Nella comunicazione animale, i meccanismi con cui i mammiferi producono vocalizazioni complesse rappresentano uno dei campi di ricerca più affascinanti e ancora in parte inesplorati della biologia evoluzionistica. Uno studio pubblicato il 23 febbraio sulla rivista Current Biology (Cell Press), basato sull'analisi acustica, anatomica e sperimentale della vocalizzazione equina, ha fornito la prima spiegazione biomeccanica rigorosa di come i cavalli producano il loro nitrito caratteristico: non si tratta di un suono semplice, ma di due frequenze indipendenti generate simultaneamente attraverso meccanismi fisicamente distinti, un fenomeno noto come bifonia. La ricerca, condotta da un team internazionale con il contributo di Elodie Briefer dell'Università di Copenhagen, Romain Lefèvre della stessa istituzione, William Tecumseh Fitch dell'Università di Vienna e David Reby dell'Università di Lione/Saint-Étienne, apre nuove prospettive sulla complessità del repertorio vocale dei mammiferi.
Il punto di partenza della ricerca risiede in un'apparente anomalia biologica. Nelle leggi generali dell'acustica applicata all'anatomia animale, la dimensione corporea è correlata alla taglia della laringe, che a sua volta determina la profondità della voce: gli animali più grandi producono suoni più bassi. I cavalli, tuttavia, non rispettano completamente questo schema, poiché i loro nitriti contengono componenti ad alta frequenza che non si spiegherebbero con la sola vibrazione delle corde vocali. Pur convivendo con gli esseri umani da oltre 4.000 anni, molti aspetti della comunicazione acustica equina sono rimasti a lungo oscuri alla scienza.
Per risolvere questo enigma biomeccanico, il gruppo di ricerca ha adottato un approccio multidisciplinare che ha integrato la medicina veterinaria con la fisica acustica. I ricercatori hanno analizzato l'anatomia vocale dei cavalli, esaminato dati clinici e condotto studi acustici dettagliati. La componente a bassa frequenza del nitrito si origina dalla vibrazione delle corde vocali, un meccanismo analogo a quello utilizzato dagli esseri umani nel canto o dai gatti nel miagolio. La fonte della componente ad alta frequenza, invece, era rimasta fino ad oggi senza spiegazione.
La risposta è emersa dall'identificazione di un meccanismo chiamato fischio laringeo: il flusso d'aria diventa turbolento all'interno della laringe del cavallo, generando un suono acuto in modo analogo a quello prodotto da un fischio umano, con la differenza che nel cavallo il processo avviene non alle labbra ma nelle strutture laringee interne. Piccoli roditori come ratti e topi erano già noti per produrre fischi laringei, ma il cavallo è il primo grande mammifero identificato nell'utilizzo di questo meccanismo. Ancora più rimarchevole è il fatto che i cavalli siano gli unici animali documentati capaci di generare questo fischio simultaneamente alla vibrazione delle corde vocali, dando origine alla bifonia.
La conferma sperimentale più elegante è venuta dagli esperimenti condotti su laringe escisse, ovvero prelevate post mortem da cavalli deceduti. I ricercatori hanno fatto passare aria attraverso questi organi alternando aria normale e elio. Poiché il suono viaggia più velocemente nell'elio rispetto all'aria, le frequenze prodotte da meccanismi di fischio si spostano verso valori più alti in presenza di elio, mentre quelle generate dalla vibrazione delle corde vocali rimangono invariate. I risultati hanno confermato puntualmente le previsioni del modello: quando l'elio attraversava la laringe, la componente ad alta frequenza aumentava di tono, mentre quella a bassa frequenza restava stabile.
Sul piano evolutivo, i ricercatori hanno esaminato la distribuzione della bifonia tra le specie del genere Equus e i loro parenti più prossimi. I cavalli di Przewalski (Equus ferus przewalskii), specie strettamente imparentata con il cavallo domestico, producono anch'essi nitriti bifoni. Al contrario, parenti più distanti come asini e zebre sembrano privi della componente ad alta frequenza, il che suggerisce che questa specializzazione vocale si sia evoluta in un ramo specifico della filogenesi equina, conferendo a questi animali un repertorio comunicativo più ricco e articolato rispetto agli altri mammiferi.
Le implicazioni etologiche di questa scoperta sono significative. Come ha sottolineato Elodie Briefer, studi precedenti avevano già dimostrato che le due frequenze fondamentali del nitrito veicolano messaggi distinti sullo stato emotivo dell'animale. La bifonia, dunque, non sarebbe un semplice artefatto acustico ma un adattamento funzionale che consente ai cavalli di trasmettere informazioni multiple in una singola vocalizzazione. Comprendere come e perché la bifonia si sia evoluta è un passo fondamentale verso la comprensione delle origini dell'ampia diversità vocale nei mammiferi, ha osservato David Reby.
La ricerca è stata finanziata dal Fondo Nazionale Svizzero per la Scienza, dal Fondo Scientifico Austriaco e dall'Institut Universitaire de France. Le domande che rimangono aperte riguardano soprattutto il controllo neuromuscolare preciso con cui i cavalli regolano le due componenti del nitrito in modo indipendente, e se esistano altre specie di grandi mammiferi ancora non identificate capaci di produrre fischi laringei. Futuri studi potranno indagare se la bifonia svolga ruoli differenziati nelle diverse situazioni sociali equine — dal riconoscimento individuale alla segnalazione dello stress — contribuendo a delineare un quadro sempre più complesso dell'intelligenza comunicativa di questi animali.
