1
2. Esperimenti
2.1 Importanza della informazione geomagnetica nell’orientamento
2.1.1 Problemi aperti: le informazioni derivate dal campo magnetico sono necessarie per la navigazione nello stabilire la propria posizione rispetto alla meta?
Come già spiegato nella Introduzione (§ 1.3.1), nonostante la grande mole di dati che mostrano che le informazioni olfattive e un sistema olfattivo intatto sono necessari affinché i colombi facciano ritorno alla colombaia da luoghi non familiari (Papi, 1991; Wallraff, 2004; Wallraff, 2005a), l’ipotesi olfattiva della navigazione continua a suscitare un’accesa disputa scientifica.
Alcuni autori ritengono che molti risultati sul ruolo dell’olfatto nella navigazione dei colombi non siano del tutto coerenti (Wiltschko, 1996; Gould, 2004). Una esaustiva discussione sull’importanza di una appropriata metodologia nel saggiare l’ipotesi olfattiva nel colombo viaggiatore è stata fornita da Papi (1986) e Wallraff (2005a).
In contrapposizione all’ipotesi olfattiva di navigazione, alcuni autori sostengono che le informazioni di tipo geomagnetico (Wiltschko, 1996; Walker, 1998) utilizzate anche da altri vertebrati (Walker et al., 1997) svolgano un ruolo primario nella navigazione degli uccelli, ovvero nella determinazione della posizione dell’animale a seguito di un dislocamento (vedi § 1.3.2).
Recentemente è stato individuato un possibile sistema recettoriale per stimoli magnetici
localizzato nella parte superiore del becco del piccione (vedi § 1.5.2). In questa zona sono
state osservate delle particelle superparamagnetiche in connessione con le terminazioni del
ramo oftalmico del nervo trigemino. Quindi è stato proposto che il nervo trigemino sia
coinvolto nella percezione magnetica, mediata dai mutamenti di conformazione della
magnetite nella parte superiore del becco in presenza di variazioni di campo magnetico
(Fleissner et al., 2003; Williams & Wild, 2001) e che questo sistema sia coinvolto nella percezione di stimoli geomagnetici utili al meccanismo di mappa navigazionale.
Mora e collaboratori (2004) sono riusciti a condizionare dei piccioni in un compito di
discriminazione tra l’assenza e la presenza di un’anomalia magnetica e hanno mostrato che
la percezione magnetica è mediata dal ramo oftalmico del nervo trigemino. La risposta
condizionata era soppressa dalla resezione bilaterale del ramo oftalmico del trigemino e
anche dall’anestesia delle mucose olfattive. La risposta invece persisteva quando i colombi
subivano il taglio bilaterale dei nervi olfattivi. Poiché il ramo oftalmico del trigemino ha le
sue terminazioni che corrono nelle cavità nasali e sono molto vicine al nervo olfattivo,
Mora e colleghi (2004) hanno ipotizzato che il deterioramento delle capacità navigazionali
a seguito dell’anosmia (Wallraff, 2005a) ottenuta attraverso anestesia, lavaggio delle
mucose olfattive con una soluzione di solfato di zinco, applicazione di tappi nasali e
resezione dei nervi olfattivi, potrebbe in realtà essere dovuto ad un accidentale
danneggiamento delle terminazioni trigeminali che coinvolgono la magnetorecezione
(Mora et al., 2004) (vedi § 1.5.2).
2.1.2 Esperimento 1: Studio sul possibile uso di una mappa navigazionale su base magnetica
Per verificare contemporaneamente l’ipotesi olfattiva e l’ipotesi magnetica della navigazione è necessario comparare le capacità navigazionali di colombi anosmatici e colombi i cui recettori magnetici del becco sono stati deafferentati. A tal fine sono stati rilasciati da luoghi sconosciuti, localizzati in diverse direzioni rispetto alla voliera, tre gruppi di colombi inesperti sottoposti a tre trattamenti diversi:
i) falsa operazione (SS)
ii) taglio bilaterale del nervo olfattivo (ON)
iii) taglio bilaterale del ramo oftalmico del nervo trigemino (V1)
I colombi hanno preso parte a due serie di esperimenti in cui le prestazioni di orientamento
sono state rilevate con la metodologia tradizionale (Serie 1) e con il GPS data logger (Serie
2).
Materiali e Metodi
Soggetti e rilasci
Serie 1
Per questo esperimento sono stati utilizzati 72 colombi viaggiatori (Columba livia) adulti, nati nell’anno dell’esperimento (2005) e allevati in voliere nella Stazione Sperimentale del Dipartimento di Biologia dell’Università di Pisa (Arnino, S. Piero a Grado, a 10 km Sud-Ovest da Pisa; Inclinazione geomagnetica 59,8°, Intensità Totale 46532 nT). Successivamente allo svezzamento, i colombi hanno potuto svolgere quotidiani voli spontanei nell’area di casa potendo entrare ed uscire liberamente dalla voliera. A circa 5-6 mesi di età, gli animali sono stati sottoposti a tre diversi trattamenti chirurgici e quindi divisi nei seguenti tre gruppi sperimentali:
i) ON (N=24):colombi sottoposti a resezione bilaterale dei nervi olfattivi:
ii) V1 (N=24): colombi sottoposti a taglio bilaterale del ramo oftalmico del nervo trigemino;
iii) SS (N=24): colombi falsi operati; di cui 12 falsi operati al nervo olfattivo, e12 falsi operati al ramo oftalmico del trigemino.
Metà di ogni gruppo è stato rilasciato quattro giorni successivi all’intervento, e l’altra
metà dopo otto giorni. I siti di rilascio, sconosciuti agli animali, erano disposti in direzioni
opposte rispetto alla voliera: Bolgheri a Sud (Inclinazione geomagnetica, 59.4°; Intensità
totale 46404 nT; 54,8 km e 336° rispetto alla voliera) e Marinella a Nord (Inclinazione
geomagnetica, 60.2°; Intensità totale 46643 nT; 57,4 km, 154° rispetto alla voliera) (vedi
Figura 2.1). Nella regione in cui si è svolto l’esperimento, le isobare dei principali
parametri geomagnetici sono tutti orientati lungo un asse Est-Ovest, mentre i siti di rilascio
sono localizzati lungo un asse Nord-Sud. Quindi i rilasci sono stati condotti in presenza di una grossa differenza nella magnitudine dei parametri geomagnetici tra ogni sito di rilascio e casa.
Figura 2.1- Siti di rilascio della Serie 1 e Serie 2.
Tutti i rilasci sono stati condotti in condizioni di sole visibile e vento assente. Gli uccelli sono stati rilasciati singolarmente, alternando gli individui di ogni gruppo, e il loro volo è stato seguito usando un binocolo 10x40 fino alla scomparsa alla vista dello sperimentatore.
La direzione di svanimento è stata misurata con una bussola, ed è stato registrato anche il tempo di svanimento e di homing (vedi § 1.7).
Serie 2
Trentaquattro colombi tornati dai rilasci della Serie 1 (SS, N= 15; V1, N= 19), sono stati
preparati per essere nuovamente rilasciati, questa volta con il GPS data logger
miniaturizzato. Infatti, per circa due settimane gli animali, casualmente scelti dal gruppo originario, sono stati equipaggiati di una barretta in PVC dalle dimensioni e peso simili allo strumento satellitare, al fine di abituarlo a volare con il GPS data logger (per la descrizione tecnica dello strumento satellitare e della sua applicazione vedi § 1.7.2).
