Polpi, granchi e usi alternativi di uno specchio

Un polpo californiano a due macchie (Octopus bimaculoides) si mimetizza tra rocce e organismi marini. © CallieSanDiego/inaturalist

I polpi hanno una discreta reputazione da guastafeste. In laboratorio possono smontare attrezzature che evidentemente non hanno superato il loro personale controllo qualità, come racconta David Toomey nel libro Nel regno del gioco: un polpo gigante del Pacifico, per esempio, ha smosso la ghiaia, tranciato le fascette che fissavano un filtro alla vasca e poi, non soddisfatto, ha fatto a pezzi il filtro stesso; in natura invece sono stati osservati mentre raccolgono conchiglie, limo o alghe e li scagliano usando un getto d’acqua, talvolta centrando altri polpi. Chiamarli “dispettosi” sarebbe attribuire loro intenzioni molto umane, cosa che probabilmente non hanno, ma è difficile resistere alla tentazione.

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Nonostante questo, sono animali molto studiati: esperimenti pubblicati su riviste di prima fascia come Science e Current Biology hanno documentato notevoli capacità di apprendimento e manipolazione dell’ambiente. Amphioctopus marginatus, per esempio, raccoglie e trasporta mezze noci di cocco per assemblarle in seguito come rifugio.

Polpi e specchi

Anche gli specchi sono entrati nel loro repertorio. Nel 2022 Piero Amodio e Graziano Fiorito avevano provato ad adattare a Octopus vulgaris il mark test, il test del segno, o test dello specchio, usato per studiare il riconoscimento di sé. In estrema sintesi, si applica sul corpo dell’animale un segno che può vedere solo grazie a uno specchio e si osserva se, davanti al riflesso, prova a toccare proprio quel punto. L’idea è verificare se collega ciò che vede nello specchio al proprio corpo. I polpi toccavano spesso il segno con le braccia, ma lo facevano anche senza specchio e con segni di controllo: lo studio, preliminare, non dimostrava quindi che si riconoscessero.

Polpi e specchi tornano nel nuovo lavoro di Mary Kieseler e colleghi, pubblicato su Current Biology, ma cambia l’approccio: non si tratta più di un test di autoriconoscimento, ma ci si chiede se i polpi sanno utilizzare ciò che vedono in uno specchio per capire dove si trova qualcosa che non possono vedere direttamente. È la localizzazione mediata dallo specchio, documentata in diversi vertebrati ma finora mai dimostrata in un invertebrato.

Polpi e GoPro: un binomio pericoloso

I protagonisti che sono arrivati fino alla fine dello studio sono tre Octopus bimaculoides, polpi californiani a due macchie, catturati in natura. In laboratorio erano già abituati a procurarsi parte del cibo risolvendo dei food puzzle, tra cui uno consisteva nell’estrarre granchi da barattoli di vetro: un’esperienza che li aveva familiarizzati con questo tipo di foraggiamento prima dell’esperimento di questo studio. 

Prima del test, però, bisognava familiarizzare anche con vasca e specchio. E qui si è presentato un problema metodologico: a quanto pare per i polpi le GoPro erano fin troppo interessanti, e tutti e tre le toccavano e le spostavano regolarmente; il polpo 1 sviluppò una tale passione per la telecamera nella vasca da interagire quasi esclusivamente con quella. I ricercatori finirono per rimuoverle e affidarsi a videocamere collocate all’esterno. Collaborare con un polpo significa talvolta scoprire che lui ha già scelto un altro progetto di ricerca che non è il tuo.

L’esperimento aveva tre fasi: abituazione allo specchio, apprendimento del suo uso e test. Per raggiungere un’attività considerata normale servirono 7 sessioni al polpo 1, 16 al polpo 2 e 10 al polpo 3. Solo allora iniziò il lavoro vero.

A caccia di granchi

Nella fase di apprendimento un granchio vivo, dentro un barattolo aperto, veniva nascosto dietro una barriera opaca. Dalla posizione di partenza il polpo non poteva vederlo direttamente, ma poteva osservare il suo riflesso in uno specchio posto nell’angolo opposto. Al primo tentativo tutti e tre fecero la cosa più intuitiva: andarono verso il granchio nello specchio. Solo una volta arrivati lì cambiarono rotta e raggiunsero il vero barattolo (forse solo perché nel percorso non c’era una GoPro con cui interagire). Con l’esperienza, però, impararono a dirigersi direttamente verso la preda reale senza passare prima dal riflesso. Gli animali avevano imparavano insomma a inibire l’impulso ad avvicinarsi al riflesso di uno stimolo particolarmente saliente sulla base dell’esperienza. Non ci dice ancora che cosa avessero “capito” dello specchio, ma mostra che non erano inevitabilmente trascinati verso ciò che vedevano riflesso.

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Un granchio virtuale e una stanza da cui evadere

Nel test vero e proprio, la situazione cambiava: uno specchio divideva la vasca, sulla parete opposta uno schermo mostrava, a destra o a sinistra, la sagoma in movimento di un granchio virtuale. Il polpo partiva dentro una piccola camera nera le cui pareti gli impedivano di vedere direttamente lo schermo. Da lì il granchio era visibile solo nello specchio. Per ottenere un granchio vero come premio, l’animale doveva uscire e dirigersi verso il lato della parete corrispondente alla posizione della sagoma.

