Comportamento delle formiche

Le formiche sono una famiglia di insetti (Formicidae) che, insieme ad api e vespe, costituiscono l'ordine degli Imenotteri (Hymenoptera). Ad oggi sono state censite più di 22.000 specie -di cui 13.800 descritte- e si stima che rappresentino fino al 25% della biomassa terrestre di origine animale. Vuoi saperne di più sul comportamento delle formiche?

Questi invertebrati si distinguono per la loro inusuale eusocialità e la formazione di superorganismi, ovvero sono in grado di creare strutture complesse che vanno ben oltre la somma di ciascuno dei loro membri. Senza dubbio, gli imenotteri rappresentano un'affascinante strategia evolutiva e abbiamo ancora molto da imparare su di loro.

Caratteristiche delle formiche

Le formiche sono imenotteri, ma appartengono anche alla classe Insecta. Da insetti che sono, hanno una serie di caratteristiche comuni a cavallette, coleotteri, mantidi e altri, come un corpo diviso in testa, torace e addome, 6 estremità e la presenza di antenne cefaliche molto notevoli.

Come altri insetti, le formiche hanno un esoscheletro che le protegge dall'ambiente, in questo caso costituito da un'epicuticola e una procuticola chitinosa. Inoltre, va notato che non hanno polmoni e vie aeree da usare, ma l'ossigeno entra nel loro corpo attraverso l'esoscheletro attraverso pori chiamati spiracoli.

A livello cefalico, questi invertebrati sono molto sviluppati. Hanno un paio di occhi composti lateralizzati, 3 ocelli sulla parte superiore della testa, che rilevano i livelli di luce e la polarizzazione, e un paio di antenne, in grado di registrare sostanze chimiche, correnti d'aria e vibrazioni.Come vedremo nelle righe successive, questi sono essenziali nella comunicazione.

Il torace o mesosoma contiene i 6 arti motori e le ali, presenti nelle regine e nei maschi al momento della riproduzione. D' altra parte, l'addome o metasoma protegge tutti gli organi vitali dell'animale, compresi i sistemi riproduttivo, respiratorio ed escretore. È interessante notare che alcune specie mostrano organi riproduttivi modificati come i pungiglioni.

Ogni specie di formiche presenta le proprie caratteristiche, ma tutte seguono uno schema corporeo generale comune.

Comportamento della formica

Come abbiamo detto, ci sono state più di 22.000 specie di formiche nel mondo. Stabilire generalità in un taxon così vasto è un compito arduo, ma l'esistenza di antenati comuni e la convergenza evolutiva hanno reso alcuni tratti applicabili a quasi tutti i formicidi.Ecco alcuni esempi:

1. Il comportamento delle formiche è governato dai meccanismi di selezione dei parenti.
2. C'è competizione tra individui della stessa specie e popolazione, tra popolazioni (colonie) e tra specie.
3. Le colonie mostrano gerarchie nei processi di controllo delle colonie. La concorrenza dei membri della stessa colonia modella le dinamiche della comunità.
4. Le colonie sono differenziate in caste, generalmente lavoratori, soldati, regine e maschi.
5. Le razze sono state modellate dalla selezione naturale per massimizzare l'idoneità dell'intera colonia, non dei singoli individui.

Oltre alle dinamiche delle colonie, le formiche hanno spesso rapporti obbligati con determinate specie di piante e invertebrati. Sono essenziali per il mantenimento dei cicli biogeochimici nei suoli, un'ottima fonte di proteine per varie specie, e svolgono un ruolo senza pari nella dispersione dei semi, tra le altre cose.

Successivamente, esploriamo alcuni dei comportamenti delle formiche. Dalla selezione di parentela all'eusocialità, non ti lasceranno indifferente.