Successivamente gli animali sono stati liberati ognuno da due siti di rilascio, uno opposto al luogo da dove erano stati liberati nella Serie 1, e uno ad Est della voliera (Empoli 262°, 50.0 km dalla voliera) (Vedi Figura 1.2). Sette V1 e sei SS sono stati rilasciati sia da Marinella che da Empoli, sette V1 e tre SS sia da Bolgheri che da Empoli.
Il resto degli uccelli è stato rilasciato una volta sola: un V1 e un SS, da Marinella, un V1 e cinque SS da Bolgheri, e tre V1 solo da Empoli.
Al momento del rilascio, la barretta in PVC è stata sostituita con il GPS data logger miniaturizzato e i colombi sono stati rilasciati singolarmente alternando gli individui dei due gruppi.
Una volta rientrati in voliera, lo strumento è stato recuperato e sono stati scaricati i dati e visualizzate le rotte (vedi §1.7.2).
Chirurgia
La metodologia applicata per operare i colombi (approvata dal Comitato Etico per la Sperimentazione Animale dell’Università di Pisa, C.A.S.A.) è identica a quella utilizzata in Mora et al., 2004 ed è stata condotta dalla stessa persona (J.M. Wild). Nel presente studio, ogni piccione è stato anestetizzato con una iniezione intramuscolare di idrato di cloralio al 20 % (2 ml/kg di massa corporea).
Il nervo olfattivo (NI in Figura 2.2) è stato sezionato bilateralmente a metà strada tra il
bulbo olfattivo e il punto al quale i nervi cominciano a divergere per passare all’epitelio
olfattivo, zona in cui il ramo oftalmico del trigemino (V1) incrocia il nervo olfattivo (Figura 2.2).
Il V1 destro è stato tagliato dalla parte mediale dell’occhio, attraverso un’incisione della fascia orbitale all’altezza della rima e con una leggera pressione del globo oculare. Il V1 sinistro è stato tagliato dall’orbita destra dopo aver creato un piccolo foro nel setto osseo semitrasparente inter-orbitale attraverso il quale il nervo è stato tirato e tagliato. Sono stati rimossi segmenti di nervo di 1-3 mm e le terminazioni del nervo tagliate sono state bagnate con gocce di cianoacrilato per evitare una ri-unione dei lembi tagliati.
Le false operazioni sono state svolte similmente ad una normale operazione chirurgica, come descritto precedentemente, ma i nervi non sono stati tagliati.
Figura 2.2- Schema dell’intervento chirurgico. S1: punto del taglio dei nervi olfattivi; S2: punto del taglio del ramo oftalmico del trigemino (V1). (da Mora et al., 2004).
Statistica
Serie 1
Le direzioni di svanimento degli individui di ciascun gruppo sono state raggruppate in
distribuzioni circolari, per le quali sono stati ricavati i seguenti parametri: α: direzione del
vettore medio; r: lunghezza del vettore medio (0<r<1, un valore di r maggiore indica una
minore dispersione della distribuzione intorno al vettore medio) e una homeward
component hc (hc= r*cos (α-β) dove β è la direzione di casa): componente del vettore medio allineata con la direzione di casa.
Le distribuzioni delle direzioni di svanimento sono stati analizzati con il test di Rayleigh e con il V-test, quest’ultimo tiene conto della direzione di casa come direzione attesa (Batschelet, 1981).
I tre gruppi sperimentali sono stati confrontati applicando un’analisi della varianza non parametrica (test di Kruskall-Wallis). Per valutare le differenze di dispersione tra gruppi, il test è stato applicato alla differenza angolare assoluta tra la direzione di svanimento di ciascun individuo e il vettore medio del gruppo. Un altro confronto è stato fatto sulla differenza angolare tra la direzione di svanimento di ogni soggetto e la direzione di casa per verificare le differenze tra i gruppi nell’orientamento rispetto alla direzione di casa (Wallraff, 1979).
I tempi di svanimento e di homing sono stati analizzati con il test di Kruskall-Wallis. Le prestazioni di homing sono state considerate in modo seguente: per i colombi tornati nel giorno del rilascio, è stato calcolato il tempo impiegato nello homing ed è stata quindi ricavata la velocità di rientro; inoltre sono stati annotati i colombi tornati in tempi successivi al giorno di rilascio (giorno dopo, più tardi) e colombi mai tornati (persi).
Il test di Dunn è stato applicato per un’analisi post hoc (Zar, 1984).
Poiché i rilasci sono stati effettuati con individui diversi, le direzioni di svanimento sono state cumulate in un’unica distribuzione, dopo averle trasformate in angoli rispetto alla direzione di casa posta a 360°.
Serie 2
I tracciati individuali sono stati ricavati dal software Mapinfo Professional 7.0 (One
Global View, Troy, NY 12180) e sono stati estratti i seguenti parametri: lunghezza del
tracciato, tempi di volo attivo (escludendo il tempo in cui l’animale era fermo) da cui sono state ricavate le velocità medie calcolata sul volo attivo, e le direzioni di volo in quattro intervalli di distanze: a 2, 10, 20, 30 km dal sito di rilascio. Sono state escluse dall’analisi i tracciati incompleti che non forniscono informazioni utili.
Le velocità medie dei due gruppi sperimentali sono stati confrontati con il Mann- Whitney U test.
Per confrontare le prestazioni di orientamento dei due gruppi sperimentali, è stato utilizzato il Mann-Whitney U test sulle deviazioni dalla direzione di casa a varie distanze.
L’orientamento di ogni gruppo è stato ottenuto dai tracciati e analizzato calcolando il vettore medio e la homeward component a varie distanze (2, 10, 20 e 30 km) dal sito di rilascio. Le distribuzioni sono state analizzate applicando il test di Rayleigh e V test. Le distribuzioni relative ai piccioni V1 e a quelli SS, sono state confrontate con il Watson U
2test.
Risultati
Serie 1
I tempi di svanimento dei tre gruppi di uccelli sono stati simili nel rilascio da Bolgheri (Kruskall-Wallis, P>0.5), ma significativamente diversi nel rilascio da Marinella (Kruskall-Wallis, P<0.01), con i piccioni anosmatici (ON) più lenti rispetto agli altri due gruppi (test di Dunn, ON vs V1, P<0.02; ON vs SS, P<0.05). Questa differenza si evidenzia dall’analisi dei dati cumulati (Kruskall-Wallis, P<0.1).
La distribuzione delle direzioni di svanimento degli piccioni SS è stata
significativamente orientata nel rilascio da Marinella (P<0.001 sia per il Rayleigh che per
il V-test, che tiene conto della direzione di casa), ma non da Bolgheri (P>0.5 per entrambe
Rayleigh e V-test). I colombi V1 mostrano distribuzioni significativamente orientati per entrambi i siti di rilascio in accordo con il Rayleigh test (Bolgheri: P<0.05; Marinella:
P<0.001) e nel rilascio da Marinella, in accordo con il V-test (Bolgheri: P>0.05; Marinella:
P<0.001). Gli uccelli ON sono stati significativamente orientati a Bolgheri, ma in una direzione opposta a quella di casa (Rayleigh test, P<0.001; V-test, P>0.5), e dispersi a caso a Marinella (P>0.5 sia per il Rayleigh che per il V-test).
