Nell'immaginario comune, forme diverse del becco sono associate a diverse tipologie di alimentazione. Basti pensare al becco piccolo e appuntito dei colibrì che consente a questi uccelli minuti di accedere al nettare all’interno dei fiori confrontato con i possenti becchi dei rapaci, ideali per la caccia e il consumo di prede animali. L’osservazione che le specie di fringuelli delle Galapagos possedevano diverse forme di becco in base al cibo prevalentemente consumato è stata centrale nel processo di formulazione della teoria dell’evoluzione per selezione naturale.
Queste osservazioni hanno portato a ipotizzare che questa relazione forma-funzione fosse vincolante per tutte le specie di uccelli. Ma la forma del becco degli uccelli è davvero così strettamente legata all’ecologia alimentare?
Uno Studio Approfondito sulla Relazione tra Forma del Becco e Alimentazione
Un team internazionale di scienziati provenienti dal Regno Unito, dalla Spagna e dagli Stati Uniti ha utilizzato tecniche computazionali e matematiche per comprendere meglio la connessione tra forme di becco e funzioni negli uccelli viventi. Lo studio, pubblicato sulla rivista Evolution ha cercato di fare chiarezza su come i becchi degli uccelli si sono adattati nel tempo.
Il team ha esaminato una vasta gamma di forme di becco e comportamenti alimentari di numerose specie tra cui colibrì, aquile, pappagalli, pulcinelle di mare, fenicotteri per un totale di 176 specie. Misurando la forma del becco in questa vasta gamma di specie di uccelli moderni provenienti da collezioni di musei e studiando come il becco viene usato da diverse specie che si nutrono di cibi diversi, il team è stato in grado di valutare il legame tra forma del becco e comportamento alimentare in maniera più accurata rispetto a quanto fatto finora.
I risultati indicherebbero che l’associazione tra le forme dei becchi e l’ecologia alimentare degli uccelli è stata molto più complessa di quanto ci potessimo aspettare e che è necessario verificarne le relazioni più accuratamente. Nonostante esista un’associazione significativa tra becco e dieta prevalente, questa relazione è più debole di quanto si ritenesse finora. Infatti, ad esempio, molte specie con becchi di simile forma si nutrono in modi completamente diversi e con tipi di cibo altrettanto differenti.
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Lo studio fa parte di un più ampio sforzo di ricerca da parte del team di ricercatori interazionali per comprendere meglio i principali motori dell’evoluzione del cranio negli uccelli. Questi risultati, sostengono gli autori, hanno importanti implicazioni anche per lo studio degli uccelli fossili: spesso l’ecologia degli uccelli estinti è stata dedotta proprio prevalentemente dalla forma del becco e pertanto potrebbe non essere così accurata come si pensa.
Il becco si è evoluto come uno strumento versatile non solo per ottenere cibo, ma anche per svolgere molte altre funzioni, come l’emissione di canti e la termoregolazione. Pertanto ipotizzare la forma del becco come frutto esclusivamente del comportamento alimentare ora risulta troppo riduttivo.
Questo studio mostra come siano necessarie molte più ricerche per comprendere appieno i fattori che hanno guidato (e guidano tuttora) l’evoluzione della forma del becco.
Il Becco: Anatomia e Funzioni Multiple
Il becco è una struttura anatomica tipica degli uccelli e di alcuni rettili, come le tartarughe. È una robusta struttura cornea che riveste le ossa della porzione mascellare e mandibolare. La superficie esterna del becco, chiamata “ranfoteca”, è ricoperta da uno strato di cheratina, lo stesso materiale duro di cui sono fatti i nostri capelli e le nostre unghie.
La ranfoteca cresce in continuazione e può avere colori differenti in base alla specie, all’età e al periodo riproduttivo. Tra la superficie esterna e l'osso interno si trova uno strato contenente terminazioni nervose e vasi sanguigni, per questo motivo se un uccello si ferisce il becco può provare molto dolore.
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La parte inferiore del becco è detta “gnatoteca” (mandibola), mentre la parte superiore “rinoteca” (mascella). Oltre alla funzione più intuitiva, ossia la prensione dell’alimento, il becco negli uccelli serve a moltissime altre attività, quali la pulizia del piumaggio, la manipolazione di oggetti, la caccia, la difesa, l’esplorazione dell’ambiente circostante, il corteggiamento del partner, la costruzione del nido e l’alimentazione dei piccoli.
Tuttavia, a differenza dei denti dei mammiferi, il becco negli uccelli non è utilizzato per masticare. Nei canarini, ad esempio, il becco serve per sbucciare i semi, che si possono ingoiare solo dopo aver eliminato la buccia. Il pappagallo può rompere una noce con il suo forte becco e successivamente, aiutandosi con la zampa e la lingua, può mangiarne la parte interna.
