Orientamento
Il termine orientamento, che etimologicamente evoca il riferimento al punto dove sorge il Sole, definisce la capacità di riconoscere la posizione del proprio corpo rispetto all'ambiente esterno e di programmare un comportamento motorio adeguato a raggiungere una meta prefissata. Il processo di orientamento avviene attraverso meccanismi complessi che, in parte, fanno riferimento a una mappa mentale e, in parte, dipendono da strumenti sensoriali capaci di riconoscere le coordinate spaziali. Sulla base di queste informazioni il sistema nervoso mette in opera adeguate strategie motorie.
L'orientamento può realizzarsi anche in mancanza di riferimenti sensoriali esterni, ma sulla base di movimenti già eseguiti in precedenza. Un esempio è fornito dal pianista che sa trovare i tasti del pianoforte senza controllo visivo, oppure da una persona che trovandosi in ambiente noto, al buio, dopo avere compiuto un certo percorso, è in grado di raggiungere un determinato punto. In questi casi, la rappresentazione dello spazio nella nostra mente consente di calcolare senza riferimenti sensoriali diretti la posizione del corpo nello spazio. Tutti i tipi di movimento su vasta scala, indirizzati verso un oggetto oppure verso un'area, richiedono una capacità di orientamento.
Le informazioni spaziali che possono essere utilizzate per l'orientamento degli animali verso un oggetto sono svariate. La preda, per es., può essere individuata per mezzo di stimoli visivi, olfattivi o uditivi, ma alcune specie utilizzano canali sensoriali peculiari. I pesci 'elettrici' identificano la vittima grazie alle distorsioni che questa provoca nel campo elettrico da essi stessi prodotto; i pipistrelli individuano la preda e le caratteristiche dello spazio circostante grazie all'eco degli ultrasuoni che emettono (ecolocazione). Alcuni ragni utilizzano le vibrazioni prodotte dalla preda sulla tela per catturarla. Gli scorpioni notturni del deserto captano le vibrazioni prodotte sulla sabbia da potenziali vittime attraverso dei recettori, chiamati sensilli), che sono stimolati da ampiezze di vibrazione di 1 Å. Siccome vi è un recettore per ognuna delle otto zampe, l'animale è in grado di identificare la direzione da cui provengono le vibrazioni dalla differenza temporale con la quale i vari recettori ricevono lo stimolo. La capacità di orientarsi nello spazio verso un'area è comune a molte specie animali, ma è particolarmente sorprendente negli uccelli migratori, che si spostano ciclicamente dai quartieri di riproduzione a quelli di svernamento percorrendo anche migliaia di chilometri. L'orientamento direzionale avviene tramite riferimenti visivi (inclusa la luce polarizzata), olfattori, uditivi e geomagnetici, spesso indicati come sistemi di bussola. Gli Uccelli, per es., possono utilizzare la posizione del Sole e delle stelle, sapendone compensare, attraverso un orologio interno, lo spostamento apparente nella volta celeste. L'esistenza di sensori magnetici in alcuni animali, sospettata da tempo, è stata provata recentemente e si è dimostrato che questi sensori possiedono accumuli di magnetite. Per la sensibilità elettrica, si è osservato che l'anguilla americana riesce a rilevare differenze di potenziale di 2 μV. Il movimento dell'acqua marina nell'oceano, che è un conduttore di elettricità, produce nel campo magnetico terrestre campi elettrici molto più intensi di alcuni μV/cm, cosicché, grazie alla capacità di percepire questi campi, le anguille possono mantenere l'orientamento del loro moto in acqua su distanze fino a 1000 km. Alcune specie animali sono addirittura capaci di muoversi in aree sconosciute, o di ritrovare la via di 'casa' anche quando siano allontanate e liberate in località a loro non familiari; si tratta di un'abilità che viene più precisamente indicata con il termine di navigazione.
Se, invece, un uomo viene abbandonato in un luogo che non gli è familiare, egli necessita di una mappa e di una bussola per tornare a casa: dovrà stabilire la sua posizione sulla mappa, confrontarla con la posizione di casa, determinare la 'rotta' da tenere e dirigersi nell'opportuna direzione con la bussola. Diverse specie animali sembrano in grado di svolgere la stessa serie di operazioni senza l'aiuto di alcuno strumento, ma i meccanismi che sfruttano sono in gran parte sconosciuti, o meglio, mentre sono noti molti sistemi di bussola, non vi sono altrettante informazioni sui sistemi di mappa utilizzati. In conclusione, ciascuna specie, ai fini dell'orientamento, è dotata della possibilità di sfruttare vari elementi dell'ambiente, tutti strettamente connessi alle sue caratteristiche ecologiche. Questa molteplicità di sistemi di bussola garantisce la possibilità di orientarsi correttamente sfruttando il riferimento più facilmente accessibile in ogni occasione.
E.A. Capaldi, G.E. Robinson, S.E. Fahrback, Neuroethology of spatial learning: the birds and the bees, "Annual Review of Psychology", 1999, 50, pp. 651-82.
A. Gagliardo, P. Ioale, V.P. Bingman, Homing in pigeons: the role of the hippocampal formation in the representation of landmarks used for navigation, "Journal of Neuroscience", 1999, 19, pp. 311-15.
C.R. Gallistel, A.E. Cramer, Computations on metric maps in mammals: getting oriented and choosing a multi-destination route, "Journal of Experimental Biology", 1996, 199, pp. 211-17.
H.G. Wallraff, J. Chappel, T. Guilford, The roles of the sun and the landscape in pigeon homing, "Journal of Experimental Biology", 1999, 202, pp. 2121-26.