Il particolare orientamento iniziale dei tre gruppi da Bolgheri merita una più dettagliata spiegazione. In esperimenti precedenti da questo sito (Benvenuti et al., 1992; Ioalè et al., 2000; Gagliardo et al., 2001a), i colombi mostravano una forte tendenza a volare verso Sud-Sud Ovest, una direzione bussolare preferita (PCD), tipica dei piccioni allevati nella stazione sperimentale di Arnino (Ioalè, 1995; Ioalè, 1996). Questa è di solito compensata dalla tendenza a volare verso casa in colombi di controllo, mentre prevale negli uccelli che mostrano un deterioramento delle capacità di homing. Questo spesso produce un orientamento iniziale verso Ovest per i piccioni capaci di navigare, come accade per i colombi V1, e un orientamento verso Sud per i piccioni incapaci di orientarsi, come accade per il gruppo ON. Quindi, mentre l’orientamento dei piccioni V1 e ON è in accordo con i precedenti dati registrati da Bolgheri, la dispersione dei piccioni SS è piuttosto inusuale.
Una differenza tra gruppi nell’orientamento delle direzioni allo svanimento è stato
osservato da Bolgheri, ma non da Marinella (Kruskall-Wallis, P<0.01 e P>0.5
rispettivamente). In particolare, da Bolgheri i colombi ON si sono orientati in modo
differente dai piccioni SS (test di Dunn, ON vs SS P<0.005; P>0.05 per gli altri
confronti). Una differenza significativa tra gruppi nella dispersione è risultata evidente
solo nel rilascio da Marinella (Krukall-Wallis, Marinella: P<0.0005; Bolgheri: P>0.1),
dove i soggetti ON hanno mostrato una maggiore dispersione rispetto agli altri due gruppi
(test di Dunn, ON vs V1 P<0.001; ON vs SS P<0.005).
L’analisi dei dati cumulati ha mostrato che entrambi gli SS e i V1, sono stati significativamente orientati in accordo sia con il Rayleigh che con il V-test e che i limiti di confidenza al 95 % di entrambe i vettori medi include la direzione di casa (vedi Tabella 2.1 e Figura 2.3). Gli ON invece esibiscono un vettore medio significativamente orientato (Rayleigh test, P<0.05) ma verso una direzione opposta a casa (V test, P>0.2);
infatti i limiti di confidenza al 95 % del vettore medio non includono la direzione di casa (vedi Tabella 2.1 e Figura 2.3). L’analisi sui dati cumulati ha mostrato una differenza tra i gruppi negli orientamenti delle direzioni di svanimento (Kruskall-Wallis, P<0.05), con gli individui ON diversamente orientati dai piccioni SS (test di Dunn, P<0.02).
Le prestazioni homing sono riportate in Tabella 2.1 e Figura 2.4. Per entrambi i siti di rilascio, gli ON hanno mostrato prestazioni di homing significativamente peggiori sia dei V1 che degli SS (test di Dunn, da Bolgheri: P<0.001 per entrambi i confronti; da Marinella: ON vs V1, P<0.001; ON vs SS, P<0.05).
Dai risultati dei dati cumulati si può notare che solo 4 su 24 ON sono tornati a casa,
mentre sono tornati 23 su 24 V1 e 23 su 24 SS (test di Dunn, P<0.001 per entrambi i
confronti). Non è emersa nessuna differenza statistica dai confronti tra i colombi V1 e i
SS, sebbene i piccioni V1 tendono a volare a casa più velocemente rispetto ai colombi
SS.
Sito di rilascio T N n α α α α R Hc vt hp
SS
12 12 098° 0.18 -0.10 4’ 01’’ 2.7V1
12 10 245° 0.56* -0.01 3’ 45”’ 6.6Bolgheri 05/08/05
336° km 54,8 ON
12 11 183° 0.91*** -0.81 3’ 37’’ PersoSS
12 12 173° 0.84*** +0.79*** 2’ 49’’ g. dopoV1
12 11 182° 0.85*** +0.75*** 2’ 56’’ 6.6Marinella 13/08/05
154° km 57,4 ON
12 11 145° 0.02 +0.02 4’ 33’’ PersoSS
24 24 031° 0.41* +0.35** 3’ 38” g. dopoV1
24 21 351° 0.39* +0.39** 3’ 01” 6.6Risultati cumulati
ON
24 22 208° 0.44* -0.39 4’ 12” PersoTabella 2.1- Serie 1- Sintesi dei risultati. T: trattamento; SS: controlli falsi operati; V1: piccioni con il ramo oftalmico del trigemino tagliato; ON: piccioni con i nervi olfattivi tagliati. N: numero di uccelli rilasciati; n:
numero di individui di cui si è registrato l’orientamento iniziale; α: direzione del vettore medio; r: lunghezza del vettore medio; hc: homeward component; vt: mediana dei tempi di svanimento; hp: homing performance:
mediana della velocità di homing in km/h riportata per gli individui rientrati in voliera il giorno del rilascio;
g. dopo: quando più della metà del gruppo è tornato il giorno successivo il rilascio; Perso: quando più della metà del gruppo non ha fatto rientro; asterischi nelle colonne r ed hc indicano i risultati del Rayleigh e V-test rispettivamente *, **, ***: P<0.05, P<0.01 e P<0.001 rispettivamente.
Figura 2.3- Serie 1- Diagrammi degli orientamenti iniziali cumulati dei tre gruppi sperimentali considerando come direzione di casa 360°; SS: controlli falsi operati; V1: colombi con il ramo oftalmico del trigemino leso; ON: colombi con resezione bilaterale dei nervi olfattivi. n: numero di individui; α: direzione del vettore medio; r: lunghezza del vettore medio; punti in nero nei diagrammi: individui rilasciati da Marinella, punti in bianco nei diagrammi: individui rilasciati da Bolgheri; H: direzione di casa; la freccia nei diagrammi rappresenta la distribuzione del vettore medio; le linee dentro il diagramma delimitano l’intervallo di confidenza al 95% della distribuzione.
Figura 2.4- Serie 1- Grafico delle prestazioni di homing dei due rilasci cumulati. Per gli uccelli che sono tornati il giorno stesso del rilascio sperimentale, sono state ricavate le velocità di homing in km/h. E’stato riportato anche il numero dei colombi rientrati il giorno dopo il rilascio, e nei giorni successivi (più tardi), ed anche gli individui persi. SS: controlli falsi operati; V1: colombi con il ramo oftalmico del trigemino leso;
ON: colombi con resezione bilaterale dei nervi olfattivi.