Diversità dei Becchi e Adattamenti Alimentari
La forma e la robustezza del becco varia in rapporto alla natura degli alimenti ma anche alle modalità di assunzione del cibo. Specie appartenenti alla stessa famiglia possono avere becchi molto diversi: ad esempio nella famiglia degli anatidi, il mestolone (Anas clypeata) ha il becco a forma di grosso cucchiaio ed è dotato di una serie di dentelli trasversali utili a filtrare l’acqua e trattenere il cibo. Lo smergo maggiore (Mergus merganser) invece ha il becco stretto, uncinato all'apice e con i margini affilati, utile per trattenere le prede viscide come i pesci. Restando sempre nella stessa famiglia, troviamo l’edredone (Somateria mollissima) il cui becco è massiccio ed utile a spezzare i gusci dei molluschi di cui si nutre.
E’ tuttavia interessante notare che, se come abbiamo visto individui appartenenti ad un'unica famiglia possono avere becchi molto diversi tra loro, esistono specie appartenenti ad ordine e famiglie diverse, come i rapaci diurni (ordine Accipitridi) e i rapaci notturni (ordine Strigidi) che, nonostante la lontana parentela, hanno becchi pressoché simili dalla forma adunca con margini affilati adatti a uccidere le prede e a strapparne la carne. Questo è dovuto alla “convergenza adattativa”: fenomeno per cui specie diverse si evolvono sviluppando “soluzioni tecniche” simili per adattarsi all’ambiente o al regime alimentare.
La struttura dei becchi varia notevolmente: da super resistenti, come quello dei picchi, veri scalpelli utili a scavare il legno per la ricerca di larve o per costruire il nido… a quelli corti e fragili del Succiacapre (Caprimulgus europaeus), estremamente corti ma molto larghi per poter catturare insetti, durante il volo notturno, grandi come le falene.
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Variabilissima è inoltre la forma dei becchi nei piccoli uccelli insettivori. Becchi sottili e adatti a essere introdotti nelle crepe degli alberi o del terreno, come ad esempio, quello del Rampichino alpestre (Certhia familiaris) o del Picchio muraiolo (Tichodroma muraria). Inoltre, poiché la dieta varia in funzione alle disponibilità alimentari, anche la struttura del becco varia e si irrobustisce per sfruttare risorse vegetali nei periodi invernali ma nel contempo si assottiglia per catturare insetti. Le cince sono un ottimo esempio di questa particolarità.
Sempre tra i piccoli passeriformi granivori troviamo adattamenti di becco straordinari. Ad esempio il crociere (Loxia curvirostra) ha le estremità del becco incrociate per poter agevolmente allargare le brattee delle pigne delle conifere ed estrarre i semi. Altrettanto interessante è il becco del Frosone (Coccothraustes coccothraustes) che è simile ad una potente “cesoia” utile a spezzare i duri semi di cui si nutre (come ad esempio i noccioli di ciliegia).
Nei grossi trampolieri l’evoluzione si è poi sbizzarrita: il Fenicottero (Phoenicopterus roseus) si procura il cibo camminando lentamente con la testa immersa in acqua setacciando il fondale con il becco ricurvo dotato di micro lamelle che filtrano l’acqua trattenendo i piccoli microrganismi mentre l’acqua viene espulsa con la pressione della lingua. Non meno bizzarro è il becco della Spatola (Platalea leucorodia) la cui forma ha dato il nome volgare a questo uccello. Simile ad una fiocina per catturare le prede è il becco dell’Airone cenerino (Ardea cinerea) e della Cicogna bianca (Ciconia ciconia). Quest’ultima, oltre che strumento di cattura delle prede, utilizza il becco nei rituali di corteggiamento.
Particolare è il becco del Pellicano (Pelecanus onocrotalus) contraddistinto dal caratteristico e profondo sacco golare posto sotto il becco lungo e largo, utilissimo durante la pesca quando cioè questi uccelli sbattono fragorosamente le ali e con il becco immerso in acqua catturano i pesci in fuga trattenendoli appunto nel “sacco”. Prima di ingerire il nutrimento, il pellicano elimina l'acqua che penetra nella sacca insieme al cibo, facendola uscire da una fessura.
Nel mondo degli uccelli troviamo forme arcuate: all’ingiù come nel Chiurlo, nel Mignattaio e nell’Ibis… all’insù come nell’Avocetta… e di lato come nel Beccostorto (Anarhynchus frontalis), caradriforme endemico della Nuova Zelanda, unica specie al mondo ad avere questo becco piegato a destra.
E cosa dire degli uccelli che si nutrono di nettare come i colibrì? I loro becchi sono di tutte le forme: sottili, lunghi, molto lunghi e ricurvi, estremamente specializzati per penetrare nei fiori.