La preda era virtuale proprio per escludere odori, movimenti dell’acqua, vibrazioni e altri indizi non visivi. Le ricompense vive erano nascoste sopra il livello dell’acqua e venivano fatte cadere da remoto con delle carrucole; durante la prova nessun essere umano rimaneva nella stanza. Il fattore più difficile da controllare restava il polpo: se usciva dalla camera prima della comparsa dello stimolo veniva rimesso dentro e dopo dieci fughe la prova era annullata. Sei prove furono escluse perché l’animale era inattivo o dormiva, quattro perché continuava a evadere. In pratica la versione a otto braccia di Clint Eastwood.

Tre polpi su tre, e una scorciatoia sopra il muro

Alla fine delle 55 prove complessive, 41 entrarono nelle analisi. Nel dataset principale, che escludeva quelle in cui il polpo toccava prima lo specchio, 30 furono conclusive: 22 corrette e 8 errate. Nel complesso, le prestazioni dei tre polpi risultarono significativamente superiori a quanto ci si aspetterebbe da scelte casuali.

C’è una cosa da rilevare sul percorso che hanno seguito: in 27 prove su 30 la prima direzione scelta è rimasta quella seguita fino alla fine. Secondo gli autori, questo suggerisce che nella maggior parte dei casi i polpi scegliessero da che parte andare già prima di lasciare la camera di partenza, anziché procedere per tentativi ed errori. Un altro indizio viene dal percorso: nel 59% delle prove corrette non hanno fatto il giro della camera, ma ne hanno scalato la parete laterale, allontanandosi dal riflesso per dirigersi verso una zona ancora nascosta alla vista ma spazialmente coerente con ciò che avevano visto nello specchio.

Con l’esperienza diventarono anche più rapidi: il tempo necessario per raggiungere la zona della ricompensa è diminuito significativamente. La lunghezza del percorso, invece, si è accorciata solo nelle prove corrette ma non nell’intero insieme delle prove conclusive. Insomma, imparavano a risolvere il compito più in fretta, senza diventare necessariamente campioni di ottimizzazione del tragitto: hanno otto braccia, ma gli manca Google Maps.

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Che cosa hanno capito dello specchio?

Secondo i ricercatori, questi tre polpi hanno imparato a usare un riflesso come fonte di informazione per localizzare una ricompensa fuori dalla loro linea visiva, ed è la prima dimostrazione di questa capacità in un invertebrato. Non significa che si riconoscano allo specchio e non risolve nemmeno definitivamente un’altra questione: che tipo di rappresentazione usavano per farlo?

Una spiegazione relativamente semplice è l’apprendimento associativo: il polpo potrebbe aver imparato che una certa posizione dell’immagine nello specchio predice una ricompensa in una certa posizione della vasca, e gli autori non possono escluderlo. Alcuni indizi, però, suggeriscono un riferimento spaziale più complesso. Nel test la geometria era molto diversa da quella dell’addestramento: prima serviva una deviazione di circa 90 gradi vicino allo specchio; poi bisognava girarsi di 180 gradi e muoversi nella direzione opposta, oppure scavalcare la parete laterale, eppure tutti e tre sono riusciti già alla prima prova del test. Anche il frequente scavalcamento della barriera è compatibile con l’idea che usassero il riflesso come riferimento all’interno di una rappresentazione dello spazio della vasca. “Compatibile con”, però, non significa “dimostra”: gli stessi autori sottolineano che serviranno altri test, nuove configurazioni dello specchio e campioni più grandi per distinguere tra apprendimento associativo e rappresentazione spaziale.

Tre individui non fanno una specie

Il limite più evidente è nel campione: i polpi che hanno completato l’esperimento erano solo tre. Il laboratorio ne aveva acquisiti dieci, ma alcuni furono coinvolti solo nelle fasi pilota e altri entrarono in senescenza prima di terminare il protocollo, e tra l’altro non tutte le prove produssero dati utilizzabili. Come se non bastasse, chi classificava i video non era “in cieco” rispetto alle condizioni sperimentali: in altre parole, sapeva quale stimolo era stato presentato al polpo mentre ne valutava il comportamento, una circostanza che può introdurre involontariamente un bias nell’interpretazione dei casi meno netti. In questo caso però le prove furono classificate indipendentemente da due ricercatori e successivamente verificate da altri due, con un accordo del 100% tra le valutazioni.

Questi limiti sono ottime ragioni per non concludere che i polpi possiedono una mappa mentale tridimensionale: lo studio apre a questa possibilità, ma non la può confermare. Se nuovi studi confermeranno il risultato, però, sarà molto interessante: polpi e mammiferi appartengono a linee evolutive separate da più di 500 milioni di anni, eppure uno specchio può diventare per entrambi uno strumento per ottenere informazioni su ciò che sta fuori dalla vista. Gli autori parlano di una possibile convergenza cognitiva: problemi spaziali simili potrebbero aver favorito soluzioni funzionalmente simili in sistemi nervosi evoluti indipendentemente.

Lo specchio continua quindi a non dirci se un polpo, guardandosi, pensa “quello sono io”, ma ora sappiamo che potrebbe dirgli qualcosa di altrettanto utile: “il granchio è di là”. E per un animale che ha già trasformato gusci di cocco in rifugi, flaconi di plastica in possibili giocattoli e GoPro in oggetti ricreativi, lo specchio potrebbe diventare un altro arnese nella cassetta degli attrezzi. Sempre che prima non decida di smontarlo.