Serie 2
Rilascio da Marinella: Su sette piccioni SS rilasciati da Marinella, due uccelli non sono tornati in voliera, per un altro il GPS data logger non ha registrato dati e un piccione è rimasto in prossimità del sito di rilascio per oltre 40 minuti per cui la batteria del GPS si è scaricata prima che il piccione ripartisse. Quest’ultima rotta non è stata inserita nelle figure ma è stato comunque considerato l’orientamento iniziale a 2 km. Pertanto per i colombi SS abbiamo ottenuto tre rotte mostrate in Figura 2.5 a-c. Per un piccione SS abbiamo il tracciato completo dal sito di rilascio a casa (Figura 2.5 a). Le rotte mostrate in Figura 2.5 b,c sono inizialmente orientate verso Sud-SudOvest, ma dopo 18,6 e 32,2 km rispettivamente i due colombi ritornano verso il sito di rilascio. Purtroppo il successivo volo di homing non è stato documentato poiché lo strumento satellitare ha esaurito le batterie dopo circa tre ore. Sia i tracciati completi che quelli incompleti hanno mostrato che i piccioni si orientano verso la direzione di casa, seguendo la linea di costa come già documentato da altri autori (Bonadonna et al., 1997). Degli otto colombi V1 rilasciati da Marinella sono stati ottenuti tutti i tracciati di homing (Figure 2.5 d-i, 2.6 a,b), sebbene per tre piccioni le rotte di homing non siano complete (Figure 2.5 i; 2.6 a,b). Le rotte complete ed incomplete mostrano un orientamento verso Sud-Est sulla linea di costa, similmente al comportamento dei piccioni SS.
I confronti delle velocità medie dei piccioni SS e V1 non rivelano differenze significative tra i due gruppi (SS N=3; V1 N=8; mediane delle velocità medie 54.5 e 50.5 km/h per SS e V1 rispettivamente; Mann-Whitney U test, P>0.1).
L’orientamento degli uccelli a diverse distanze dal punto di rilascio sono riportate in
Tabella 2.2. Si può notare che a 2 km i colombi SS (N=4), non mostrano un orientamento
verso la direzione di casa mentre i V1 (N=8) sono già orientati verso casa. A distanze
maggiori gli individui di entrambi i gruppi di cui abbiamo le rotte sono ben orientati verso casa.
Figura 2.5-Serie 2- Tracciati da Marinella. In blu i tracciati dei colombi falsi operati (SS); in rosso i percorsi dei piccioni con il ramo oftalmico del nervo trigemino leso (V1). Altre spiegazioni nel testo.
Figura 2.6-Serie 2- Tracciati da Marinella di colombi V1. Didascalia come in Figura 2.5.
Rilascio da Bolgheri. Di otto piccioni SS rilasciati da Bolgheri, uno non è tornato, due si sono posati subito dopo il lancio e la batteria del GPS si è scaricata prima che il colombo ripartisse. Quindi abbiamo ottenuto cinque tracciati (Figura 2.7), due dei quali sono interrotti non lontano dal punto di rilascio poiché gli uccelli si sono fermati e la batteria dello strumento satellitare si è scaricata (Figura 2.7 d,e). Tutti i piccioni falsi operati si sono orientati verso Nord subito dopo il rilascio, eccetto l’individuo il cui tracciato è mostrato in Figura 2.7 e. Infatti, questo piccione si è diretto verso Sud per circa 4 km, e successivamente ha invertito la rotta verso Nord.
Sebbene per gli altri colombi SS abbiamo ottenuto percorsi di homing più lunghi, nessuno di loro è stato completo (Figura 2.7).
Due degli otto colombi V1 si sono fermati immediatamente dopo il rilascio e quindi le
loro rotte non sono state inserite nelle figure. Tuttavia, la direzione registrata a 2 km di una
di queste rotte, è stata considerata nella statistica. Le rotte dei colombi V1 sono mostrate
nella Figura 2.8. Un piccione (Figura 2.8 c) vola inizialmente verso casa per circa 20,6 km
e quindi inverte la rotta volando verso Sud, superando il sito di rilascio per 13,3 km.
Successivamente il colombo si è fermato e il GPS si è scaricato. Un altro piccione (Figura 2.8 e) si è orientato inizialmente verso Sud-Ovest ma ha invertito la rotta verso Nord per 24,4 km, per poi dirigersi nuovamente verso Sud e di quindi a Nord. Come per il precedente, questo piccione si è fermato e la batteria del GPS si è scaricata prima che riprendesse il volo. Questo individuo non è tornato a casa, ma ha trovato rifugio in una voliera di un colombofilo non distante dal sito di rilascio, quindi, evidentemente, successivamente deve aver invertito nuovamente la rotta per tornare a Sud. Gli altri quattro uccelli (Figura 2.8 a,b,d,f) mostrano un chiaro orientamento verso casa, nonostante solo un percorso di homing sia completo.
I confronti delle velocità medie degli individui SS e V1 non rivelano differenze significative tra i due gruppi (SS N=3; V1 N =6 mediane della velocità media 51.0 e 52.5 km/h per SS e V1 rispettivamente; Mann-Whitney U test, P>0.1).
L’orientamento a diverse distanze dal sito di rilascio degli uccelli appartenenti ai due
gruppi sono riportate in Tabella 2.2. Si può osservare che a tutte le distanze considerate
entrambi i gruppi sono orientati verso casa.
Figura 2.7- Serie 2. Tracciati da Bolgheri di colombi SS. Spiegazioni nel testo.
Figura 2.8- Serie 2- Tracciati da Bolgheri dei colombi V1. Spiegazioni nel testo.
Rilascio da Empoli. Tutti gli uccelli (N=9 SS e N=17 V1) rilasciati da Empoli sono tornati alla loro voliera. Un GPS data logger su un piccione V1 non ha registrato dati e la rotta di un piccione SS non è stata considerata poiché molto corta. Quindi abbiamo ottenuto otto rotte di piccioni SS (Figure 2.9-2.10), tre dei quali si sono interrotte prima che i piccioni arrivassero a casa. In Figura 2.9 e in Figura 2.10 a sono mostrati i tracciati completi fino ad Arnino. I tracciati riportati in Figura 2.9 b,c rivelano che questi due piccioni SS e un V1 (Figura 2.11 b) hanno volato insieme. Ma mentre l’individuo SS in Figura 2.9 c e il piccione V1 (Figura 2.11 b) arrivano in voliera insieme, il colombo in Figura 2.9 b si ferma a 10 km da Arnino e torna a casa più tardi e da solo. Dai tempi di rilascio dei tre uccelli è ragionevole supporre che l’ultimo ad essere rilasciato (piccione SS in Figura 2.9 b) è stato seguito dagli altri. Quindi nell’analisi statistica è stato considerato solo quest’ultimo individuo. Gli uccelli nella Figura 2.9 b,c, deviano verso Nord e quindi i tracciati mostrano un orientamento verso Ovest. Successivamente, vicino alla costa, gli uccelli si dirigono a Ovest-SudOvest. Gli altri piccioni di controllo nelle Figure 2.9 e 2.10 mantengono la loro rotta verso Ovest-SudOvest. Un piccione SS con una rotta piuttosto corta (Figura 2.10 d) si è orientato verso casa, ma dopo circa 10 km ha invertito la rotta, tornando verso il sito di rilascio per poi fermarsi un intero giorno. Il tracciato del colombo SS in Figura 2.10 c, sebbene non completo, ha mostrato un chiaro orientamento verso Ovest per circa 30 km dal sito di rilascio, dove si è fermato. Anche il piccione in Figura 2.10 b è ben orientato verso casa e il percorso si interrompe in prossimità della voliera.
Le rotte dei colombi V1 sono mostrate nelle Figure 2.11; 2.12; 2.13; 2.14. Tra gli otto
tracciati non completi, sette sono lunghe a sufficienza per rilavare un chiaro orientamento
degli uccelli verso Ovest. Anche gli uccelli con tracciati completi dal sito di rilascio ad
Arnino, sono sempre orientati verso casa.