Le caste nel formicaio

In generale, si sostiene che le formiche dividano le loro colonie in caste, anche se questa linea diventa un po' confusa in alcune specie. In ogni caso, nel formicaio si possono citare le seguenti organizzazioni sociali:

• Reina: è il pilastro della colonia, il "cuore" e il "cervello" allo stesso tempo. Quando la regina si riproduce con un maschio alato, si sotterra e comincia a deporre le uova, che corrisponderanno alle future operaie. Una formica regina può vivere fino a 30 anni, a seconda della specie. È diploide (2n), in poche parole, ha un "quadro genetico" completo.
• Operaio: gli operai sono le “mani” della colonia. Solitamente vivono da 1 a 3 anni e svolgono tutti i compiti del formicaio, dalla costruzione delle gallerie alla ricerca del cibo.Secondo gli studi, la differenziazione da operaia a regina potrebbe dipendere dall'apporto nutrizionale allo stadio larvale. Sono anche diploidi (2n).
• Maschio: I maschi sono sacchi di sperma con le gambe, poiché il loro unico scopo è riprodursi e morire. Va notato che sono esseri viventi aploidi (n), il che significa che hanno la metà dell'informazione genetica delle femmine e delle operaie - un singolo set di cromosomi-

Tuttavia, questa regola non vale per tutte le formiche. Alcune specie sono caratterizzate dal presentare organizzazioni in cui tutte le lavoratrici sono potenzialmente riproduttive, ma una o un gruppo è selezionato sopra le altre da meccanismi di dominanza (Gamergate). Diacamma rugosum ne è un eccellente esempio.

Le formiche e la selezione dei parenti

Detto in modo semplice e veloce, kin selection o kin selection cerca di spiegare l'“ altruismo” nel regno animale, cioè perché ci sono esseri viventi che aiutano i loro parenti anche se questo comporta per loro un notevole investimento energetico.Questa postulazione si basa sull'equazione di Hamilton:

rB>DO

(r) rappresenta la relazione genetica tra le due componenti della dinamica, (B) il beneficio ottenuto dalla persona che compie il comportamento altruistico e (C) il costo riproduttivo che il comportamento comporta per aiutare il benefattore. In altre parole, maggiore è il rapporto tra gli animali (r), più è probabile che un individuo della colonia aiuti il suo parente o “superiore”.

Questa teoria può essere applicata anche agli imenotteri, specialmente alle formiche. Le operaie “negano” la loro capacità riproduttiva per favorire quella della regina, poiché ne esce “per conto” a livello evolutivo, essendo tutte parenti strettissime. In questa strategia, la diffusione di geni comuni tra le generazioni è favorita rispetto alla riproduzione individuale.

Nonostante l'interesse di queste teorie, non tutti i comportamenti delle formiche possono essere spiegati dalla selezione parentale. Molti professionisti oggi discutono delle applicazioni.

Il comportamento delle formiche come esseri eusociali e cooperativi

Sia per selezione di parentela che per altri meccanismi, le formiche sono un chiaro esempio di eusocialità portata all'estremo. In queste comunità inseparabili, gli adulti appartengono a 2 o più generazioni che si sovrappongono, si prendono cura della loro prole in modo cooperativo e la stragrande maggioranza dei membri non è in grado di riprodursi (lavoratori).

In queste colonie la selezione naturale non agisce sull'individuo, ma sull'intera popolazione, quindi tutti i membri cooperano tra loro in modo estremo. Per questo, se si rompe la gerarchia o la struttura sociale, crolla l'intero formicaio. In altre parole, se la regina muore, i lavoratori muoiono con lei, ad eccezione dei Gamergate menzionati in precedenza.

Nel formicaio, la vita del lavoratore non è rilevante. Viene sacrificato senza problemi se salva le larve o la regina.

