Avete mai sentito dire che le formiche sono tra gli insetti più “forzuti”, perché possono sollevare e trasportare molte volte il loro peso corporeo senza particolare sforzo ? Sicuramente sì, magari quando eravate bimbi.
Ora, se avete dei bambini in età scolare, voglio che andiate a prenderli e gli facciate vedere il resto del post, perché se una cosa così awesome come quella che vi sto per far vedere non li fa interessare alle meraviglie della biologia, potete pure cominciare a vendere i loro organi, perché sono morti dentro.
Vi presento le formiche trappola:
Odontomachus chelifer, la più grande formica trappola del sud america, in una delle tante meravigliose foto di Alex Wild
Vedete quelle grosse, minacciose tenaglie in primo piano, che sembrano essere pronte a maciullare qualsiasi cosa ?
Se vi dicessi che sono così veloci che si possono chiudere intorno alla preda a 200 km/h, e generano talmente tanta potenza che le formiche stesse possono essere scagliate per aria dalla loro stessa bocca ?
No, seriamente, guardate il video:
Ciascuna delle due mandibole può generare una forza centinaia di volte superiore al loro peso. Il che, conseguentemente, le porta a volare, letteralmente catapultate dal movimento.
Come diavolo è possibile che si evolva un arma talmente potente da rendere sostanzialmente impossibile il controllo da parte dell’animale stesso ?
Ero seriamente tentato di convertimi al creazionismo, come esemplificato in questo diagramma:
Poi però ho fatto un giro su Pubmed, e ho scoperto un sacco di cose interessanti.
In primis, un gruppo di ricercatori guidati dal prode J.C. Spagna, probabilmente resosi conto di quanto è spettacolare e vendibile un video come il precedente, ha raccolto 19 specie diverse di questa grande famiglia (genere) di formiche, Odontomachus e ha fatto analisi genetiche e morfologiche, per ricostruire quando sia stato inventato questo meccanismo. (Potete tra l’altro accedere direttamente al Full Text dalla pagina personale di Spagna, cliccando qui. Open Access = YAY!)
L’albero filogenetico delle formiche, e le variazione in base alla specie della forza generata dalle mascelle di ciascuna. O.chelifer, che è la più grossa, genera circa 4 volte la forza O. ruginodis, la più piccola considerata (le dimensioni delle teste sono in scala).
Ed ecco che si osserva che le formiche generano sempre una grande forza rispetto alla loro massa corporea, che è variabile nell’evoluzione, e questa variabilità è alquanto recente. Sebbene il video sovrastante sembrerebbe suggerire il contrario, queste formiche non strafanno: la forza generata è esattamente quella “necessaria”. Non vale la pena crescere, perché il costo da pagare per avere più potenza nelle mascelle è il diventare più grande, il che, chiaramente, richiede una quantità maggiore di risorse.
Questo ci insegna, innanzitutto, che quando le formiche si catapultano in giro, non solo sanno quello che stanno facendo, ma la forza precisa a cui scaraventarsi è stata affinata e corretta nel corso dell’evoluzione. Questo mi rassicura sul fatto che le formiche trappola non siano state progettate da un divino ingegnere con un perverso senso dell’umorismo, ma la domanda resta: perché ?
Abbiamo bisogno di più scienza. Era difficile dare risposta alle varie domande sulle formiche trappola, che vari entomologi e mirmecologi si pongono da quasi ottanta anni, perché non esisteva la tecnologia per riuscire a visualizzare il movimento.
Un battito di ciglia dura, in media, 0.27 secondi. Il tempo necessario per la chiusura delle mascelle di O.bauri, è all’incirca 0.13 millisecondi.
Ciao, grillino. Sai che io posso chiudere le mascelle DUEMILA E OTTANTA VOLTE nel tempo in cui un umano batte le ciglia una volta sola ?
Ma, grazie alle più moderne telecamere ad altissimo frame rate, possiamo ora registrare questo movimento, ed ecco che altri scienziati, come Patek et al, possono registrare tutto quanto, e descrivere questi movimenti come “High Performance”.