I confronti sulle velocità medie tra piccioni SS e V1 non hanno rilevato differenze significative tra i due gruppi (SS N=8; V1 N=15 mediane della velocità media 49,1 e 47,4 km/h per SS e V1 rispettivamente; Mann-Whitney U test, P>0.1).
L’orientamento degli uccelli a differenti distanze dal sito di rilascio è riportato in Tabella
2.2. Entrambe i gruppi risultano essere significativamente orientati a tutte le distanze
considerate, eccetto per i piccioni SS a 2 km dal sito di rilascio. Alle altre distanze
entrambi i gruppi mostrano un orientamento verso la direzione di casa.
Figura 2.9-Serie 2- Tracciati da Empoli di colombi SS. Spiegazioni nel testo.
Figura 2.10- Serie 2- Tracciati da Empoli di colombi SS. Spiegazioni nel testo.
Figura 2.11- Serie 2- Tracciati da Empoli di colombi V1. Spiegazione nel testo.
Figura 2.12- Serie 2- Tracciati da Empoli di colombi V1. Spiegazione nel testo.
Figura 2.13-Serie 2-Tracciati da Empoli di colombi V1. Spiegazione nel testo.
Figura 2.14- Serie 2-Tracciati da Empoli di colombi V1. Spiegazione nel testo.
Rs D T n α α α α r hc U
2SS 4 346° 0.10 -0.10
2 km
V1 8 131° 0.79** +0.73**N.S.
SS 3 121° 0.99 +0.83
10 km
V1 8 124° 0.99*** +0.86**---
SS 2 126° 0.99 +0.89
20 km
V1 8 130° 0.99*** +0.91***
---
SS 2 134° 0.99 +0.94
Marinella 154°
57.4 km
30 km
V1 7 138° 0.99*** +0.96***---
SS 6 332° 0.54 +0.54*
2 km
V1 7 323° 0.55 +0.54*N.S.
SS 3 340° 0.99* +0.99***
10 km
V1 6 342° 0.99*** +0.99***
---
SS 3 336° 0.99* +0.99***
20 km
V1 6 336° 0.99*** +0.99***---
SS 2 342 0.99 +0.99***
Bolgheri 336°
54.8 km
30 km
V1 3 350 0.99* +0.96*** ---SS 8 284° 0.38 +0.35
2 km
V1 15 271° 0.81*** +0.80***
N.S.
SS 6 276° 0.87** +0.85**
10 km
V1 13 271° 0.91*** +0.89***N.S.
SS 5 276° 0.95** +0.92**
20 km
V1 12 263° 0.98*** +0.98***N.S.
SS 4 265° 0.94* +0.94***
Empoli 262°
50 km
30 km
V1 11 259° 0.99*** +0.99***
N.S.
Tabella 2.2- Serie 2- Orientamento a diverse distanze. rs: sito di rilascio; D: distanze; T: trattamenti: SS:
controlli falsi operati; V1: colombi operati al nervo trigemino; α: direzione del vettore medio; r: lunghezza del vettore medio; hc: homeward component; U2: risultati del Watson U2 test; asterischi nelle colonne r ed hc indicano i risultati del Rayleigh e V-test rispettivamente; *, **, ***: p<0.05, p<0.01 e p<0.001 rispettivamente.
Discussione
Gli esperimenti della Serie 1 hanno mostrato un drammatico deterioramento delle
prestazioni di homing dei piccioni che hanno subito il taglio bilaterale dei nervi olfattivi,
mentre né la falsa operazione né il taglio bilaterale del ramo oftalmico dei nervo trigemino
ha avuto effetti sulla capacità dei colombi a tornare a casa (Serie 1 e 2).
Questi risultati contraddicono l’interpretazione dei dati riportati in Mora e collaboratori (2004) nell’esperimento di condizionamento magnetico, considerando che il trattamento e le procedure chirurgiche sono identiche. Sebbene lo studio di Mora e colleghi (2004) ha dimostrato che la magnetorecezione può essere mediata dal ramo oftalmico del trigemino (V1), nel loro esperimento non viene valutato il ruolo delle informazioni magnetiche in un compito di navigazione in condizioni naturali. Inoltre l’effetto negativo della resezione del nervo olfattivo (ON) mostrato nel loro studio, non è sorprendente dato che le informazioni olfattive non sono importanti in un compito di discriminazione magnetica. Nel presente esperimento sia nella Serie 1 che nella Serie 2 i risultati mostrano che un “senso magnetico” mediato dal trigemino (Fleissner et al., 2003; Mora et al., 2004; Williams &
Wild, 2001; Winkelhofer et al., 2001) non è necessario per tornare a casa da luoghi non familiari, almeno in colombi inesperti come quelli da noi usati.
Un’importante implicazione dei risultati di questo studio è che il drammatico deterioramento delle capacità navigazionali dei colombi resi anosmatici attraverso differenti metodi e rilasciati da luoghi non familiari, non può essere attribuibile ad un danneggiamento accidentale del trigemino e del recettore magnetico del becco come ipotizzato da Mora e colleghi (2004), poiché la procedura chirurgica adottata consentiva la resezione selettiva dei nervi. Poiché i colombi ON non riescono ad orientarsi e a tornare a casa nonostante avessero il sistema trigeminale intatto, risulta chiaro che la magnetorecezione mediata dal trigemino non è sufficiente per la navigazione, convalidando così i risultati ottenuti in precedenza in esperimenti di deprivazione olfattiva (vedi Wallraff, 2005a per una bibliografia approfondita).
Questi risultati non solo confermano in modo chiaro le numerose evidenze di un
drammatico effetto della resezione del nervo olfattivo sull’orientamento e sullo homing dei
colombi (Papi, 1991; Wallraff, 2005a), ma contraddicono l’ipotesi dell’esistenza di una
mappa magnetica basata sulla magnetorecezione mediata dal ramo oftalmico del trigemino
(Williams & Wild, 2001; Winkelhofer et al., 2001; Fleissner et al., 2003). Tuttavia, questi
risultati non sono in contrasto con l’esistenza della percezione magnetica mediata dal ramo
oftalmico del trigemino e verificata negli esperimenti di condizionamento (Mora et al.,
2004). Per quanto riguarda la funzione del recettore magnetico del becco in natura, resta
aperta la possibilità che il magnetorecettore possa essere coinvolto per determinare una
direzione bussolare basata su informazioni geomagnetiche (Wallraff, 2005a) o per
percepire anomalie magnetiche che potrebbero condizionare i percorsi di homing (Walcott,
2005; Wiltschko & Wiltschko, 2003b).
2.1.3 Esperimento 2: Studio sull’uso di una mappa navigazionale su base magnetica successivamente ad un periodo di addestramento.
Come già detto nel precedente esperimento evidenze anatomiche ed esperimenti di condizionamento hanno recentemente suggerito che i magnetorecettori sono localizzati nella parte superiore del becco dei colombi, regione innervata dal ramo oftalmico del nervo trigemino (Williams & Wild, 2001; Fleissner et al., 2003; Mora et al., 2004). Abbiamo però dimostrato che la resezione del ramo oftalmico del trigemino in piccioni inesperti non ha effetti sulle loro capacità navigazionali, mentre la resezione bilaterale del nervo olfattivo li rende incapaci di tornare alla colombaia (Gagliardo et al., 2006).