Le formiche come superorganismi

Come abbiamo detto prima, ogni formicaio è un organismo complesso che suppone qualcosa "oltre" la somma di tutte le sue parti. Tutti i superorganismi condividono le seguenti caratteristiche:

1. I componenti della colonia vivono in una struttura comune (formicaio o nido) che fornisce protezione alla regina e alle larve e permette l'approvvigionamento di cibo. La temperatura e l'umidità dei nidi è unica per ogni specie e le sue componenti possono modularla.
2. La regina o madre è il "cuore" e il "cervello" del superorganismo. Questo può vivere fino a 100 volte più a lungo del previsto per le sue dimensioni e la sua morfologia.
3. I membri della colonia condividono le funzioni. Alcuni di loro si prendono cura delle larve, altri cacciano e altri costruiscono gallerie e tengono pulito il formicaio.

Tutte queste complesse interazioni portano una serie di vantaggi insondabili. Le formiche producono più prole dell'insetto medio, vivono molto più a lungo come unità biologica e sono in grado di mantenere un certo grado di indipendenza dall'ambiente esterno.

Un esempio molto chiaro di questa complessità unitaria è rappresentato dalla specie Myrmecocystus mexicanus. In questi formicai, un gruppo selezionato di operaie nutre e riempie il proprio gaster, la parte bulbosa del metasoma, fino ai limiti fisiologici. Quindi pendono dal soffitto di una cella nel formicaio, diventando immobili e agendo come riserve vive di cibo.

Comunicazione

Le formiche raccoglitrici percorrono distanze fino a 200 metri dal nido. Grazie alle loro antenne, sono in grado di rilevare i feromoni emessi da altri membri della colonia, e quindi tornano sani e salvi al loro centro abitato. Queste tracce sono utili anche per contrassegnare fonti di cibo, pericoli, altre colonie e molto altro.

Oltre a questo, alcune specie diurne provenienti da ambienti aridi, come Cataglyphis bicolor, sono in grado di orientarsi in modi diversi. Come indicano gli studi, questa specie presenta una sorta di "contapassi" e gli operai contano i passi che hanno fatto dal formicaio verso una destinazione specifica.Prendono anche come oggetti di riferimento nell'ambiente e la posizione del Sole.

Comportamento alimentare delle formiche

In generale, di solito si ha l'idea di una formica che raccoglie semi e piccoli detriti per nutrirsi, ma non tutte le formiche seguono questa strategia. Alcune specie si nutrono di funghi che crescono nei loro formicai (Acromyrmex) e altre sono carnivori praticamente stretti (Odontomachus, Harpegnathos e Myrmecia, tra gli altri).

L'esempio più lampante della strategia predatoria sono le mascelle della trappola, in particolare quelle appartenenti al genere Odontomachus. Questo gruppo ha le seconde appendici predatorie più veloci nel regno animale, poiché sono in grado di chiudere le mascelle in media in 130 microsecondi, come indicato dagli studi. Insieme al loro pungiglione capace di secernere tossine, questo li trasforma in macchine per uccidere.

Infine, non possiamo dimenticare le formiche del genere Myrmecia, conosciute anche come formiche toro nella loro area di distribuzione (Australia).Le 93 specie incluse in questo taxon si distinguono per le loro potenti mascelle, il loro eccellente senso della vista e le loro potenti tossine. Sebbene non siano letali per l'uomo, sono state rilevate morti per shock anafilattico.

La maggior parte delle specie di formiche sono spazzini, predatori generalisti o veri e propri erbivori. Tuttavia, alcuni hanno sviluppato strategie di alimentazione molto specializzate.

Note finali sul comportamento delle formiche

Come avrai visto, il mondo delle formiche va ben oltre l'invasione di un picnic in primavera o in estate. Alcune formiche vivono sugli alberi e le loro larve generano veri e propri pettini di ragnatela (Polyrhachis dives), altre coltivano funghi di cui si nutrono (Atta e Acromyrmex) e altre ancora cacciano instancabilmente grosse prede (Myrmecia).

Se qualcosa ci è chiaro dopo aver letto queste righe, è che le formiche hanno molto da insegnarci in termini di evoluzione e società complesse. Senza dubbio, sono l'esempio vivente che l'unione fa la forza.