Perché le capre hanno le pupille rettangolari, i coccodrilli verticali e noi le abbiamo circolari?

La forma della pupilla negli animali terrestri non è casuale, ma è strettamente correlata alla loro nicchia ecologica, in particolare al loro ruolo di predatore (coccodrilli) o preda (capre) e alle loro abitudini e attività. Due delle forme più distintive sono le pupille orizzontali o rettangolari e verticali, ciascuna con vantaggi ottici specifici che favoriscono la sopravvivenza come spiegato dall'articolo pubblicato su Science da ricercatori statunitensi e britannici dal titolo Why do animal eyes have pupils of different shapes?. Infatti, come riporta lo studio, le pupille a fessura sono considerate adattamenti evolutivi e la loro forma è il risultato della selezione naturale. La presenza di pupille differenti in specie non strettamente imparentate suggerisce che queste forme si sono evolute più volte in modo indipendente, in risposta a pressioni selettive simili. Le pupille circolari, invece, sono una forma comune, presente in una varietà di animali, inclusi noi esseri umani e molti predatori diurni o alcune specie attive in diversi momenti della giornata.

Occhi con pupille orizzontali: capre, cavalli e pecore

Le pupille orizzontali e di forma rettangolare sono comunemente osservate nelle specie che sono prede come pecore, capre, cavalli. Queste specie tendono ad avere occhi posizionati lateralmente sulla testa. Questa caratteristica offre vantaggi ottici e funzionali per le loro abitudini e per l’ambiente in cui vivono. Innanzitutto, gli occhi con pupille orizzontali garantiscono una notevole visione panoramica ottimizzando e massimizzando quella orizzontale e un ampio campo visivo monoculare (l'area vista da un solo occhio). Questo è un aspetto cruciale per le prede, che devono essere in grado di rilevare i predatori che si avvicinano da varie direzioni.

Le pupille orizzontali, inoltre, offrono una visione frontale chiara e riducono al minimo la sfocatura dei contorni orizzontali, il che è particolarmente vantaggioso per muoversi rapidamente su terreni irregolari, poiché consente loro di vedere nitidamente il terreno davanti e dietro di loro. Un altro “trick” che questi animali possono vantare grazie ai loro occhi è la capacità di mantenere l’allineamento della pupilla con il terreno anche quando la testa è inclinata, usufruendo dei vantaggi sopraelencati anche durante il movimento e il pascolo.

Le pupille verticali sono utili per i predatori notturni come i coccodrilli

Le pupille verticali, invece, sono più comuni nei predatori da agguato come come i gatti, le volpi e i coccodrilli. Questi predatori tendono a essere attivi sia di giorno che di notte traendo diversi benefici:

• Stima della distanza: le pupille verticali creano una profondità di campo astigmatica che aiuta i predatori da agguato a stimare con precisione la distanza dalla preda. Questa particolare forma della pupilla ottimizza la visione dei contorni verticali, cruciali per l'identificazione e la localizzazione accurata della preda, specialmente in ambienti complessi dove la percezione della profondità è fondamentale per un attacco efficace.
• Visione in condizioni di luce variabili: essendo a fessura offrono un'ampia gamma di controllo sull'illuminazione retinica. Questo è vantaggioso per i predatori da agguato che possono essere attivi sia in condizioni di luce intensa che di scarsa illuminazione. Le pupille verticali sono come delle fessure che possono diventare molto strette o molto larghe. Questo permette all'animale di controllare quanta luce entra nei loro occhi.
• Uso complementare di disparità e sfocatura: i predatori con occhi frontali, come i gatti, usano la visione binoculare (3D) insieme alla sfocatura, sfruttando le loro pupille verticali, per stimare con precisione la distanza dalla preda.

Una visione generale efficace con le pupille circolari

Le pupille circolari sono una forma comune, presente in una varietà di animali, inclusi gli esseri umani, molti predatori diurni e alcune specie attive in diversi momenti della giornata. Permettono una visione generale efficace, adatta a una varietà di compiti visivi. Sono particolarmente comuni in animali attivi durante il giorno, dove la luce è abbondante e la necessità di una regolazione estrema della luce potrebbe essere meno critica rispetto agli animali notturni. Molti predatori che cacciano attivamente durante il giorno hanno pupille circolari che supportano la visione necessaria per inseguire e catturare la preda in ambienti luminosi. Sebbene le pupille circolari possano dilatarsi e contrarsi per regolare la quantità di luce che entra nell'occhio, la loro gamma di regolazione potrebbe essere inferiore rispetto alle pupille a fessura (orizzontali o verticali).

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