Con straordinarie riprese video ad alta velocità, gli scienziati hanno descritto per la prima volta in dettaglio come le larve di zanzara predatrice attaccano e catturano le prede negli habitat acquatici. Pubblicato oggi negli Annals of the Entomological Society of America , questa nuova ricerca fa luce su comportamenti che fino ad ora si sono rivelati troppo piccoli e troppo veloci per essere studiati.

Prima di prendere il volo, le zanzare trascorrono la loro giovinezza nell'acqua, dalle pianure alluvionali ai vasi di fiori. Mentre la maggior parte delle larve di zanzara si nutre di alghe, batteri e altri microrganismi, alcune sono predatori che si nutrono di altri insetti acquatici, comprese altre larve di zanzara.

Queste specie predatrici sono state una fonte di fascino per Robert G. Hancock, Ph.D., professore di biologia alla Metropolitan State University di Denver, per gran parte della sua carriera, dice. Ha osservato per la prima volta i loro colpi al microscopio in un corso di entomologia medica da studente universitario.

"E 'stato così incredibilmente veloce", dice. "L'unica cosa che abbiamo visto è stata una sfocatura di azione."

Ma negli anni successivi, i progressi nella tecnologia dei video e dei microscopi hanno consentito ad Hancock e ai suoi studenti di rallentare quell'azione e ottenere una visione di un mondo che nessuno aveva mai visto prima.

Il rapporto di Hancock negli Annals of the Entomological Society of America condivide 10 video di attacchi di larve di zanzara e analizza i dettagli anatomici e la sequenza dei movimenti coinvolti.

Cinque dei video mostrano il metodo simile impiegato da due specie, Toxorhynchites amboinensis e Psorophora ciliata, che sono predatori obbligati, ovvero la loro dieta richiede il consumo di altre larve di insetti e la cui biologia e comportamento sono altamente adattati per catturare le prede. Gli altri cinque video presentano Sabethes cyaneus, una specie che si nutre di microrganismi e talvolta preda altre larve (cioè un predatore facoltativo) e che ha sviluppato una tecnica di predazione significativamente diversa.

In entrambe le specie Toxorhynchites e Psorophora, la larva colpisce la preda con un'improvvisa estensione del collo per lanciare la testa lontano dal suo corpo e verso la preda. Contemporaneamente, le sue mandibole e diversi pennelli simili a baffi si aprono e poi si chiudono a scatto sulla preda al momento dell'impatto. L'esclusiva azione di propulsione della testa simile a un arpione sembra essere generata dalla larva che prima crea pressione all'interno dei suoi segmenti addominali e poi la rilascia rapidamente, affermano i ricercatori.

Hancock ricorda il suo stupore quando la sua squadra ha catturato per la prima volta lo sciopero su pellicola. "L'ho visto per la prima volta e sono rimasta a bocca aperta, e lo fa ancora ogni volta che lo guardo", dice.

Le larve di zanzara Sabethes mancano del meccanismo di estensione della testa. Invece, una larva di Sabethes intrappola la preda usando la coda per trascinare la preda verso la sua testa.

Nel frattempo, la larva apre le mandibole e le mascelle (apparato boccale a tenaglia) e si aggrappa alla preda mentre viene portata dentro. Uso della coda, chiamata "sifone" perché funge da tubo di respirazione per le larve di zanzara mentre sono appese a testa in giù giù sulla superficie dell'acqua, è stata anche una sorpresa, dice Hancock.

Entrambi gli stili di sciopero, in tutte e tre le specie nello studio, impiegano circa 15 millisecondi. Quella velocità indica un comportamento altamente sviluppato, quasi riflessivo chiamato modello di azione fissa, dice Hancock. Lo ha paragonato all'azione di una rondine, che comporta molteplici, piccole azioni muscolari individuali. "Tutte queste cose devono funzionare insieme, lo facciamo tutti automaticamente", dice. "Ed è esattamente quello che devono essere questi attacchi di larve di zanzara. È un pacchetto".

Le zanzare Toxorhynchitis e Psorophora sono ben note per il loro status di predatore. Le specie di Toxorhynchites, in particolare, sono state studiate come un potenziale strumento per il controllo delle zanzare che portano germi patogeni, perché una singola larva di Toxorhynchites potrebbe consumare fino a 5.000 larve di prede prima di maturare nell'età adulta. Come risultato di quella dieta larvale, le specie adulte di Toxorhynchites e Psorophora sono tra le più grandi zanzare del mondo. I Sabethes cyaneus, nel frattempo, sono predatori meno formidabili, ma crescono in adulti caratterizzati da una colorazione blu iridescente e larghe pale simili a piume sulle gambe.

Il filmato degli attacchi di Toxorhynchites e Psorophora è stato catturato per la prima volta su pellicola da 16 millimetri con un microscopio e un'impostazione della fotocamera progettata - attraverso molte prove, errori e film sprecati, dice Hancock - durante il suo periodo all'Università delle Cumberlands negli anni '90. È tornato allo sforzo nel 2020 con gli studenti dell'MSU Denver, questa volta con una fotocamera digitale ad alta velocità in una configurazione simile, per filmare gli scioperi di Sabethes.

Le luci necessarie per illuminare le larve di zanzara al microscopio sono così calde e luminose che richiedono filtri di protezione dal calore "non solo per cuocere" le larve e "gli occhiali da sole più scuri che potrei comprare" per proteggere gli occhi dei ricercatori, dice Hancock . Tuttavia, la nuova tecnologia della fotocamera digitale consente una ricerca molto più semplice e avanzata sulle larve di zanzara.

Mentre la cinepresa ad alta velocità ha catturato filmati fino a 600 fotogrammi al secondo, la nuova fotocamera digitale può superare i 4.000 fotogrammi al secondo. E una scheda SD da 32 gigabyte può memorizzare, secondo la stima di Hancock, l'equivalente di circa $ 12.000 di film e sviluppo.

Hancock ha studiato le zanzare per gran parte della sua carriera e le usa regolarmente come organismi modello per la ricerca condotta dagli studenti a cui insegna. Dice che questa nuova conoscenza di come le larve di zanzara predatrice catturano le prede può essere uno strumento per "continuare a svelare i misteri della natura che ci circonda, specialmente in tutto ciò che è acquatico" e che i video potrebbero aprire gli occhi delle persone sugli ecosistemi che vivono anche nei più piccoli pozze d'acqua.

"I piccoli contenitori d'acqua che non si muovono sono principalmente il dominio delle zanzare", dice. + Esplora ulteriormente

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