Alcuni autori hanno proposto che quando le condizioni ambientali forniscono stimoli olfattivi insufficienti, i piccioni possono sviluppare una mappa di navigazione basata su stimoli magnetici (Wiltschko et al., 1987; Walcott, 2005). Pertanto la natura degli stimoli disponibili durante lo sviluppo delle capacità navigazionali determinerebbe la natura degli stimoli utilizzati per navigare.
Per rispondere a questo quesito abbiamo saggiato le abilità navigazionali di colombi
adulti privati dell’olfatto o della magnetorecezione da giovani, quando non avevano ancora
sviluppato un sistema navigazionale. Successivamente alla chirurgia questi colombi sono
stati sottoposti ad un intensivo programma di voli di addestramento fino a 10 km dalla
voliera in differenti direzioni. La prima serie di rilasci sperimentali, è stata condotta da tre
località sconosciute agli animali situate a 50-60 km di distanza dalla voliera. I colombi
ritornati da questo primo rilascio, sono stati nuovamente liberati in una seconda serie di
rilasci da tre siti non familiari a distanze tra i 70 e i 110 km da Arnino in differenti
direzioni.
Materiali e Metodi
Soggetti e rilasci
In questo esperimento sono stati utilizzati 141 giovani colombi (Columba livia) nati nello stesso anno dell’esperimento (2007) e allevati in voliere nella Stazione Sperimentale del Dipartimento di Biologia dell’Università di Pisa (Arnino, S. Piero a Grado, a 10 km Sud-Ovest da Pisa).
A circa un mese di età, i colombi sono stati sottoposti ai tre diversi trattamenti chirurgici e quindi divisi nei seguenti tre gruppi sperimentali:
i) ON (N=47): colombi sottoposti a resezione bilaterale dei nervi olfattivi
ii) V1 (N=44): colombi sottoposti a taglio bilaterale del ramo oftalmico del nervo trigemino
iii) C (N=50): colombi non manipolati.
Successivamente alla chirurgia, gli animali sono stati sottoposti ad un periodo di addestramento durato circa tre mesi: gli individui dei tre gruppi sperimentali sono stati rilasciati 22 volte in gruppo da località poste in direzioni diverse e a distanze progressivamente maggiori entro un range di 10 km rispetto la voliera.
Alla fine del programma di addestramenti i colombi tornati (40 ON; 40 V1; 44 C) sono stati sottoposti ai rilasci sperimentali dai luoghi non familiari.
Serie 1: rilasci a distanze entro 60 km dalla voliera
I tre siti di rilascio della Serie 1 erano sconosciuti agli animali e disposti in direzioni diverse rispetto alla voliera a distanze tra i 50-60 km dalla voliera:
i) Bolgheri a Sud (54,8 km e 336°): C, N=15; ON, N=14; V1, N=14.
ii) Agliana a Est (59,6 km, 242°) C, N =15; ON, N=13; V1, N=13.
iii) Marinella a Nord (57,4 km, 154°) C, N=14; ON, N=13; V1, N=13.
Serie 2: rilasci a distanze oltre i 60 km dalla voliera.
I colombi rientrati dai rilasci della Serie 1, sono stati nuovamente divisi per essere liberati da altri tre siti di rilascio a distanze maggiori rispetto alle località precedenti. I siti scelti sono stati entro un range di 70-110 km di distanza dalla voliera.
i) Il Lupo a Sud-Est (105,3 km, 326°) C, N=15; ON, N=8; V1, N=12.
ii) Torre a castello a Est (106,5 km, 292°) C, N=15; ON, N=8; V1, N=12.
iii) Filattiera a Nord (79,3 km, 157°) C, N=14; ON, N=7; V1, N=12.
Tutti i rilasci sono stati svolti con sole visibile e vento assente, fatta eccezione del rilascio da Bolgheri in cui il vento era circa di 2-3 m/s. Per altri dettagli sui metodi vedi l’esperimento precedente.
Chirurgia
La metodologia applicata per operare i colombi (approvata dal Comitato Etico per la Sperimentazione Animale dell’Università di Pisa, C.A.S.A.) è identica a quella utilizzata in Mora et al., 2004 e descritta nel precedente esperimento in questa tesi (vedi § 2.1.2) ed è stata condotta dalla stessa persona (J.M. Wild).
Per evitare la rigenerazione dei nervi è stato apposto del cemento dentale sopra le estremità tagliate.
Alla fine degli esperimenti tutti i colombi lesi ai nervi olfattivi tornati e 16 colombi lesi
al trigemino sono stati sacrificati per osservare una eventuale rigenerazione dei nervi.
Statistica
Le procedure statistiche usate sono quelle descritte per il precedente esperimento. Sono state condotte due analisi statistiche: nella prima sono stati considerati tutti i colombi, nella seconda sono stati esclusi i colombi che presentavano rigenerazione dei nervi.
Risultati
Risultati relativi a tutti i colombi rilasciati
I risultati dei singoli rilasci della Serie 1 (Bolgheri, Agliana e Marinella) sono riportati in Tabella 2.3. La distribuzione delle direzioni di svanimento dei piccioni C è significativamente orientata nei tre rilasci sperimentali (P<0.001 sia per il Rayleigh che per il V-test, che tiene conto della direzione di casa). I colombi V1 mostrano distribuzioni significativamente orientate in tutti i saggi sperimentali sia in accordo con il Rayleigh test (Bolgheri e Agliana: P<0.001; Marinella: P<0.01) che con il V-test (Bolgheri e Agliana:
P<0.001; Marinella P<0.01). La distribuzione dei colombi ON rilasciati da Bolgheri era significativamente orientata in accordo sia con il Rayleigh che con il V-test (P<0.001 per entrambi). Nei rilasci da Marinella e da Agliana i colombi anosmatici hanno mostrato distribuzioni non diverse da una casuale in accordo con il Rayleigh e il V-test (P>0.2). I confronti tra gruppi non hanno rivelato differenze significative sia nell’orientamento che nella dispersione delle distribuzioni (Kruskal-Wallis, P>0.05) nei rilasci della Serie 1.
Le mediane delle velocità di homing sono riportate in Tabella 2.3. Mentre quasi tutti i
colombi appartenenti ai gruppi C e V1 hanno fatto rientro alla colombaia, circa la metà dei
piccioni anosmatici sono andati perduti. Il test di Kruskall-Wallis ha evidenziato differenze
significative nelle prestazioni di homing dei colombi rilasciati da Bolgheri (P<0.01) e da
Agliana (P<0.001), ma non da Marinella (P>0.2). Il test di Dunn ha rivelato che gli anosmatici sono significativamente peggiori (P<0.05) sia dei controlli che dei lesi al trigemino in entrambi i rilasci.
In Tabella 2.3 sono riportate le mediane dei tempi di svanimento dei tre gruppi sperimentali. Il test di Kruskall-Wallis ha rivelato una differenza significativa nei tempi di svanimento nei rilasci da Bolgheri (P<0.001) e da Agliana (P<0.05). Infatti gli anosmatici tendono a svanire più lentamente degli altri due gruppi sperimentali (test di Dunn, Bolgheri: ON vs V1, P<0.001, ON vs C, P<0.02; Agliana: ON vs V1, P<0.05).
