Parma, 23 luglio 2026 – Un nuovo studio guidato dall’Università di Parma mostra che gli ostracodi, piccoli crostacei acquatici racchiusi in un carapace bivalve, possiedono capacità comportamentali più complesse di quanto finora noto. La ricerca, pubblicata sulla rivista internazionale BMC Biology, fornisce evidenze di apprendimento associativo visivo e di risposte differenziate a diverse lunghezze d’onda della luce in tre specie di ostracodi podocopidi: Vizcainocypria viator, Loxoconcha elliptica e Xestoleberis nitida.
Il lavoro è stato coordinato da Elena Bellavere e Giampaolo Rossetti del Dipartimento di Scienze Chimiche, della Vita e della Sostenibilità Ambientale dell’Università di Parma, in collaborazione con Francesc Mesquita-Joanes dell’Institut Cavanilles de Biodiversitat i Biologia Evolutiva dell’Universitat de València e Donato Romano dell’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa.
Attraverso arene miniaturizzate “lab-on-a-chip”, progettate per osservare con precisione il comportamento di organismi di dimensioni microscopiche, il gruppo di ricerca ha studiato come gli ostracodi reagiscono alla luce verde e blu, sia in condizioni spontanee sia dopo un addestramento con stimoli positivi, come la presenza di cibo, o negativi, come segnali chimici di stress. I risultati mostrano che le risposte alla luce non sono semplici riflessi, ma possono essere modulate dall’esperienza e variano tra specie, trattamento e lunghezza d’onda.
Lo studio indica, in particolare, la presenza di una forma semplice di memoria associativa di medio-lungo termine: alcuni individui hanno modificato il proprio comportamento anche a distanza di 16–24 ore dall’addestramento. Le differenze osservate non riguardano soltanto la preferenza per una camera illuminata o buia, ma anche parametri di locomozione come esplorazione, inattività e velocità di movimento.
“Questi risultati mostrano che anche organismi molto piccoli, dotati di sistemi nervosi relativamente semplici, possono esprimere forme di plasticità comportamentale sorprendenti”, spiega Elena Bellavere, prima autrice e corresponding author dello studio. “Gli ostracodi si confermano così modelli promettenti per indagare le basi evolutive della percezione, dell’apprendimento e dell’adattamento agli ambienti acquatici.”
Il ruolo dell’Università di Parma è stato centrale nella concezione dello studio, nell’analisi dei dati, nell’interpretazione biologica dei risultati e nella stesura del manoscritto. La collaborazione internazionale ha permesso di integrare competenze complementari: la conoscenza ecologica e tassonomica degli ostracodi dell’Universitat de València, l’approccio bioingegneristico e di analisi del comportamento della Scuola Superiore Sant’Anna, e l’esperienza dell’Università di Parma nello studio della biologia, ecologia ed evoluzione degli ostracodi.
“L’integrazione tra biologia evolutiva, ecologia comportamentale e tecnologie miniaturizzate è uno degli aspetti più innovativi del lavoro”, sottolinea Giampaolo Rossetti. “Questa ricerca dimostra come strumenti sviluppati in ambito bioingegneristico possano aprire nuove possibilità nello studio di organismi poco studiati, ma fondamentali per comprendere l’evoluzione della vita acquatica.”
La componente bioingegneristica ha avuto un ruolo determinante nello sviluppo dell’approccio sperimentale. Le arene lab-on-a-chip e il sistema di tracciamento delle traiettorie hanno consentito di osservare in modo controllato e quantitativo il comportamento di animali lunghi circa mezzo millimetro, registrando non solo la scelta tra ambienti illuminati e non illuminati, ma anche aspetti fini della locomozione.
Il contributo dell'Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna si è concentrato sullo sviluppo della componente tecnologica e metodologici dello studio. In particolare, ha contribuito alla progettazione dei paradigmi sperimentali e degli approcci etologici utilizzati nei test comportamentali, oltre allo sviluppo delle piattaforme miniaturizzate abilitando tracking automatizzati impiegati per quantificare con precisione il comportamento degli ostracodi.
"Dal punto di vista neuroetologico questi risultati mostrano che anche organismi con sistemi nervosi molto semplici possono integrare stimoli sensoriali, modificare il comportamento in base all’esperienza e mantenere forme di memoria associativa”, commenta Donato Romano. “Gli ostracodi diventano così un modello interessante per studiare l’evoluzione dell’apprendimento e dei sistemi sensoriali negli invertebrati acquatici”. “La scoperta ha implicazioni rilevanti anche per la robotica bioispirata”, aggiunge Donato Romano. “Capire come organismi microscopici riescano a navigare, apprendere e adattarsi ad ambienti dinamici e destrutturati può ispirare nuovi approcci per robot autonomi capaci di esplorazione, navigazione e apprendimento efficiente in contesti complessi.”
Il contributo dell’Universitat de València è stato particolarmente importante per l’inquadramento ecologico e biologico delle specie studiate, raccolte in ambienti umidi e salmastri della Comunità Valenciana. Le tre specie considerate differiscono per habitat, tolleranza alla salinità, struttura dell’occhio e modalità di movimento, offrendo così un quadro comparativo utile per comprendere come ecologia, morfologia e comportamento possano influenzare la risposta alla luce.
“Gli ostracodi sono spesso studiati per il loro valore tassonomico, ecologico o paleontologico, ma il loro comportamento rimane ancora poco esplorato”, osserva il docente dell’Universitat de València Francesc Mesquita-Joanes, ricercatore dell’Institut Cavanilles de Biodiversitat i Biologia Evolutiva (ICBiBE UV). “Questo lavoro mostra che specie diverse possono rispondere in modo diverso agli stessi stimoli luminosi, probabilmente in relazione alla loro ecologia, alla struttura dei loro organi visivi e al modo in cui esplorano l’ambiente. È un passo importante per comprendere meglio il ruolo del comportamento nell’adattamento di questi piccoli crostacei agli habitat acquatici”.
Oltre al valore di base per la biologia evolutiva, i risultati hanno implicazioni più ampie per lo studio dell’ecologia sensoriale. La capacità di distinguere e apprendere segnali luminosi potrebbe infatti aiutare questi animali nella scelta del microhabitat, nella ricerca di cibo, nell’evitamento dei predatori e, potenzialmente, nei comportamenti riproduttivi. Lo studio suggerisce quindi che la complessità comportamentale degli ostracodi sia stata finora sottovalutata.
La ricerca apre inoltre la strada a futuri studi integrati che combinino comportamento, morfologia, genomica e analisi dei sistemi visivi. In particolare, l’applicazione di piattaforme lab-on-a-chip e di sistemi automatici di tracciamento potrà contribuire a comprendere meglio come piccoli invertebrati acquatici percepiscono l’ambiente e adattano il proprio comportamento.
Riferimento dell’articolo: Bellavere E., Mesquita-Joanes F., Romano D., Rossetti G. 2026. Evidence of visual learning and wavelength differential responses in three podocopids (Crustacea: Ostracoda). BMC Biology: https://doi.org/10.1186/s12915-026-02640-5
Contatti
Elena Bellavere, Dipartimento di Scienze Chimiche, della Vita e della Sostenibilità Ambientale Università di Parma
elena.bellavere@unipr.it
