge più calde del Mediterraneo, del Golfo del Messico e delle coste tropicali di tutto il mondo si ripete ogni anno lo stesso rito: le femmine adulte di tartaruga marina emergono dall'oceano di notte, si trascinano sulla sabbia con le pinne anteriori fino a trovare il punto giusto e depositano le uova. Non è una spiaggia qualunque: è la stessa in cui sono nate loro stesse, anni prima, come piccoli di pochi centimetri. Nonostante abbiano percorso migliaia di chilometri di mare aperto, riescono a ritrovare con grande precisione la loro spiaggia di nascita grazie a un meccanismo biologico basato sulla percezione del campo magnetico terrestre, noto come imprinting geomagnetico. Un comportamento che ricorda quello degli uccelli migratori che tornano al loro nido. Questo comportamento è stato documentato in oltre trent'anni di ricerche di Kenneth Lohmann e del suo team dell'Università del North Carolina, con prove sperimentali pubblicate dai primi anni duemila su Nature.

Le sette specie di tartarughe marine: dimensioni, habitat e dieta

Le tartarughe marine sono rettili marini suddivisi in sette specie, distribuite in tutti gli oceani del pianeta ad eccezione delle acque artiche e antartiche. La maggior parte sono classificate come minacciate (Vulnerable o Endangered) o in pericolo (Critically Endangered) dalla Lista Rossa IUCN. La specie più diffusa nel Mediterraneo è la tartaruga comune o caretta (Caretta caretta), lunga fino a 115 cm e pesante fino a 180 kg, onnivora, che si nutre di molluschi, crostacei e meduse.

La tartaruga verde (Chelonia mydas), con dimensioni fino a 150 cm e 315 kg, è prevalentemente erbivora da adulta e si nutre di posidonie e alghe. La più grande di tutte è la tartaruga liuto (Dermochelys coriacea): può superare i 180 cm e i 700 kg e si nutre quasi esclusivamente di meduse.

Completano il gruppo la tartaruga embricata (Eretmochelys imbricata, specializzata a nutrirsi di spugne nelle barriere coralline), la tartaruga olivacea (Lepidochelys olivacea), la tartaruga di Kemp (Lepidochelys kempii, la più piccola, circa 70 cm) e la tartaruga piatta (Natator depressus, endemica dell'Australia). Come gruppo evolutivo, le tartarughe marine sono presenti nei nostri oceani da almeno 100 milioni di anni, avendo attraversato l'estinzione dei dinosauri, la deriva dei continenti e numerose inversioni del campo magnetico terrestre.

Le migrazioni delle tartarughe marine: rotte e distanze percorse

Le tartarughe marine trascorrono quasi tutta la loro vita in mare aperto, spostandosi tra le aree di alimentazione e quelle di nidificazione in cicli riproduttivi che si ripetono ogni due-cinque anni. Le rotte possono essere molto estese: le tartarughe caretta del Nord Atlantico percorrono migliaia di chilometri tra le spiagge della Florida e le aree di alimentazione alle Azzorre, mentre una tartaruga liuto tracciata via telemetria satellitare ha percorso oltre 20.000 km dall'Indonesia alle coste dell'Oregon in un singolo viaggio, una delle migrazioni più lunghe mai documentate in un rettile. La tecnologia della telemetria satellitare, che prevede il fissaggio di piccoli trasmettitori al carapace, ha permesso a partire dagli anni '90 di ricostruire queste rotte con precisione crescente, rivelando che le femmine tendono a tornare sulle stesse spiagge di nidificazione ad ogni ciclo riproduttivo grazie all'imprinting geomagnetico.

Come fanno le tartarughe marine a ritrovare la spiaggia di nascita: l'imprinting geomagnetico

Il meccanismo alla base del natal homing (la capacità di ritornare alla spiaggia natia) è stato ricostruito grazie a decenni di ricerche, guidate in gran parte dal biologo Kenneth Lohmann e dal suo team. Tutto ha inizio nei primissimi istanti di vita della tartaruga: quando la piccola emerge dalla sabbia e si tuffa in mare, il suo sistema nervoso registra in modo indelebile la firma magnetica di quella specifica spiaggia. Questa "firma" è una coordinata invisibile data dalla combinazione unica di due parametri fisici: l'angolo di inclinazione delle linee del campo magnetico terrestre e la sua intensità. Da adulta, la tartaruga utilizzerà queste coordinate memorizzate come destinazione finale del suo lungo viaggio oceanico.