Normalmente, questo genere di specializzazioni spettacolari per l’alta velocità sono per lo più monofunzionali. I meravigliosi occhi dipinti sulle di una farfalla sono altamente specializzati, ma svolgono solo una funzione mimetica, perché sarebbe difficile mutuarli per qualcosa di completamente diverso: lo stesso vale per quelli che, in gergo, vengono definiti, non a caso, movimenti balistici. Le formiche trappola sono in un certo senso speciali, perché queste strutture, oltre ad essere micidiali nella predazione:
Precedenti impegni impediscono al grillino di testimoniare su quanto siano letali le tenaglie di O.bauri.
vengono utilizzate per lanciarsi in giro. Diversi studi sul campo e in laboratorio hanno osservato questo fenomeno, e nel corso del tempo ci sono state vigorose discussioni, tra chi sosteneva che fossero colpi partiti accidentalmente involontari, e chi invece sosteneva che fosse effettivamente un comportamento adattativo, per cui la formica si era specializzata. In passato questo comportamento di “mandibola propulsiva” è stato osservato almeno in un caso controllato per scacciare invasori che entravano nel nido (Carlin N. F., Gladstein D. S. Psyche. 1989;96:1–19. di cui non esiste versione online). In sostanza, quando un aggressore tentava di entrare nel nido, le formiche lo attaccavano, mordendolo, e, contemporaneamente, sparandosi all’indietro: può effettivamente sembrare un comportamento sensato, una specie di toccata e fuga autoprogrammata, per fare il maggior danno possibile e portarsi immediatamente fuori portata dall’invasore.
Fotogrammi ad alto frame rate della formica che morde per difendersi, e contemporaneamente si autoproietta all’indietro.
Il dubbio restava legittimo, osservando la morfologia della mandibola:
Osservando bene l’immagine delle tenaglie sulla destra, potete vedere come ci sono dei piccoli peli. Sono sostanzialmente i grilletti delle mascelle. Se fossero sufficientemente sensibili, non sarebbe così assurdo credere che lo scatto, e il conseguente volo di Icaro, sia dovuto al caso.
Ma, il paper di cui abbiamo parlato prima ci insegna che le mascelle sono accuratamente regolate sulla dimensione corporea, di modo da generare, in proporzione, più o meno la stessa forza motrice, e non come arma di distruzione di massa, in cui una maggior forza per stritolare sarebbe sempre vantaggiosa, e quindi favorita dall’evoluzione.
Ed ecco che, osservando con telecamere ad altissima velocità e risoluzione, si può vedere come le mandibole, quando si tratta di fare un salto balistico, non scattino contemporaneamente. Si chiude sempre prima la mandibola sinistra e poi la destra. Perché questo è importante ?
Perché oltre ai salti di cui parlavo poco sopra, le formiche trappola si gettano lontano in un’altra maniera. Al balzo difensivo si somma il balzo di fuga:
Quando si trova a contatto con un nemico troppo grande, ecco che la formica trappola fa un grosso balzo verticale, per sfuggire, sostanzialmente diverso dall’altro. (L’immagine va da destra a sinistra, da start ad end. Non so perché diavolo i ricercatori abbiano messo così i frames, ma non ho voce in capitolo.) Perché però saltare così, a caso, verticalmente, per poi atterrare di nuovo vicino al tuo predatore?
Non sembra che il balzo di fuga sia una strategia troppo intelligente, no ? Sembra quasi un errore: perché non usare il balzo difensivo, che tra l’altro infligge anche dolore, invece che saltare in aria come un popcorn in una direzione totalmente casuale ?
Vi do un indizio.
Quant’è bello quando improvvisamente qualcosa nel vostro cervello fa click, e ,un secondo, dopo state dicendo “ooooh, che figata! ” ? Non c’è niente di meglio al mondo del piacere della scoperta.
La maggior parte delle linguate della maggior parte delle lucertole impiega tra 0.11 s e 0.28 secondi per colpire le formiche bersaglio. Un escape jump dura intorno agli 0.22-0.27 secondi, il che significa che, se la formica trappola ha dei riflessi sufficientemente veloci, può tranquillamente saltare la lingua che cerca di beccarla come se stesse saltando la corda.
Questa miriade di funzioni collaterali da una struttura che è altamente specializzata mostrano come l’evoluzione sia una straordinaria forza creativa, nel suo essere completamente cieca. Probabilmente c’è stato un periodo in cui, negli antenati delle moderne formiche trappola, la propulsione mascellare era soltanto un effetto collaterale dell’avere tenaglie assassine. Ed ecco che l’evoluzione ha saputo trasformare qualcosa di apparentemente poco versatile in uno strumento multifunzione in grado di produrre meccanismi estremamente funzionali sia per predare, sia per propellersi.
Da quello che ha, risparmiando come può, l’evoluzione, semplicemente, crea.
Bello, non lo sapevo! 🙂
L’articolo è bellissimo, si, ma sono ancora curioso riguardo al video, che viene definito inesistente! Dove lo posso trovare?
Apparentemente il canale di Youtube che linkavo nell’articolo è stato cancellato; vedo se trovo una versione alternativa