Le formiche che ricevono una ricompensa zuccherina arricchita con caffeina diventano più efficienti nel tornare alla posizione della ricompensa rispetto alle formiche che ricevono solo zucchero. I ricercatori riferiscono il 23 maggio sulla rivista iScience che le formiche che assumono caffeina si muovono verso la ricompensa attraverso un percorso più diretto ma non aumentano la loro velocità, suggerendo che la caffeina ha migliorato la loro capacità di apprendere.
Lo studio è stato condotto sulle formiche argentine (Linepithema humile), una specie invasiva a livello globale, e i ricercatori affermano che incorporare la caffeina nelle esche per formiche potrebbe aiutare gli sforzi per controllare le formiche migliorando l'assorbimento delle esche.
"L'idea alla base di questo progetto era quella di trovare un modo cognitivo per convincere le formiche a consumare più esche velenose che mettiamo sul campo", afferma il primo autore e ricercatore dottorale Henrique Galante, biologo computazionale dell'Università di Ratisbona. /P>
"Abbiamo scoperto che le dosi intermedie di caffeina in realtà aumentano l'apprendimento:quando dai loro un po' di caffeina, li spingi ad avere percorsi più rettilinei e a raggiungere la ricompensa più velocemente."
Le formiche argentine sono una delle specie invasive ecologicamente più dannose e costose al mondo. Gli sforzi di controllo, che si concentrano sull’uso di esche velenose, si sono rivelati inefficaci, probabilmente a causa del basso assorbimento e dell’abbandono delle esche. I ricercatori volevano verificare se l'uso della caffeina, che ha dimostrato di migliorare l'apprendimento delle api mellifere e dei bombi, potesse migliorare la capacità delle formiche di apprendere la posizione dell'esca e guidare lì i loro compagni di nido.
"Stiamo cercando di renderli migliori nel trovare queste esche, perché più velocemente vanno e tornano da loro, più scie di feromoni lasciano, più formiche arriveranno e, quindi, più velocemente spargeranno il veleno in la colonia prima che si rendano conto che è veleno," dice Galante.
In laboratorio, i ricercatori hanno testato se diverse concentrazioni di caffeina avrebbero avuto un impatto sulla capacità delle formiche di individuare e spostare una ricompensa zuccherina. Le formiche hanno camminato lungo un ponte levatoio Lego su una piattaforma di prova, un foglio di carta A4 sovrapposto a una superficie acrilica, su cui i ricercatori avevano posizionato una goccia di soluzione di saccarosio arricchita con 0, 25 ppm, 250 ppm o 2.000 ppm di caffeina. /P>
"La dose più bassa che abbiamo utilizzato è quella che si trova nelle piante naturali, la dose intermedia è simile a quella che si trova in alcune bevande energetiche, e la quantità più alta è fissata per essere la LD50 delle api, dove metà delle api nutrite con questa dose muoiono —quindi è probabile che sia piuttosto tossico per loro," dice Galante.
I ricercatori hanno utilizzato un sistema di tracciamento automatizzato per monitorare la velocità con cui le formiche viaggiavano da e verso la ricompensa e l'immediatezza del loro percorso. Nel complesso, hanno testato 142 formiche e ciascuna formica è stata testata quattro volte. Alle formiche è stata data l'opportunità di scaricare il cibo che avevano raccolto tra una prova e l'altra e i ricercatori hanno anche rimosso e sostituito il pezzo di carta in modo che le formiche non fossero in grado di seguire la propria scia di feromoni fino al luogo della ricompensa.
Senza caffeina, le formiche non hanno imparato a raggiungere la posizione della ricompensa più rapidamente nei successivi viaggi di foraggiamento, suggerendo che non avevano memorizzato con successo la posizione della ricompensa. Tuttavia, le formiche la cui ricompensa zuccherina conteneva dosi basse o intermedie di caffeina sono diventate più efficienti nel riposizionare la ricompensa.
Il tempo di foraggiamento è diminuito del 28% per visita per le formiche che hanno ricevuto 25 ppm di caffeina e del 38% per visita per le formiche che hanno ricevuto 250 ppm di caffeina, il che significa che se una formica impiega 300 secondi nella sua prima visita, alla prova finale, ci si aspetterebbe che impiegassero 113 secondi alla dose bassa di caffeina e 54 secondi alla dose intermedia. Questo effetto non è stato osservato alla dose più alta di caffeina.
I ricercatori hanno dimostrato che la caffeina riduce i tempi di foraggiamento delle formiche rendendole più efficienti, non rendendole più veloci. Non è stato riscontrato alcun effetto della caffeina sul ritmo delle formiche a qualsiasi dosaggio, ma le formiche che avevano ricevuto dosi da basse a intermedie di viaggi di caffeina hanno viaggiato per percorsi meno tortuosi.
"Quello che vediamo è che non si muovono più velocemente, sono solo più concentrati su dove stanno andando", dice Galante. "Ciò suggerisce che sanno dove vogliono andare, quindi hanno imparato la posizione della ricompensa."
La caffeina non ha avuto alcun impatto sulla capacità di homing delle formiche (sull'efficienza con cui tornavano al nido), anche se i loro percorsi verso casa diventavano meno tortuosi ad ogni viaggio, indipendentemente dalla caffeina.
I ricercatori sono ottimisti sul fatto che la caffeina potrebbe aiutare gli sforzi per controllare le formiche argentine, ma prima sono necessarie ulteriori ricerche. Attualmente stanno testando esche arricchite con caffeina in un ambiente più naturalistico in Spagna e intendono anche indagare se esiste qualche interazione tra la caffeina e il veleno dell'esca.
Ulteriori informazioni: L'esposizione acuta alla caffeina migliora la ricerca del cibo in una formica invasiva, iScience (2024). DOI:10.1016/j.isci.2024.109935. www.cell.com/science/fulltext … 2589-0042(24)01157-X
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