In definitiva possiamo affermare che dalla forma del becco di un uccello si può capire quale sia l’alimento di cui esso si nutre in prevalenza e che di forme di becchi nel mondo alato ce ne sono tantissime.
L'Evoluzione del Becco: Un Percorso Complesso
Per ricostruire la comparsa e l’evoluzione del becco degli uccelli, straordinaria struttura legata alle loro abitudini alimentari, dobbiamo ricordare come negli ultimi decenni i paleontologi abbiano fatto un’affermazione sorprendente: gli uccelli sono dinosauri a tutti gli effetti, i soli sopravvissuti all’estinzione, al punto di essere oggi collocati insieme con quelli in un unico superordine Dinosauria, nel cui ambito vengono contraddistinti con la qualifica di “dinosauri aviani”. I più antichi dinosauri sinora conosciuti vissero agli inizi del Triassico superiore, intorno ai 228 milioni di anni fa; tra la sterminata varietà che questo gruppo produsse nell’arco del suo lunghissimo predominio sul pianeta erano presenti già in quell’epoca i primi Teropodi, i quali non sono nient’altro che i dinosauri carnivori (come i ben noti Tyrannosaurus e Velociraptor). Alcune importanti caratteristiche dei teropodi sono passate pari pari ai loro discendenti uccelli.
A parte la riproduzione tramite uova, tipica di tutti i rettili, quei dinosauri erano bipedi, avevano le zampe posteriori dotate di tre dita e le due clavicole fuse insieme a costituire la cosiddetta fùrcula (forcella); le ossa erano cave e un buon numero di specie erano già coperte di piume.
Poiché alcuni teropodi erano addirittura dotati di quello che si può considerare un becco primitivo, attualmente diverse équipe di studiosi stanno cercando di rispondere a varie domande su questa struttura: quando comparvero i primi becchi? Quale era la loro funzione? Perché si sono evoluti?
Sinora, negli uccelli la regressione dei denti e la comparsa del becco erano interpretati come una risposta alla necessità di perdere peso in funzione del volo; tuttavia, becchi ricoperti di cheratina (ranfoteche) ed edentulazione (perdita dei denti) erano presenti in alcuni teropodi non aviani, cioè dinosauri non volatori, già all’inizio del Cretaceo, intorno ai 140 milioni di anni fa. Al riguardo si ricordi che l’ Archaeopteryx, vissuto una decina di milioni d’anni prima (nel Giurassico superiore) e considerato uno dei più antichi antenati degli uccelli, era ancora provvisto di denti.
Lo studio di un particolare Teropode scoperto in Mongolia (Erlikosaurus andrewsi, appartenente allo strano gruppo dei Terizinosauri, dotati di un’insolita mescolanza di caratteri) e la realizzazione di un modello digitale del suo cranio hanno permesso di ipotizzare che il becco avrebbe avuto un’importante funzione nell’aumentarne la stabilità e la resistenza agli stress meccanici mentre l’animale si nutriva, rappresentando un’importante innovazione evolutiva ai fini del differente tipo di alimentazione, che da carnivoro andava trasformandosi in vegetariano.
Il Becco per Venire al Mondo
All’interno dell’uovo, alcuni giorni prima della nascita, nell’embrione, si differenziano due strutture temporanee che aiuteranno il nidiaceo o il pulcino a liberarsi dal guscio. Una spunta dalla parte superiore del becco ed è una protuberanza dura chiamata “diamante” o “dente dell’uovo”; l’altra, un muscolo superficiale e relativamente sviluppato posizionato dietro il collo, chiamato “ complexus”. Con la prima struttura l’embrione taglia la sottile membrana ricoprente la parte interna del guscio per rompere il guscio stesso; con la seconda struttura, riceve la forza necessaria per far sì che il “diamante” rompa il guscio al momento della schiusa.
All’interno dell’uovo, l’embrione occupa la tipica posizione di riposo sulla schiena o sul lato sinistro con la testa appoggiata sul petto e il becco completamente sotto l’ala destra. Non può muoversi liberamente. Quando si dilata la testa è spinta in avanti mentre quando si contrae la testa torna indietro. Nonostante ciò, secondo la specie, si verificano due modi di schiusa.
In alcune specie, l’embrione, con i movimenti della testa preme il “diamante” contro la parete interna dell’uovo provocando non solo l’incrinatura del guscio ma anche uno spostamento rotativo di se stesso intorno all’asse longitudinale, e muovendosi lungo un parallelo, produce una serie di forellini. Quando questi forellini hanno determinato un cerchio, a seguito del movimento dell’embrione, l’uovo si spacca in due parti. In altre specie, invece, l’embrione provoca la rottura del guscio in diagonale con movimenti della testa da destra verso sinistra verso l’estremità più larga dell’uovo esercitando una pressione sul guscio, ormai incrinato, e dividendolo così in due parti.