A dimostrare questa incredibile capacità sono stati esperimenti sorprendenti. In uno studio pubblicato su Nature nel 2004, i ricercatori hanno inserito le tartarughe verdi (Chelonia mydas) in un'arena d'acqua circondata da speciali bobine elettromagnetiche, capaci di simulare il campo magnetico di qualsiasi luogo del pianeta. Attivando il campo corrispondente a una zona situata 340 km più a nord rispetto alla loro posizione reale, le tartarughe iniziavano sistematicamente a nuotare verso sud, correggendo la propria rotta per "tornare a casa". Secondo la ricerca di Brothers e Lohmann su Current Biology nel 2015, analizzando 19 anni di dati di nidificazione in Florida e sovrapponendoli alle variazioni del campo magnetico terrestre, i nidi si spostavano geograficamente in corrispondenza con le linee di campo: le tartarughe non tornano a una spiaggia geograficamente definita, ma a una firma magnetica, seguendola anche quando si sposta di qualche chilometro nel corso degli anni.

Quanto al meccanismo biologico, le tartarughe e in generale gli animali migratori, sembrano percepire il campo magnetico in due modi: attraverso molecole fotosensibili che reagiscono chimicamente alla luce, quindi "vedendo" il campo magnetico terrestre, oppure attraverso la presenza, nel loro corpo, di piccoli cristalli del minerale magnetite (Fe_₃O_₄) – chiamati magnetorecettori – che ruotano fisicamente allineandosi al campo, permettendo all'animale di "sentirlo". Per capire quale dei due governi la mappa posizionale delle tartarughe, il team di Goforth e Lohmann ha condizionato dei giovani esemplari di caretta esponendoli a due campi magnetici distinti, ciascuno corrispondente alla firma di un luogo geografico reale, fornendo cibo solo in presenza di uno dei due. Come documentato nello studio pubblicato su Nature nel febbraio 2025, le tartarughe imparavano a riconoscere le coordinate corrette, cioè quelle associate al cibo, esibendosi in una vera e propria "danza del cibo" (che si può vedere nel video qui sotto). Si pensa che questa capacità di imparare e riconoscere specifiche aree di alimentazione possa spiegare come facciano a tornare nello stesso luogo di nidificazione, anche dopo grandi migrazioni.

Lo stesso studio ha mostrato che campi magnetici oscillanti a radiofrequenza disturbano la bussola direzionale ma non la mappa posizionale, indicando che i due sistemi si basano su meccanismi distinti. Il secondo studio, pubblicato sul Journal of Experimental Biology nel novembre 2025, ha poi usato la stessa danza come indicatore: esponendo le tartarughe a un breve impulso magnetico capace di disattivare temporaneamente la magnetite (senza alterare il sistema fotosensibile) la danza si è ridotta drasticamente, confermando che la mappa posizionale è principalmente governata dalla magnetite.

Luci artificiali e gabbie di metallo mettono a rischio il segnale delle tartarughe marine

La comprensione di questo sistema di navigazione mette in discussione alcune pratiche consolidate di conservazione. Nei programmi di tutela è comune spostare le uova da nidi a rischio in gabbie metalliche all'interno di aree protette. Queste strutture in acciaio, come riporta una ricerca pubblicata su Biological Conservation, possono distorcere il campo magnetico locale. Se le neonate registrano in quei momenti una firma magnetica alterata, da adulte potrebbero non riuscire a tornare nella posizione corretta. Per questo le organizzazioni di conservazione più aggiornate stanno progressivamente passando a strutture in materiali non ferromagnetici.

A questo si aggiunge il problema dell'inquinamento luminoso. Appena nate, le tartarughe si orientano verso il punto più luminoso dell'orizzonte, che su una spiaggia naturale corrisponde al riflesso della luna e delle stelle sull'acqua. Sulle coste urbanizzate, con hotel, strade e lampioni alle spalle, questo segnale viene facilmente sovrastato da fonti artificiali. Secondo i dati della NOAA e della Florida Fish and Wildlife Conservation Commission, migliaia di cuccioli vengono disorientati ogni anno solo in Florida. Come confermato da una revisione sistematica su Biological Conservation nel 2025, la disorientazione da illuminazione artificiale è oggi la principale causa di mortalità nel tratto nido-mare sulle coste urbanizzate, davanti alla predazione naturale.

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