La sopravvivenza di una colonia di formiche dipende dalla capacità dei suoi membri di distinguere i propri compagni di nido dalle formiche di una colonia straniera e forse ostile. Questo cosiddetto riconoscimento del compagno di nido si basa sui profumi emessi da un sottilissimo strato di cera che ricopre il corpo di ogni formica. Allo stesso tempo, questo strato di cera protegge il corpo della formica dalla perdita d'acqua. Gli scienziati della Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) hanno ora scoperto che queste due funzioni dello strato di cera vengono mantenute anche in caso di esigenze contrastanti.

"Le formiche possono adattare contemporaneamente il loro strato di cera per soddisfare due esigenze e quindi ottimizzarlo di conseguenza", ha affermato il biologo evoluzionista della JGU, il dottor Florian Menzel. "Possono adattare il loro strato di cera alle temperature esterne e quindi adattarsi ai diversi requisiti di impermeabilizzazione. Questo cambia la composizione dello strato, ma le informazioni codificate per il riconoscimento reciproco rimangono sostanzialmente le stesse."

Lo strato di cera protegge dall'essiccamento e contiene segnali di comunicazione

Tutti gli animali terrestri devono evitare che i loro corpi perdano acqua. Per fare questo, quasi tutti gli insetti hanno uno strato di cera che copre i loro corpi come la pelle. Questo strato di cera è costituito da diverse dozzine a più di cento diversi composti - idrocarburi cuticolari - che sono specifici e distintivi per ciascuna specie. I biologi possono utilizzare questi idrocarburi cuticolari (CHC) per distinguere facilmente anche specie strettamente correlate. Negli insetti sociali come api e formiche, questo strato di cera ha anche altre funzioni. Contiene informazioni sull'appartenenza a una specie particolare e persino a una colonia particolare o se un individuo è una lavoratrice o una regina.

Con l'aumento delle temperature, la cera si liquefa sempre più e non protegge più gli animali dall'essiccamento. Le formiche, invece, sono in grado di regolare rapidamente la composizione della cera per contrastare lo scioglimento del CHC. Il team di biologi evoluzionisti guidato dal Dr. Florian Menzel ha ora studiato se l'adattamento della miscela di CHC alla temperatura esterna modifica anche le informazioni utilizzate per riconoscere i compagni di nido.

Lo studio esamina il comportamento aggressivo dopo diversi trattamenti termici

Il team di scienziati ha esposto due specie di formiche del genere Lasius a temperature diverse e poi ne ha osservato il comportamento. La formica da giardino nera, Lasius niger, è la specie di formica più comune nei nostri giardini e prati, mentre la formica da giardino dal petto piatto Lasius platythorax vive principalmente nelle foreste o nelle paludi. Quest'ultimo è confusamente simile al suo parente ed è stato riconosciuto come specie separata solo circa 30 anni fa.

Piccole colonie di entrambe le specie sono state mantenute al fresco, al caldo ea temperature fluttuanti (cioè fresche di notte e calde di giorno). Dopo tre settimane, i biologi hanno analizzato la composizione della cera e osservato il comportamento aggressivo delle formiche nei confronti dei compagni di nido e dei non compagni di nido dello stesso gruppo di temperatura o di un diverso.

Separare le funzioni è fondamentale per la sopravvivenza della colonia

"Le formiche potevano sicuramente dire se la loro controparte proveniva dallo stesso nido o meno", ha riferito Marti Wittke, autore principale dello studio. "Tuttavia, gli ex compagni di nido provenienti da un ambiente a temperatura diversa sono stati ricevuti con maggiore aggressività". Le formiche erano facilmente in grado di distinguere i membri della propria colonia dalle formiche straniere, anche se i compagni di nido erano stati sottoposti a una temperatura ambiente diversa.

"Gli effetti della temperatura sul riconoscimento sono stati sorprendentemente piccoli, anche se la composizione dello strato di cera differisce drasticamente tra i gruppi di temperatura", ha spiegato Menzel, suggerendo che il riconoscimento dei membri della colonia è una priorità molto più alta. "Il riconoscimento della colonia è estremamente importante. Se estranei, sia della stessa specie che di altre specie, non vengono rilevati e possono entrare nella colonia, ciò può portare a grossi problemi, ad esempio se i predatori entrano nella colonia e mangiano le loro larve. Ma sarebbe essere ugualmente fatale se i veri compagni di nido non sono stati improvvisamente ammessi di nuovo."

Pubblicato in Ecologia Funzionale , lo studio mostra che solo pochi componenti della cera sono sufficienti per rilevare l'appartenenza a una colonia. "Sembra che alcuni idrocarburi servano di più per il riconoscimento e alcuni servano di più per la protezione contro l'essiccazione, sebbene nessun idrocarburo svolga chiaramente solo l'una o l'altra funzione. Alla fine è ovviamente fondamentale mantenere lo scambio dei segnali di comunicazione relativamente indipendente dal funzione impermeabilizzante, anche se entrambe le funzioni sono ancorate nello strato di cera. Per motivi fisici, però, le due funzioni non possono essere completamente separate."

È interessante notare che le due funzioni, il mantenimento dell'impermeabilità e della comunicazione, erano più intrecciate nella formica da giardino nera che nella formica da giardino dal petto piatto. "Non capiamo ancora questa differenza", ha aggiunto Menzel. + Esplora ulteriormente

Le proprietà di fusione determinano le funzioni biologiche dello strato cuticolare di idrocarburi delle formiche