Il Becco nel Corteggiamento
Diverse sono le specie che, durante i rituali amorosi, utilizzano il becco come strumento di scambi affettuosi. Inoltre anche il colore del becco risulta essere importante. I colori vivaci e accesi dei becchi degli uccelli maschi dimostrerebbero la prova di un sistema immunitario in perfetta salute.
Per questo motivo un becco dal colore vivace e intenso è una caratteristica importante per una femmina da osservare: così facendo si selezionano i maschi più in salute. Pertanto oltre al canto e allo sfoggiare di piumaggi vistosi (vedi la coda del Pavone) oggi sappiamo che anche il becco ha un suo ruolo nella vita di coppia degli uccelli.
In molti uccelli la colorazione del becco varia durante i vari periodi dell’anno. Ad esempio, nel passero d’Italia (Passer italiae), il colore del becco passa dal nero lucente del periodo riproduttivo al giallo pallido in inverno.
Il Becco e la Migrazione
Gli uccelli traggono questi dati dal campo magnetico terrestre. Un gruppo di ricercatori ha stabilito che alcune specie di uccelli abbiano questa “bussola” proprio nel becco. Secondo la ricerca, nei becchi di alcune specie di volatili che compiono migrazioni - come per esempio nella cannaiola comune, Acrocephalus scirpaceus - sono presenti dei magnetorecettori, che tramite il nervo trigemino passano al cervello le informazioni sull’asse terrestre.
Il Becco come Termoregolatore
Il becco è composto da una mandibola superiore ed una inferiore, entrambe fatte di osso ricoperto da cheratina. Tra quest’ultima e l’osso vi è una rete vascolare che contiene le terminazione nervose. Recenti studi hanno attribuito a questa vascolarizzazione la funzione di termoregolazione.
Il tucano toco (Ramphastos toco) è la specie che possiede il becco più grosso in relazione alla taglia corporea tra tutti gli uccelli del mondo (tra il 30 e il 50% della superficie dell'intero corpo) e risulta quindi un ottimo candidato per la dispersione del calore. Tra le varie ipotesi sul perché questo uccello abbia un becco così grande sembra vi sia anche quella della dispersione del calore.
Questa ipotesi è supportata da uno studio dove avvalendosi di uno scanner termico a raggi infrarossi, un gruppo di ricercatori ha stabilito che questa specie è in grado di regolare la temperatura corporea variando il flusso sanguigno verso il becco, che sembra essere deputato alla liberazione del calore in eccesso. In particolare, come avviene in altre specie che non sono in grado di controllare la propria temperatura mediante sudorazione ma che presentano specifiche strutture deputate alla regolazione di questa (si pensi alle orecchie degli elefanti), più sangue viene irradiato verso il becco più calore viene liberato nell'ambiente circostante.
Tipi di Becco negli Uccelli
I diversi tipi di becco negli uccelli sono una delle principali differenze tra le specie; la loro forma dipende in gran parte dalla dieta. Possiamo nominare diversi tipi di becco negli uccelli: alcuni sono più curvi o più dritti, più lunghi o più corti, più “appiattiti” o con maggiore rilievo. Naturalmente, al tipo di alimentazione di ogni specie!
- A forma di gancio: È il becco tipico degli uccelli spazzini e dei rapaci, che ne hanno bisogno per strappare e tirare la carne degli animali che trovano o cacciano.
- Becco piccolo di forma triangolare: Gli uccelli granivori si nutrono principalmente di piccoli semi. Canarini, passeri e cardellini sono alcuni esempi di uccelli dal becco piccolo di forma triangolare.
- Becco curvo: Gli uccelli dal becco curvo potrebbero essere paragonati ai becchi dei rapaci, ma sono meno forti e terminano con una punta più affilata. Lo usano per aprire la frutta ed estrarre la polpa o il seme dall’interno.
- Forma allungata: Ci riferiamo al becco che hanno gli uccelli insettivori.
- A forma di “spatola”: Gli uccelli trampolieri sono uccelli acquatici che possono avere il becco di diverse forme e dimensioni, purché soddisfi due condizioni: deve essere flessibile e lungo.
- A forma di ago: All’interno della famiglia dei nettarivori segnaliamo il colibrì, il cui becco allungato e un po’ ricurvo ricorda un ago da cucito.
Possiamo trovare anche altri tipi più specifici di becco, come nel caso dei pellicani, che hanno una sorta di “sacco” flessibile sul fondo che permette loro di immagazzinare il pesce dopo averlo pescato in abbondanza. Non possiamo dimenticare neanche gli uccelli che filtrano il cibo e il loro lungo becco adunco, come quello dei fenicotteri.