I risultati dei rilasci della Serie 2 (Torre a Castello, Il Lupo, Filattiera) sono riportati in Tabella 2.4. La distribuzione delle direzioni di svanimento dei piccioni C è significativamente orientata nei tre rilasci sperimentali (P<0.001 sia per il Rayleigh che per il V-test). I colombi V1 mostrano distribuzioni significativamente orientate nei tre saggi sperimentali sia in accordo con il Rayleigh test che con il V test (P<0.001). La distribuzione dei colombi ON non è risultata significativamente diversa da una casuale in accordo con il Rayleigh test nei tre rilasci, mentre il V-test ha rivelato un orientamento significativo nel rilascio da Torre a Castello (P<0.05). I confronti tra gruppi hanno rivelato differenze significative nell’orientamento solo nel rilascio da Il Lupo (Kruskal-Wallis, P<0.05), poiché gli anosmatici sono orientati diversamente sia dai controlli che dai lesi al trigemino (test di Dunn, P<0.05). L’ANOVA non parametrica non ha rivelato differenze significative nella dispersione tra i tre gruppi nei tre i rilasci sperimentali.
Le mediane delle velocità di homing sono riportate in Tabella 2.4. Il test di Kruskall-
Wallis non ha evidenziato differenze significative nelle prestazioni di homing dei colombi
nei tre rilasci sperimentali.
Le mediane dei tempi di svanimento dei tre gruppi sperimentali sono riportate in Tabella 2.4. L’analisi statistica non ha messo in evidenza differenze significative nel tempo impiegato a svanire tra i tre gruppi sperimentali nei tre sisti di rilascio.
I risultati delle cumulazioni delle due Serie sperimentali sono riportate in Tabella 2.5 e nelle Figure 2.15-2.16. Sia nella Serie 1 che nella Serie 2 i colombi di controllo e i colombi lesi al trigemino si sono orientati in una direzione vicina a quella di casa (Rayleigh e V- test, P<0.001). Al contrario le distribuzioni dei colombi anosmatici non sono diverse da una casuale in entrambe le Serie cumulate. I confronti tra i gruppi rivelano una differenza significativa nella dispersione delle distribuzioni di entrambe le Serie cumulate (Kruskall- Wallis, P<0.005), poiché gli anosmatici sono significativamente più dispersi degli altri due gruppi sperimentali (test di Dunn, Serie 1: ON vs C, e ON vs V1, P<0.001; Serie 2: ON vs C, P<0.05, ON vs V1, P<0.005). Al contrario non sono state osservate differenze nell’orientamento tra i gruppi.
Per quanto riguarda le prestazioni di homing, sia nella prima Serie che nella seconda Serie di rilasci il Kruskall-Wallis ha rivelato differenze significative tra i gruppi (Serie 1:
P<0.001; Serie 2: P<0.05). I colombi anosmatici sono risultati signicativamente peggiori dei lesi al trigemino in entrambe le Serie sperimentali (test di Dunn, Serie 1: P<0.005, Serie 2: P<0.01), e dei controlli nella Serie 1 (test di Dunn, P<0.001).
Nel complesso, i colombi anosmatici hanno impiegato tempi più lunghi a svanire dalla vista dell’osservatore degli altri due gruppi sperimentali quando saggiati da media distanza (Kruskall-Wallis, P<0.001; test di Dunn, ON vs V1, P<0.002; ON vs C, P<0.01).
Risultati ottenuti dopo l’esclusione dei colombi che presentavano rigenerazione dei nervi
Il controllo sulla rigenerazione dei nervi ha rivelato che nessun colombo sottoposto a
resezione del ramo oftalmico del trigemino ha presentato rigenerazione. Al contrario tutti
gli 11 colombi del gruppo ON ritornati a casa hanno presentato rigenerazione completa dei nervi olfattivi, che sono riscresciuti aggirando il cemento dentale applicato durante la chirurgia. Questi colombi sono stati esclusi dall’analisi statistica.
La distribuzione dei colombi ON (vedi ON2 in Tabella 2.3) rilasciati da Bolgheri è significativamente orientata in accordo sia con il Rayleigh (P<0.05) che con il V test (P<0.01). Nei rilasci da Marinella e da Agliana i colombi anosmatici hanno mostrato distribuzioni non diverse da una casuale in accordo con il Rayleigh e il V test (P>0.2).
Nei rilasci della Serie 1 i confronti tra gruppi non hanno rivelato differenze significative nella dispersione delle distribuzioni (Kruskal-Wallis, P>0.05), mentre da Agliana è risultata una differenza significativa nell’orientamento (Kruskall-Wallis, P<0.05), poiché i colombi anosmatici sono orientati diversamente sia dai colombi lesi al nervo trigemino che dai controlli (test di Dunn, P<0.05 in entrambi i confronti).
Per quanto riguarda le prestazioni di homing, il test di Kruskall-Wallis ha evidenziato differenze significative nei gruppi sperimentali nei tre rilasci da media distanza (Bolgheri:
P<0.002; Agliana: P<0.001; Marinella: P<0.05). Il test di Dunn ha rivelato che gli anosmatici hanno prestazioni di homing significativamente peggiori dei controlli nei tre tests sperimentali (Bolgheri: P<0.005; Agliana: P<0.001; Marinella: P<0.05). Inoltre da Bolgheri le prestazioni di homing degli anosmatici sono significativamente peggiori anche di quelle dei colombi con il trigemino reciso (test di Dunn, P<0.005).
I tempi di svanimento sono risultati significativamente diversi nei tre gruppi sperimentali saggiati da Bolgheri (Kruskall-Walllis, P<0.001) e da Agliana (Kruskall- Walllis, P<0.05), poichè gli anosmatici tendono a svanire più lentamente degli altri due gruppi sperimentali (test di Dunn, Bolgheri: ON vs V1, P <0.001; ON vs C, P <0.02;
Agliana: ON vs V1, P<0.05).
Nei rilasci della Serie 2 le distribuzioni dei colombi ON (vedi ON2 in Tabella 2.4) hanno un ‘n’ troppo basso per poter applicare i test statistici di Rayleigh e V-test. I confronti tra gruppi hanno rivelato differenze significative nell’orientamento solo nel rilascio da Il Lupo (Kruskal-Wallis, P<0.02), poiché gli anosmatici sono orientati diversamente sia dai controlli che dai lesi al trigemino (Test di Dunn, P<0.02 per entrambi i confronti). L’ANOVA non parametrica non ha rivelato differenze significative nella dispersione tra i tre gruppi nei tre i rilasci sperimentali.
Le mediane delle velocità di homing dei colombi anosmatici sono riportate in Tabella 2.4 (vedi ON2). Circa la metà dei piccioni anosmatici sono andati perduti. Il test di Kruskall-Wallis ha evidenziato differenze significative nelle prestazioni di homing dei colombi in due dei tre rilasci sperimentali (Torre a Castello: P<0.02; Il Lupo: P<0.01). Il test di Dunn ha rivelato che gli anosmatici hanno prestazioni di homing significativamente peggiori dei colombi con il nervo trigemino tagliato sia da Torre a Castello (P<0.02) che da il Lupo (P<0.01); mentre da Il Lupo le prestazioni di homing degli anosmatici sono significativamente peggiori anche di quelle dei controlli (test di Dunn, P<0.05).
L’analisi statistica non ha messo in evidenza differenze significative nel tempo impiegato a svanire tra i tre gruppi sperimentali nei tre siti di rilascio (per i valori delle mediane vedi Tabella 2.4).
I risultati delle cumulazioni delle due Serie sperimentali sono riportate in Tabella 2.5 e
nelle Figure 2.15-2.16. Sia nella Serie 1 che nella Serie 2 le distribuzioni dei colombi
anosmatici (vedi ON2 in Tabella 2.4 nelle Figure 2.15; 2.16) non sono diverse da una
casuale. In entrambe le Serie cumulate il Kruskall-Wallis ha rivelato una differenza
significativa nella dispersione delle distribuzioni (P<0.002). Infatti gli anosmatici sono
significativamente più dispersi degli altri due gruppi sperimentali (test di Dunn, Serie 1:
ON vs C, e ON vs V1, P<0.001; Serie 2: ON vs C, P<0.02, ON vs V1, P<0.001). Al contrario non sono state osservate differenze tra i gruppi nell’orientamento.
In entrambe le Serie sperimentali l’analisi delle cumulazioni delle prestazioni di homing ha rivelato differenze significative tra i gruppi (Kruskall-Wallis, P<0.001 per entrambe le Serie). Infatti i colombi anosmatici presentano prestazioni di homing peggiori degli altri due gruppi sperimentali nei rilasci di entrambe le Serie (test di Dunn, P<0.001 per tutti i confronti).
Il Kruskall-Wallis ha mostrato differenze significative nei tempi di svanimento nei
rilasci della Serie 1 (P<0.001). Infatti nei rilasci da medie distanze i colombi anosmatici
hanno impiegato tempi più lunghi a svanire dalla vista dell’osservatore degli altri due
gruppi sperimentali (test di Dunn, ON vs V1 P<0.001; ON vs C P<0.005).
Serie 1 T N n α α α α r Hc Vt hp
C 15 15 319° 0.88*** +0.85*** 2’ 37’’ 27.9 V1 14 14 330° 0.91*** +0.90*** 2’ 07’’ 43.5 ON 14 13 311° 0.71*** +0.64*** 6’ 20’’ Persi
Bolgheri 08/08/2007 336° km 54,8
ON2 11 10 305° 0.64* +0.55** 4’ 21’’ Persi C 15 13 254° 0.79*** +0.77*** 4’ 28’’ 7.4 V1 13 13 255° 0.75*** +0.73*** 3’ 58’’ 5.5
ON 13 12 351° 0.29 -0.10 6’ 47’’ g. dopo
Agliana 10/08/2007 242° km 59,6
ON2 11 10 342° 0.54 -0.09 6’ 47’’ Persi
C 14 13 188° 0.71*** +0.59*** 3’ 51’’ 28.1 V1 13 13 187° 0.64** +0.54** 4’ 00’’ 11.3
ON 13 13 315° 0.17 -0.16 5’ 00’’ Più tardi
Marinella 11/08/2007 154° km 57,3
ON2 8 7 334° 0.44 -0.44 5’ 00’’ Più tardi
Tabella 2.3- Serie 1: Sintesi dei risultati. T: trattamento; C: controlli; V1: piccioni con il ramo oftalmico del trigemino tagliato; ON: piccioni con i nervi olfattivi tagliati; ON2: colombi con i nervi olfattivi tagliati considerati nell’analisi condotta escludendo i colombi che presentavano rigenerazione dei nervi olfattivi. N:
numero di uccelli rilasciati; n: numero di individui di cui si è registrato l’orientamento iniziale; α: direzione del vettore medio; r: lunghezza del vettore medio; hc: homeward component; vt: mediana dei tempi di svanimento; hp: homing performance: mediana della velocità di homing in km/h dei colombi rientrati il giorno stesso del rilascio; g. dopo: quando più della metà del gruppo è tornato il giorno successivo il rilascio;
Più tardi: quando più della metà del gruppo è tornato nei giorni successivi il rilascio; Persi: quando più della metà del gruppo non ha fatto rientro in voliera; asterischi nelle colonne r ed hc indicano i risultati del Rayleigh e V-test rispettivamente *, **, ***: p<0.05, p<0.01 e p<0.001 rispettivamente.
Serie 2 T N n α α α α r Hc Vt hp
C 15 13 299° 0.94*** +0.93*** 2’ 41” 12.6 V1 12 11 292° 0.96*** +0.96*** 2’ 32” 14.1
ON 8 8 315° 0.45 +0.42* 3’ 40” g.dopo
Torre a Castello 16/08/2007 292° km 106,5
ON2 4 4 333° 0.77 +0.58 4’ 47” Persi
C 15 12 327° 0.79*** +0.79*** 2’ 52” g. dopo V1 12 12 326° 0.89*** +0.87*** 2’ 42” 8.9
ON 8 8 223° 0.65 -0.15 3’ 12” Più tardi/
Persi
Il Lupo 17/08/2007 326° km 105,3
ON2 4 4 211° 0.52 -0.22 3’ 26” Persi
C 14 11 183° 0.83*** +0.74*** 4’ 25” g.dopo V1 12 11 172° 0.84*** +0.75*** 3’ 57” g. dopo
ON 7 6 244° 0.27 +0.24 4’ 41” Più tardi
Filattiera 23/08/2007 157° km 79,3
ON2 4 3 296° 0.77 -0.58 4’ 19” Persi
Tabella 2.4- Serie 2: Sintesi dei risultati. Spiegazioni come in Tabella 2.3.
T N n α α α α r Hc vt hp
C 44 41 006° 0.75*** +0.74*** 3’ 18” 24.8 V1 40 40 010° 0.74*** +0.73*** 3’ 23” 10.8
ON 40 38 001° 0.14 +0.13 5’ 05” Più tardi
Risultati Cumulati Serie 1
ON2 30 27 055° 0.09 +0.05 5’ 11” Persi
C 44 36 011° 0.84*** +0.83*** 2’ 55” g. dopo V1 36 36 005° 0.88*** +0.88*** 2’ 57” 9.2
ON 25 22 319° 0.14 +0.10 3’ 14” Più tardi/
Persi
Risultati Cumulati Serie 2
ON2 12 11 101° 0.15 -0.03 3’ 26” Persi
Tabella 2.5- Cumulazioni relative ai risultati della Serie 1 e Serie 2. Spiegazione come in Tabella 2.3.
Figura 2.15- Diagrammi di svanimento a: Serie 1: medie distanze b: Serie 2: grandi distanze. All’interno della circonferenza, i valori di r e di α. C: colmbi non manipolati; ON: colombi con i nerivi olfattivi tagliati;
ON2: colombi con i nervi olfattivi tagliati, nel diagramma e nell’analisi non sono considerati gli individui con i nervi rigenerati; V1: colombi con il ramo oftalmico del trigemino tagliato. I punti in bianco nel diagramma relativo ai colombi ON corrispondono agli individui che presentano rigenerazione del nervo olfattivo.
Figura 2.16- Grafici delle prestazioni di homing a): Serie 1; b) Serie 2. Per gli uccelli che sono tornati il giorno stesso del rilascio sperimentale sono state ricavate le velocità di homing (in km/h). E’stato riportato anche il numero dei colombi rientrati il giorno dopo il rilascio sperimentale e nei giorni successivi (più tardi), ed anche gli individui Persi. C: colombi intatti; V1: colombi con la resezione del ramo oftalmico del trigemino; ON; colombi con i nervi olfattivi tagliati. I triangoli in bianco nel grafico relativo al gruppo ON corrispondono agli individui che presentano rigenerazione dei nervi olfattivi.
